Study of the health promoting properties of the tropical highland blackberry (Rubus adenotrichos) and the impact of digestion and pasteurization processes

par Gabriela Azofeifa

Thèse de doctorat en Biochimie, chimie et technologie des aliments

Sous la direction de Alain Michel et de Fabrice Vaillant.

Le jury était composé de Alain Michel, Fabrice Vaillant, Edmond Rock, Pierre Champy, Jean-Claude Teulade, Jean-paul Cristol.

Les rapporteurs étaient Edmond Rock, Pierre Champy.

  • Titre traduit

    Étude des propriétés bénéfiques pour la santé de la mûre tropicale de montagne (Rubus adenotrichos) et détermination de l'impact des processus de digestion et de pasteurisation.


  • Résumé

    Dans cette étude nous avons évalué les activités biologiques de la mûre tropicale de montagne (Rubus adenotrichos) et les effets de la digestion ou des procédés de pasteurisation sur ces activités. L'extrait polyphénolique de mûre présente un pouvoir antioxydant déterminé par la méthode ORAC de 4339 ± 144 pM TE/g, plus élevé que celui de la quercétine et de l'acide ellagique. L'extrait de mûre présente des propriétés protectrices des liposomes et des homogénats de foie contre la peroxydation lipidique avec des IC50 de 7.0 ± 0.5 et 20.3 ± 4.2 mg/ml, respectivement. Les polyphénols de mûre inhibent la production de nitrite dans par les macrophages murins J774A.1 stimulées par le mélange LPS, IFN. Cette activité est confirmée par la diminution du taux de NO synthase inductible dans ces mêmes cellules. Les activités biologiques des fruits pourraient être affectés par les procédés industriels. Le processus de pasteurisation du jus de mûre a provoqué une diminution d'environ 7% de la concentration en anthocyanes pour la température la plus élevée évalué, 92°C. Pour le même échantillon, une réduction significative de 27% de l'activité anti-oxydante mesurée par la méthode DPPH et de 16% de la capacité de complexassions des radicaux NO. Toutefois, aucune différence significative n'a été mise en évidence autant pour la capacité d'inhibition de la peroxydation que pour l'activité anti-oxydante intracellulaire. Les effets in vivo sont largement dépendants de la biodisponibilité des composés phénoliques et de ce fait un jus de mûre a été digéré in vitro pour obtenir des échantillons qui représentent les grandes étapes du processus de digestion. La digestion gastrique a peu d'influence au contraire de la digestion intestinale sur la composition polyphénolique de l'extrait de mûre en particulier au niveau du rapport anthocyanines/elagitannins. La fraction dialysable présente une réduction de 33% et de 35% de l'activité contre les radicaux dérivés de l'azote DPPH et NO, respectivement. De même, la capacité d'inhiber au niveau intracellulaire les radicaux libres (ROS) a diminué d'environ 85%. Toutefois, aucune différence significative n'a été mise en évidence au niveau de la capacité d'inhiber la peroxydation lipidique. Finalement, cette étude a utilisé un modèle in vivo pour évaluer l'effet de la consommation d'une boisson de mûre chez des rats diabétiques. L'apport de mûre a provoqué une diminution du glucose (-48.6%), des triglycérides (-43.5%) et du taux de cholestérol (-28.6%) plasmatique des rats diabétiques par rapport aux témoins diabétiques qui n'ont pas consommé la boisson de ce fruit. De plus, les rats diabétiques qui consomment de la mûre ont vus améliorées les valeurs de la capacité antioxydante du plasma (+7%), tandis que les niveaux de peroxydation lipidique dans le plasma (-19%) et dans les tissus rénaux (-23%) ont été réduits. Cette étude suggère que l'incorporation de la mûre comme un complément alimentaire pourrait avoir des effets bénéfiques sur la santé, même si l'on considère les aspects de biodisponibilité et les effets du procédé de pasteurisation.


  • Résumé

    This study evaluated biological activities of blackberries (Rubus adenotrichos) and the effects of digestion or pasteurization processes on these activities. The blackberries phenolic extract showed an ORAC value of 4339 ± 144 μM TE/g, higher than those of quercetin and ellagic acid. It also protected liposomes and liver homogenates against lipid peroxidation; with IC50 of 7.0 ± 0.5 and 20.3 ± 4.2 μg/mL, respectively. The blackberry polyphenols inhibited nitrite production in J774A.1 cells stimulated with LPS+IFNγ due to down-regulation of iNOS protein expression, suggesting an anti-inflammatory potential. The biological activities of the fruits could be affected by the industrial processes. The pasteurization of a blackberry juice caused a 7% decrease in the anthocyanins concentration of the highest temperature tested, 92 °C. For the same sample, a significant reduction of 27% and 15% were showed in the DPPH and NO scavenging capacity, respectively. However, non-significant differences were evident neither for the peroxidation inhibitory capacity nor for the intracellular antioxidant activity after the pasteurization step. The antioxidant capacity is largely dependent of their bioavailability and because of this a blackberry juice was digested in vitro to obtain samples that represent the major stages of the digestion process. The gastric digestion had slight impact on polyphenolic composition while the pancreatin/bile digestion had marked effects on polyphenolic composition, particularly in the ratio anthocyanins-ellagitannins. These changes in phenolic composition caused in the dialyzed fraction a reduction of 33% and 35% in the activity against nitrogen derived radicals DPPH and NO respectively. As well the capacity to inhibit intracellular ROS was decrease by an 85% in the dialyzed fraction. Nevertheless, no significant differences were evident in the capacity to inhibit lipid peroxidation. Finally, this study used an in vivo model with diabetic rats to evaluate the effect of the consumption of a blackberry beverage. The blackberry intake provoked a decrease in plasmatic glucose (-48.6%), triglycerides (-43.5%) and cholesterol (-28.6%) levels in the diabetic rats with respect to the diabetic controls animals. The diabetic rats which consumed blackberry, improved (+7%) the plasma antioxidant capacity (PAC) values and reduced the levels of lipid peroxidation in plasma (-19%) and in kidney tissue (-23%). This study suggests that selecting blackberry as a dietary complement could have health beneficial effects even when considering the bioavailability aspects of the phenolic compounds and the pasteurization effects.


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