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Submitted on 3 Jun 2020
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Suivi de l’oxydation des acides gras et des protéines par RMN quantitative pour une meilleure maîtrise des
qualités sensorielles et nutritionnelles des aliments
Guilhem Pages, Amaël Morisse, Philippe Gatellier, Patrick Giraudeau, J.-M.
Bonny
To cite this version:
Guilhem Pages, Amaël Morisse, Philippe Gatellier, Patrick Giraudeau, J.-M. Bonny. Suivi de l’oxydation des acides gras et des protéines par RMN quantitative pour une meilleure maîtrise des qualités sensorielles et nutritionnelles des aliments. Groupe d’Etude de Résonance Magnétique, May 2015, Sète, France. 1 p., 2015. �hal-02743150�
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
00:00 01:12 02:24 03:36 04:48 06:00 07:12
Voulme des pics (normalisé par rapport à l'alanine)
Temps de réaction (hh:mm)
Ala
His
oxy1
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5
00:00 01:12 02:24 03:36 04:48 06:00 07:12
Voulme des pics (normalisé par rapport à l'alanine)
Temps de réaction (hh:mm)
Thr Lys Arg Pro
Suivi de l’oxydation des acides gras et des protéines par
RMN quantitative pour une meilleure maîtrise des qualités sensorielles et nutritionnelles des aliments
G. Pagès a , A. Morisse a,b,c , P. Gatellier a , E. Martineau b,c , P. Giraudeau b,d , J.-M. Bonny a
a
Plateforme AgroResonance, UR 370 QuaPA – INRA, F-63122 Saint-Genès-Champanelle
b
EBSI Team, CEISAM UMR CNRS 6230, Université de Nantes
c
Spectromaîtrise, CAPACITES SAS, Nantes, France
d
Institut Universitaire de France, 1 rue Descartes, 75005 Paris Cedex 5
Introduction
L’oxydation des acides gras et des acides aminés dégrade gravement les qualités sensorielles, nutritionnelles et sanitaires des aliments. Par exemple, l’oxydation produit le goût de rance dans les huiles et peut être responsable de la formation de composés potentiellement mutagènes.
Les radicaux libres, formés par l’interaction entre les métaux présents dans les aliments (fer, cuivre, manganèse) et l’oxygène ou ses dérivés, sont les initiateurs du processus d’oxydation. Pour proposer des stratégies permettant d’améliorer et de conserver les qualités des aliments, il est important de modéliser ces mécanismes réactionnels.
L’objectif de ce travail est de développer des approches RMN permettant de suivre les réactions d’oxydation au sein de mélanges modèles pour caractériser et quantifier les produits de l’oxydation et estimer les constantes réactionnelles.
Plateforme AgroResonance
Oxydation des acides gras Oxydation des acides aminés
1. Martinez-Yusta A., Goicoechea E. et Guillén M.D., Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 13, 838 – 859 (2014) 2. Akoka S., Giraudeau P., Magnetic Resonance in Chemistry, in press (2015) DOI: 10.1002/mrc.4237
Représentation des réactions d’oxydation d’un acide gras modèle, l’acide linoléique [1].
Conclusion
Des systèmes modèles de l’oxydation ont été mis au point permettant d’identifier et de quantifier la formation, plutôt lente, des produits. Les mesures cinétiques viendront alimenter des systèmes de modélisation complexes, développés pour prédire et maitriser les réactions d’oxydation.
Références
Spectres RMN 1H à 400 MHz de l’acide linoléique (C18:2) de référence (rouge) et après 31h d’oxydation à 70°C (bleu). La formation des produits primaires de l’oxydation (hydroperoxydes) est clairement visible dans la zone à 6 ppm tandis que les aldéhydes sont observables vers 10 ppm.
Evolution de l’intégrale des signaux des -HC=CH- normalisée aux 1H des alkyles au cours de l’oxydation à 70°C d’acides gras modèles contenant, 1, 2 ou 3 insaturations ainsi qu’un mélange équivolumique de ces acides. L’insert représente la formation des produits de l’oxydation.
Alanine Arginine Histidine
Lysine Phénylalanine Proline Thréonine
• FeSO4
• H2O2 en quantité stœchiométrique
Spectre RMN 2D COSY hybride rapide à 700 MHz du mélange d’acides aminés en présence de FeSO4. La RMN 2D hybride rapide [2] consiste à accumuler plusieurs expériences ultrarapides de manière entrelacée, afin d’élargir la gamme spectrale observable tout en optimisant la sensibilité.
Le mode d’acquisition « single-scan » permet le suivi de système évoluant au cours du temps, contrairement à la RMN 2D conventionnelle. Ici, le suivi en temps réel de l’oxydation d’un mélange d’acides aminés peut être effectué. L’alanine ne s’oxyde pas et sert de référence.
La mise en œuvre de la RMN 2D ultrarapide pour suivre l’oxydation des acides aminés est justifiée par l’évolution rapide de certains pics au début de la réaction. Le suivi n’est pas réalisable en RMN 1D en raison du recouvrement spectral. Les volumes des pics sont normalisés par rapport à celui de l’alanine qui ne s’oxyde pas.
RMN 2D hybride rapide 5 min 34 s / spectre
Disparition du signal de l’His et apparition du signal d’un
produit de l’oxydation Disparition des acides
Formation des produits 1
aireset 2
ndairesen fonction
du substrat
C H3
O OH O
OH
O OH
C
H3 H3C
O OH
O
OH
Aldéhydes Alcools
Epoxides Cétones Acide linoléique (9Z,12Z)
Hydroperoxyde d'acide linoléique 9Z,11E Oxydation à l'air
Hydroperoxyde d'acide linoléique 9E,11E
