04.12.2014

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Le Rôle des Polyphénols dans le Vin, le Thé, le Café et le Chocolat

– Introduction et Aperçu

Wilfried Andlauer

Institute of Life Technologies 1 2

Le terme polyphénol ou composés phénoliquesremplace l'ancien terme de tanin végétal:

présence d'un ou plusieurs cycles benzéniques portant une ou plusieurs fonctions hydroxyles.

Polyphénols : Habituellement utilisés pour l'ensemble de ces composés.

Sarni-Manchado & Cheynier 2006

Définition : Polyphénols

O

OH

OH

OOOH

OH

Rut

3

─ métabolites secondaires

─ goût et couleur

─ effets protecteurs

Définition : Polyphénols

4

Polyphénols des plantes sont entre les

plus actifs antioxidants.

Maladies chroniques et dégénératives :

Athérosclérose, maladies vasculaires,

diabéte, cancer, Alzheimer, Parkinson.

Frankel et al. 1995;, Soleas et al. 1997;

Rifici et al. 1999; Li et al. 2014

Effets protecteurs de polyphénols

5

CéréalesSeigle 1200 – 1500Millet 590 – 1060

NoixNoix 740~ Pécan 200

.

.

Plantes comestibles - Teneurs en polyphénols mg/100 g matière sèche

LégumesHaricot 35 – 280Pois 380 – 1700Chiche 80 – 230Soja 1260

Hollman & Venema 1993; Wang & Murphy 1994; Shahidi & Naczk 1995;

Bravo 1998; Romani et al. 2003

LégumesChou 25~ de Bruxelles 5 – 15Oignon 100 – 2000Poireau 20 – 40Persil 55 – 180Céleri 95

FruitsPomme 25 – 300 Cerise 550Myrtille 135 – 280 Airelle 75 – 245Raisin 50 – 490 Prune 4 – 225Pamplemousse 50 Orange 10 – 150Groseille 15 – 20 Cassis 140 – 1200 .

Plantes comestibles - Teneurs en polyphénols mg/100 g

Kühnau 1976; Shahidi & Naczk 1995;

Bravo 1998; Cliffort 1999

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2

7

Quantités consommées

Pays-Bas 280 – 540 mg/d

amateur de thé > 5000 mg/d

amateur de vin rouge (180 mL) > 400 mg/d

Hollman 2003; Huang & Ferrao 1997;

Teissedre & Landrault 2000

8

Quantités consommées – Absorption

Pas la totalité de ce que l‘on mange est assimilé.

=

9

Etudes d’absorption modèle ex vivo d’un intestin grêle

Phénol taux Référenced‘absorption

Andlauer et al.,

Génistéine 41% J Nutr 2000

Resvératrol 21% Drugs Exptl Clin Res 2000

Génistine 17% FEBS Letters 2000

Rutine 10% Biochem Pharmacol 2001

Cyanidin-3-glc 4,3% Eur J Nutr 2003

Rt (min)RP-HPLC

16.5

10.8

8.5

8.1

4.2

J Chrom A 1999

04.12.2014 Plant phenolics in animal organism 10

Glycosylation – Quercétine9 volontaires, 311 µmol phénols

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

0 4 8 12 16 20 24

temps (h)

Con

cent

ratio

n da

ns le

pla

sma

(µM

)

Quercétine 3-glucoside (143 mg)

Quercétine (93 mg)

Quercétine 3-rutinoside (190 mg)

Hollman et al. 1999; Graefe et al. 2001; Erlund et al.2000

O

OH

OH

OOOH

OH

Rut

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─ qualité des substances phénoliques

─ quantité dans les aliments choisis

─ transformations pendant la fabrication

─ effets protecteurs

Composés phénoliques – thé, café, cacao, vin

12

Jardin du thé

Camellia sinensis var. asamicaCamellia sinensis var. sinensis

• cultivé dans plus de 30 pays

• la boisson la plus bue au monde : - noir 78%, vert 20%

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3

13

Thé - qualité des substances phénoliques

Source riche en catéchines : 1/3 de matière sèche, EGCG (~50%)

