Valorisation de sous- et co-produits, issus de la transformation du café et du cacao, par l'obtention de molécules à haute valeur ajoutée.

par Bani Ruesgas Ramon

Projet de thèse en Biochimie et Physicochimie alimentaires

Sous la direction de Maria Figueroa et de Erwann Durand.

Thèses en préparation à Montpellier, SupAgro en cotutelle avec l'Institut Technologique de Veracruz , dans le cadre de Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...) , en partenariat avec IATE - Ingénierie des Agropolymères et Technologies Emergentes (laboratoire) et de Axe 4 - Biotechnologie microbienne et enzymatique des lipides et des agropolymères (equipe de recherche) depuis le 26-10-2015 .


  • Résumé

    L'industrie agroalimentaire génère une gamme de sous-produits et de coproduits qui méritent d'être bien valorisés car ils peuvent présenter des propriétés interesantes1. Dans ce contexte, la pulpe de café (CP) (représente 45 % du poids du fruit frais), la coque de cacao (CH) (représente le 12 % du poids de la fève de cacao sec2) et la cabosse de cacao (CPH) (représente 74 % du poids du fruit frais3), dérivés de la 1ère transformation du café (CP) et de la 1ère (CPH) et 2ème (CH) transformation du cacao, sont des résidus qui provoquent des graves problèmes environnementaux, tels que des mauvaises odeurs et la propagation des maladies sur les plantations quand mal gérés et abandonnés directement dans les champs3. Le café est connu pour être riche en composés polyphénoliques (CPP) surtout les acides chlorogéniques4, tandis que le cacao contient des procyanidines et (-)-epicatéchines5. De plus, ces résidus peuvent-être sources de lignine, protéines et minéraux, ainsi que de sucres réducteurs, mais ils ne sont pas toujours valorisés de manière intégrale en tant que déchets. Par ailleurs, leur valorisation pourrait avantager économiquement les producteurs, en plus de préserver l'environnement et de générer des technologies orientées à la transformation soutenable des ressources naturelles. Tel serait le cas de la valorisation de ces résidus par l'extraction de molécules à haute valeur ajoutée à l'aide des solvants eutectiques profonds (DES, deep eutectic solvents). Les DES consistent en un mélange d'un sel organique (ammonium ou phosphonium) qui fonctionne comme un accepteur de liaisons hydrogène (HBA) et d'un donneur de liaisons hydrogène (HBD). Ils sont très facilement préparés, ils peuvent être liquides à température ambiante et ils sont non volatils, thermiquement stables et biodégradables6. Les molécules extraites à l'aide des DES pourraient être utilisés comme des auxiliaires précieux en tant qu'agents de lutte contre les radicaux libres et en tant qu'agents antimicrobiens et conservateurs dans des produits alimentaires et non-alimentaires. L'objectif général de ce travail est donc de valoriser de la façon la plus intégrale possible et en utilisant des techniques les plus respectueuses de l'environnement la CP, la CH et la CPH par l'extraction de molécules à haute valeur ajoutée possédant des propriétés physicochimiques et biologiques intéressantes. Cet objectif général sera accompli moyennant 4 objectifs spécifiques : • Mise au point de l'extraction de molécules à haute valeur ajoutée à l'aide des DES à partir de résidus issus de la transformation du café (CP) et du cacao (CPH, CH). • Caractérisation chimique des extraits obtenus. • Détermination de la capacité antimicrobienne des DES seuls et en présence des composées phénoliques. • Formulation d'antioxydants en utilisant des DES et étude de leurs activités antioxydantes.

  • Titre traduit

    Enhancing the value of coffee and cocoa residues through the synthesis and characterization of bioactive molecules


  • Résumé

    The food industry can be considered one of the most inefficient parts of the food supply chain as it produces large amounts of waste. Just in the European Union, 90 million tons of food waste are produced each year, while the 38% is the manufacturing sector of foods. The production of the cocoa bean is very important in the world due to the production of chocolate, and Mexico is the eighth producer in the world; however, sub-products and derivatives of the cocoa industry as the pod and the shell, respectively, are not valued. In fact, the cocoa pod represents 74% of the weight of fresh fruit. Normally they are left out of the fields after harvest and extraction of the beans and they rot on the cocoa plantation, which can cause environmental problems, producing bad odors and the spread of disease. Furthermore, the cocoa shell represents 12% of the dry weight of cocoa bean, it was used as fertilizer and animal feed, as it is known for its antioxidant owners due to the presence of phenolic compounds (CPP), but it is not valued integrally as waste. On the other hand, Mexico is the sixth producer of the world of coffee arabica. The coffee account with interesting biological properties, but by-products derived from its 1st processing are substantial and often poorly valued. The coffee pulp represent the 45% of the fresh weight. This waste is a major source of pollution and a serious environmental problem in the producing countries.However, they represent a valuable source of lignin, protein, and minerals, as well as reducing sugars and CPP, such as phenolic acids, procyanidins and (-) epicatechin. In addition, development of agro-food residues could economically benefit the producers, in addition to preserving the environment and generating technologies oriented to the sustainable processing of natural resources. Besides, for their interesting biological properties, these residues could be used as sources of multifunctional molecules that are valuable as antyoxidant, antimicrobial agents and preservatives.