Mécanismes radicalaires dans la dégradation de composes phénoliques en chimie sous rayonnement : radiolyse gamma des chalcones et de l'acide férulique en solutions alcooliques

Discipline

Biologie Sciences Santé

Classification

Sciences de la vie, biologie, biochimie,

Médecine et santé

Mots-clés libres

chalcone, flavonoïdes, radiolyse, ionisation, antioxydants, polyphénol

Mots-clés

Radiolyse pulsée - Thèses et écrits académiques,

Ionisation - Thèses et écrits académiques,

AntioxydantsAntioxydants -- Thèses et écrits académiques,

Flavonoïdes - Thèses et écrits académiques

Dans la continuité des travaux sur les composés phénoliques effectués au sein de l'équipe Biomolécules EA 1085, nous avons étudié la radiolyse gamma d'une série de molécules appartenant à la famille des flavonoïdes. Nous avons suivi leur réaction avec les radicaux libres issus de la radiolyse des solvants, tels que les radicaux centrés sur le carbone, 1-hydroxyméthyl (HMR) et 1-hydroxyéthyl (HER) et leurs isomères centrés sur l'oxygène. Ces radicaux libres peuvent être impliqués dans de nombreuses maladies et les flavonoïdes sont des antioxydants puissants que l'on trouve dans l'alimentation. La radiolyse de quatre flavonols, six chalcones et une dihydrochalcone sera présentée dans ce manuscrit. Les molécules ont été solubilisées dans des alcools (méthanol/éthanol) à différentes concentrations allant de 5x10⁻⁵M à 10⁻²M, en milieu désaéré et non désaéré. L'irradiation est effectuée par rayonnements gamma provenant d'une source de 60Co, à des doses allant de 0,1kGy à 24kGy. L'analyse des solutions irradiées montre la disparition de la chalcone étudiée et la formation de produits de radiolyse. Une étude analytique montre que la radiolyse des chalcones est un processus qui dépend à la fois de la concentration et de la dose absorbée. Chaque molécule donne naissance à des produits de radiolyse que nous avons isolés, purifiés puis identifiés par Résonance Magnétique Nucléaire (RMN). L'identification des produits de radiolyse montre que la dégradation des chalcones peut être provoquée par une attaque, au niveau de la double liaison, des espèces réactives HMR/HER et de leurs isomères centrés sur l'oxygène. Elle montre aussi pour certaines molécules la formation d'un nouveau cycle pentagonal. Nous avons également étudié le rôle de l'oxygène dans la radiolyse de ces composés qui, de manière inattendue, protège les chalcones contre les attaques radicalaires. Un mécanisme de transformation détaillé des chalcones est proposé. Ce type de réaction peut donc se produire lors de l'exposition de produits alimentaires à un rayonnement γ utilisé pour prolonger leur durée de conservation. Nous avons ainsi étudié les effets du rayonnement γ sur un jus d'orange en nous focalisant sur la variation de la teneur en composés phénoliques. Ces analyses montrent que l'acide férulique (un acide phénolique) est dégradé par l'irradiation. Cet acide présente une analogie structurale avec les chalcones (présence d'une chaîne tricarbonée α,β-insaturée, d'un carbonyle et d'un cycle aromatique). Ceci nous a amené à étudier la radiolyse de l'acide férulique. Les produits de dégradation identifiés montrent que l'acide férulique subit l'attaque des radicaux libres du solvant de la même façon que les chalcones, au niveau de la double liaison. Ces résultats sont une première étape pour mieux appréhender les effets du rayonnement gamma sur les fruits et légumes soumis à un traitement ionisant.