14

Fabrication de différents types de thé

fanage

fanageen soleil

Séchage Thé blanc

Chauffage à temp. élevée

Séchage lente Thé jaune

Rolling/ShapingTraitement thermique à

vapeurSéchage

Thé vert, style japonais

Feuilles fraîche

fanage Rolling/ShapingChauffage sec SéchageThé vert, style

chinois

Fermentation partielle

fanage Rolling Séchage Oolong

Fermentation/Oxydation

fanageRolling in

Ortodox rollerSéchage

Thé noir orthodox

Fermentation/Oxydation

fanageCrush-Tear-

CurlSéchage

Thé noir CTC

Kosińska & Andlauer 2014

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Contenu du thé en phénols (mg/tasse)thé indonésien, 2 g de feuilles, 200 mL d’eau

vert noir

a. gallique 1.1 22.5

catéchines 570 18.2

EGCG 226 3.4

théaflavines nd 40.3

.

mod. Del Rio et al. 2004

Hydrolyse des esters des acides phénoliques

Oxidation des polyphénols

Oxidation / hydrolyse des polyphénols

Di-, oligo- et polymérisation des polyphénols(théaflavines, théarubigines, théabrownins)

Thé - effets protecteurs

Amélioration des maladies chroniques et dégénératives :

• CancerYuan et al. 2007; Bonner et al. 2005

• Maladie cardiovasculaireHooper et al. 2008; Zuchi et al. 2010,

• Diabètevan Dieren et al. 2009; Song et al. 2005

• Maladies neurodégénérativesNg et al. 2008; Hu et al. 2007

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Café

Plantation à Costa Rica

> 60 variétés de café

Cultivées :Coffea arabica Coffea canephora, C. robusta

18

Café

• 80% des adultes consomment du café

• sources d‘antioxidants des plus richesdans la nutrition occidentale

• dans quelques pays, le café apporte les 2/3 des antioxidans ingérés

Söndal & van der Vossen 2005; Joët et al. 2010; Sridevi et al. 2011; Komes & Busic 2014

.

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4

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Café - qualité des substances phénoliques

Acides hydroxycinnamique :

chlorogéniques, caféique, coumarique, férulique, …

Catéchines 20

• Enlever la chair des cerises (drupe)

• Fermentation de la chair restant (3 d)

• Séchage, élimination du tégument

café vert

• Torréfaction (210 °C, 15 min) :

Couleur, arôme (Maillard : glucides,

protéines, acides chlorogéniques)

Café - transformations pendant la fabrication

21

A. chlorogéniques dans du café vert :

Arabica : 4.0-8.4%

Robusta : 7.0-14.4%

Expresso - café

Café - quantité des substances phénoliques

Meta-Analyse:

- 21 études épidémiologiques (1966-2013)

- 121’915 morts et 997’464 participants

Café – mortalité : réduction du risque 16%, 4 tasses/j

Café – mortalité MCV : RdR 21%, 3 tasses/j

Café – mortalité par cancer : pas de relationCrippa et al. 2014

Coffee consumption and mortality from all causes,

cardiovascular disease, and cancer: a dose-response meta-analysis.

American Journal of Epidemiology, 180(8), 763

Café - effets protecteurs

23

20 variétés deTheobroma cacao

- Criollo

- Forastero

- Trinitario(Forastero xCriollo)

- Amelonado

- Calabacillo

Cacao

24

Catéchines : monomères – decamères, ECG, EGC, EGCG Stark et al. 2006; Kosińska & Andlauer 2012

Cacao - qualité des substances phénoliques

─ Ara─ Gal

OH

HO

OH

HO

OH

HO

O

OHOH

OH

O

OHOH

OH

O

OHOH

OH

O

OHOH

OH

OH

HO

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5

25

• Cabosse avec les fèves de cacao – pas d’arôme cacao

• Fermentation des fèves avec chair (2-8 j) :1. Phase anaerobe, 50 °C alcool2. Phase aerobe, melanger acide acétique (pH 6,5 4,5) oxidation enzymatique et non-enz. des polyphénols)

• Séchage 60% 6-8% H2O

• Torréfaction (150 °C, 10-35 min, Maillard)

Cacao - transformations pendant la fabrication

26

Fève : fraîche, pas fermentée 2% Porter et al 1991

fermentée, séchée 6% Belitz et al. 2004

poudre de cacao 5,6% Porter et al 1991

Fermentation et séchage diminuent la quantitéShahidi & Naczk 2004

Comparaison de cacao de différentes provénances(Ivory Coast, Ecuador, Jamaica, Venezuela, Nigeria):

- composition relative identique - teneur différente (facteur 3) Wollgast 2004

Cacao - quantité des substances phénoliques

27

- Le chocolat est bon pour le cholestérol.

