Analyse fine et stabilisation des hydrolats de rose et de fleur d'oranger

Rose Flower and Orange Blossom Hydrosols Stabilisation

• Auteur / Autrice : Cécile Labadie
• Direction : Frédéric Carlin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie, microbiologie
• Date : Soutenance le 04/12/2015
• Etablissement(s) : Montpellier
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences des Procédés – Sciences des Aliments (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sécurité et Qualité des Produits d'Origine Végétale (Avignon ; 1967-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Carlin, Florence Dubois-Brissonnet, Alain Muselli, Cédric Saucier, Catherine Renard, Céline Cerutti
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Florence Dubois-Brissonnet, Alain Muselli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microorganismes

Conservateurs (pharmacie)

Microflore

Hydrolats

Mots clés libres

Hydrolat

Microbiote

Conservateurs

Altération

Fleur d'oranger

Rose

Hydrosol

Microbiota

Preservative

Spoilage

Orange blossom

Rose

Résumé

Les eaux florales sont des matières premières aromatiques issues de la distillation, contenant généralement moins de 1 g/L de composés volatils leur conférant leurs propriétés organoleptiques. Elles sont utilisées principalement en industrie agroalimentaire et cosmétique. Elles sont sujettes à des problèmes d’instabilité microbienne incompatibles avec leurs applications. Ces microorganismes, leurs dynamiques, ainsi que les nutriments disponibles nécessaires à leur croissance restent mal connus. Les eaux florales sont actuellement stabilisées par ajout de conservateurs dont certains sont controversés et visent à être retirés du marché. De plus, leur efficacité dans les eaux florales n’a pas été évaluée.L’objectif de cette thèse est d’apporter une meilleure connaissance de la composition des eaux florales et de ses contaminants afin de proposer une méthode de stabilisation adaptée.La composition en huile essentielle et le microbiote de 22 échantillons d’eau de fleur d’oranger (Citrus aurantium L. ssp. amara L.) et de rose (Rosa damascena Miller et Rosa centifolia L.), provenant de différents producteurs autour du bassin méditerranéen, ont été analysés afin de déterminer les facteurs responsables de leur altération. Bien que les composés volatils soient connus pour leurs propriétés antimicrobiennes, leurs concentrations dans les hydrolats ne sont pas suffisantes pour assurer la stabilité microbiologique. En plus des composés volatils, les hydrolats contiennent des composés non-volatils tels que des sucres, entraînés vers le distillat par effet de primage ou de moussage pendant la distillation, et pouvant être utilisés comme substrat de croissance par les microorganismes. La population microbienne peut atteindre 106 à 107 UFC/mL en quelques jours à température ambiante et jusqu’à 3 mois à 5°C. Des bactéries environnementales, oligotrophes, et acido-tolérantes, appartenant principalement aux genres Pseudomonas sp. et Burkholderia sp. ont été isolées et identifiées. Parmi ces bactéries, B. vietnamiensis et Novosphingobium capsulatum ont été capables de métaboliser des composés volatiles tels que le géraniol ou l’acétate de 2-phényléthyle pour produire la 6-méthyl-5-heptèn-2-one ou le 2-phényléthanol, et modifier ainsi les propriétés organoleptiques des hydrolats. Enfin, la capacité de croissance de bactéries pathogènes et d’altération dans les hydrolats a été évaluée, et différents conservateurs ont été testés sur les souches capables de se multiplier dans les hydrolats.Une distillation aseptique et un conditionnement stérile permettrait d’assurer la stabilité des hydrolats sans ajout de conservateurs. En l’absence de conditions aseptiques, l’ajout de conservateurs est nécessaire pour assurer la stabilité des hydrolats.

Hydrosols are hydrodistillation products mainly used as food flavoring agents or ingredient in cosmetics. They contain less than 1 g/L of dispersed essential oils giving the organoleptic properties. These are subjected to microbial proliferation that can prevent use due to non-compliance to professional microbiological standards. The microorganisms, their growth dynamics, and the available nutrients in hydrosols remain unknown. Hydrosols can contain few preservatives, but there is no data about their efficiency in hydrosols.The aim of this study was to have a better knowledge on hydrosols composition, their microbiota, and spoilage conditions, in order to propose an adapted stabilization method.The composition in volatile compounds and the microbiota of 22 hydrosol samples of Citrus aurantium L. ssp. amara L. (orange blossom), Rosa damascena Miller (rose D.), and Rosa centifolia L. (rose C.) flowers were analyzed to determine factors responsible for decay. Some non-volatile compounds were likely carried over during distillation by a priming and foaming effect, and could be used as nutrients by microorganisms. Concentrations of volatile compounds in hydrosols are not high enough to prevent microbial proliferation, and bacteria concentrations can reach up to 106 CFU/mL in both hydrosols. The isolated microbial population was composed of oligotrophic Gram-negative bacteria, arranged in four major genera: Pseudomonas sp., Burkholderia cepacia complex, and presumably two new genera belonging to Acetobacteraceae and Rhodospirillaceae. Among those bacteria, Burkholderia vietnamiensis and Novosphingobium capsulatum were able to metabolize volatile compounds, such as geraniol to produce 6-methyl-5-hepten-2-one or geranic acid, or 2-phenylethyl acetate to produce 2-phenylethanol. Finally, the growth potential of a range of bacteria isolated from hydrosols and of pathogenic micro-organisms was evaluated, then the anti-microbial activity in nutrient broth and/or in hydrosols of a range of chemical preservatives authorized for food and cosmetic applications was tested.Additional hurdles such as chemical preservatives or aseptic packaging will be necessary to insure microbial stability.