Caractérisation chimique et pollinique des miels de Guyane

Sujet : «  Caractérisation chimique et pollinique des miels de Guyane ».
Candidat :  Monsieur Weiwen JIANG
Directeur de thèse : Messieurs ROBINSON Jean-Charles, PU, enseignant-chercheur à l’Université de Guyane et Monsieur PAOLINI Julien, MCF-HDR, enseignant-chercheur à l’Université de Corse.
Spécialité : Chimie théorique, physique, analytique
Date :  Lundi  20 janvier 202 à 10h00 à l’amphithéâtre A de  l’Université de Guyane

Résumé :

La Guyane française possède une flore riche de plus de 6000 espèces réparties dans trois types de biotopes ayant tous un intérêt apicole : la mangrove (où l’on retrouve des espèces telles que Avicennia germinans et Rhizophora sp.), les savanes (plus riches en herbacées, arbustes et palmiers) et la forêt tropicale (principalement des arbres de grande taille). Bien que le territoire bénéficie d’une flore très riche en espèces nectarifères avec la présence de l’Apis mellifera, l’activité apicole ne démarrera réellement que dans les années 90 (actuellement la production de miel est d’environ 9 à 10 tonnes par an). Afin de développer ce secteur agricole, il est nécessaire, à terme, de faire connaître et reconnaître le produit à travers un signe officiel de qualité. La présente étude a pour objectif principal de caractériser la composition chimique et pollinique des miels de Guyane afin d’y déceler des marqueurs permettant de justifier la provenance du produit. Ce travail interdisciplinaire permet d’avoir une approche multi-factorielle de la problématique.

Pour cela, les spectres polliniques ont été établis via la détermination et le comptage des grains de pollen extrait du miel selon la méthode préconisée par Louveaux. L’ensemble des mesures qui permettent de justifier de la qualité des miels a également été réalisé (pourcentage en eau, conductivité, tests organoleptiques). Quant à la fraction volatile des miels elles ont été analysées par HeadSpace-Solid Phase Micro-Extraction (HS-SPME), Gas Chromatography couplée à un détecteur à ionisation de flamme avec (GC-FID) et à un spectromètre de masse (GC/MS). Nous avons complété l’analyse des volatils par un dosage des composés phénoliques et par la mesure de l’activité antioxydants de nos échantillons.

L’étude des grains de pollens issus du miel (mélissopalynologie), à partir d’une méthode conventionnelle d’analyse pollinique reconnue au niveau internationale, montre qu’il y a une importante diversité pollinique. Cette diversité s’explique notamment par la présence significative d’espèces spontanées d’une part et d’un climat permettant des floraisons multiples sur des périodes plus longues d’autre part. Nous avons pu définir les principaux taxons du répertoire guyanais ainsi que ceux qui sont des marqueurs potentiels de la spécificité régionale. Grâce à cette étude mélissopalynologique, la Guyane dispose d’une première banque de pollens (palynothèque) ainsi qu’une liste élargie des plantes visitées par les abeilles (comparativement à l’étude de Canova et al., 1991). Nous avons également formulé une première proposition de l’origine botanique des miels de Guyane.

Au niveau chimique, l’étude de la fraction volatile des miels, avec un pourcentage d’identification allant de 50 à 90%, montre qu’elle est principalement dominée par des composés non terpéniques oxygénés (phénylacétaldéhyde : 0,8-18,2%) suivi par les monoterpènes oxygénés tel que le hotriénol (0,5-45,3%). Un traitement statistique des données a ainsi permis de répartir les 87 échantillons de miels dans 4 groupes chimiques. Ces groupes se distinguent par leur teneur en : hotriénol, tétrahydrolinalol, 1,2-dihydrolinalol, composés à cycle benzénique et en dérivés norisoprénoïdes. Enfin, les résultats du dosage des composés phénoliques ainsi que ceux de l’activité antioxydante (ORAC, TEAC) des miels semble montrer, au premier abord, la présence de composés phénoliques. A priori, Il semble que les échantillons récoltés entre juillet et août sont les plus actifs et les plus riches en composés phénoliques. Par contre, la zone de récolte ne semble pas avoir d’influence sur la teneur en polyphénols. Ces données ouvrent la perspective d’une étude de ces molécules d’intérêt biologique dans les miels de Guyane. Elle permettra d’affiner et de compléter la caractérisation chimique des miels par la connaissance des composés d’intérêt biologique comme les composés phénoliques (fraction lourde).

Abstract :

French Guiana has a rich flora of more than 6000 species. Three biotopes have been recognized having a beekeeping interest: the mangrove (where we can find the following species such as Avicennia germinans and Rhisophora sp.), the savanna (richer in herbaceous, shrubs and palm trees), and the tropical forest (essentially the large size trees). Although the departement has a rich flora with many nectariferous species and despite the presence of Apis mellifera, the beekeeping will only start in the 90s. Currently the honey production is about 9 to 10 tons per year. For developping this agricultural sector it is necessary, ultimately, to make known and recognize the product through an official sign of quality. The purpose of this study is to characterize the chemical and pollinical composition of honeys from French Guaiana in order to detect markers that can be used to justify the origin of the product. The combination of these two disciplines will thus provide a multi-factorial approch to the problem.

For this, the pollinical spectral have been established through the determination and the counting of pollen grains extracted from honey according the method advocarded by Louveaux. All the mesures that justify the quality of honey were also carried out (water content, conductivity, organoleptic tests). The volatile fraction of each sample was characterized by HeadSpace-Solid Phase Micro-Extraction (HS-SPME), Gas Chromatography (GC) and GC coupled with mass spectrometry (GC-MS). We completed the analysis of volatile organic compounds (VOCs) by an assay of phenolic compounds and by mesuring the antioxidant activity of our samples.

The study of pollen grains from honey (melissopalynology), based on a conventional method of pollenic analysis recognized internationally, shows that there is an important pollenic diversity. On the one hand, this diversity is explained in particular by the significant presence of spontaneous species, and on the other hand, a climate allowing multiple flowering over longer periods of time. We have been able to define the main taxons of the Guianese repertory as well as those that can become potential markers of regional specificity. Thanks to this melissopalynological study, French Guiana has its first bee pollen bank (palynothec) and an extended list of plants visited by bees (compared to study made in 1991). We have also progressed on the first proposal of the botanical origin of honeys from French Guiana.

At the chemical level, the study of the fraction volatile of honeys, with a percentage identification included between 50 and 90%, shows that it is mainly dominated by the compounds no terpenic oxygenated (phenylacetaldehyde: 0,8-18,2%) followed by monoterpènes oxygenated like the hotriénol (0,5-45,3%). A treatment statistical data thus permitted to allocate 87 honeys’ samples in 4 chemical groups. These groups differ by their content in: hotrienol, tetrahydrolinalol, 1,2-dihydrolinalol, compounds aromatic ring and derivatives norisoprenoïdes. Finally, the results from the dosage of phenolic compounds and the antioxidant activity (ORAC, TEAC) of the honeys reveal the presence of phenolic compounds. It seems, a priori, that the samples harvested between July and August are the most active and the richest in phenolic compounds. However, the harvest zone does not seem to have any influence on the polyphenol content. These data open up the prospect of a study of these molecules of biological interest in the honeys of French Guiana. It will refine to complete the chemical characterization of honeys by compounds with a biologist interest like a phenolics compounds (heavy fraction).

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