- Le chocolat diminue la tension artérielle.

- Le chocolat est un excellent antioxydant.

Cacao - effets protecteurs

28

Cacao - effets protecteurs

WoS : Chocolate AND health 1700 articles

Etude : 15 femmes, 20-40 ans, CN (70% cacao ,100 g/j, 7 j)

HDL cholestérol +10% ± 13 Relation LDL/HDL −11% ± 9

Consommation régulière de CN effet positif sur le profil athérogénique(HDL, relation lipoprotéine)

DiRenzo et al. 2013

29

Vitis vinifera ssp. vinifera

8000 variétés

Vin

30

• Acides phénoliques

• Flavonoïde - Kaempférol, Quercétine, Myricétine,- Catéchine, Epicatéchine- Cyanidin, Delphinidine, Pétunidine, Malvidine

- Glycoside: Malvine (3,5 di-glc de Malvidine)

• Stilbène- Resvératrol, Picéide

• Tanin- condensé (catéchines)- hydrolysable (dérivés de l‘acide gallique)

Vin - qualité des substances phénoliques

OHOCH3

OHOH

COOHCOOH

OHOCH3

OH

COOHCOOH

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6

31

Cabernet Sauvignon 1994 3,38Corvo rosso 1993 2,18Barbaresco 1991 1,88Chianti 1994 2,13

Gewürztraminer 1995 0,12Colomba platino 1994 0,14Torre di Giano 1995 0,10

Simonetti et al. 1997

Vin - quantité des substances phénoliques(g/L EAG)

Distribution raisin: chair & jus 6%, peau 50%, grains 44%Ribéreau-Gayon et al. 2006

Étude 2009-2011 : 108 personnes avec athérosclérose un verre de vin rouge par jour (♀ 100 mL, ♂ 200 mL),20 semaines:

rapport LDL/HDL - 13%

cholestérole total - 6%

triglycérides - 13%

Droste et al. 2013

Vin - effets protecteurs

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Vin - effets protecteurs

Le Paradoxe français

Dans le sud de la France, les gens mangent beaucoup de graisse mais ils ont un risque faible de maladies CV.

Explication : Polyphénols du vin rouge ont un effet bénéfique sur l‘oxydation des LDL.

Frankel et al. 1993,Teissedre et al. 1996

34

Le Rôle des Polyphénols dans le Vin, le Thé, le Café et le Chocolat

Capacité antioxydante après consommation de thé - lait

Serafini et al. 1996

-100

102030405060708090

0 20 40 60 80Zeit (min)

Zuna

hme

(%)

schwarzgrünKontrolle

Pas de changement encomparaison avec le contrôle

5 volontaires (1) 300 mL thé vert(2) 300 mL thé noir(3) 300 mL d‘eau (contrôle)

(4) + 100 mL lait

35 36

Degré de polymérisation - Procyanidines

Mikroflora

500 mL cacao drink

OH

HO

OH

HO

OH

HO

O

OHOH

OH

O

OHOH

OH

O

OHOH

OH

O

OHOH

OH

OH

HO

OH

OH

OH

OHOH

OH

730 mg

350 mg

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7

37

blood

small intestine colon

Degré de polymérisation - Procyanidines

dimeres

blood

metabolites

Formation of phenolic acids

Rios et al. 2003,Gonthier et al. 2003

polymeres

Monomere

monomeres

Mikroflora

Rios et al. 2002

dimerestrimerestetramerespentameres

monomeres

255075

100

0 20 40Zeit (min)

(% to

tal)

Procyanidines from cacao in stomach no cleaveage of polymeres

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Vin - effets protecteurs

„effet anti-agglutinant“ (liquéfier le sang, thrombocytes plaquettes) :6 % d‘alcool, vin blanc dilué et vin rouge dilué (modèle rat)

Ruf et al. 1995 Effet rebound après 18 h !

après 18 h

Absorption de cyanidine-3-glucoside (anthocyanidine)– éthanol

Andlauer et al. 2003

Intestin grêle d‘un rat4294 ± 1308 nmol dans de l’eau avec 5% d’éthanol (n=5) 3780 ± 782 nmol dans de l’eau (n=5)

0.01.02.03.04.05.06.07.0

1 2avec éthanol sans éthanol

%

39