Development of new analytical and methodological approaches for the evaluation and monitoring of the quality and freshness of aquatic products | Développement de nouvelles approches analytiques et méthodologiques pour l'évaluation et le suivi de la qualité et de la fraicheur des produits aquatiques

Inglés. Nowadays, consumers are increasingly looking for food products of good and healthyquality whose origin must be certified. In the field of seafood products, knowledge’s of thefreshness state and authenticity are among the criteria of consumer purchase. In this context,the purpose of this thesis project was to develop new analytical and methodological approachesto determine the freshness state and authenticity of aquatic products. To better understand thenotion of quality, theoretical work on the biochemical and physicochemical reactions takingplace after the death of the fish was carried out in the form of cartographies.The 1st part of this thesis was devoted to monitor the evolution of the freshness state of3 species of fish (sea bream, sturgeon, salmon) during their storage at 4 °C under differentconditions (partial vacuum, modified atmosphere (MA)). Macroscopic analyses performed onsea bream fillets and sturgeon slices, kept at 4 °C under partial vacuum, showed highcorrelations (0.78 <r <0.95) between physico-chemical measurements (peroxide value (PV),total volatile basic nitrogen (TVBN), ...), colorimetric (a *, b * and L *), textural (hardness,cohesion, ...) and storage time. The conservation of salmon slices under MA composed of 50%CO2 and 50% N2 or of 70% CO2 and 30% N2 allowed to delay the formation of the oxidationproducts and thus increasing their shelf life. The fluorescence spectra acquired on the fillets /slices of each fish species allowed to discriminate the samples according to their storage timeand / or storage conditions suggesting that a fluorescence spectrum can be considered as afingerprint of fish product to evaluate their freshness state.In the 2nd part of the thesis, and in order to determine the potentiality of front-facefluorescence spectroscopy (FFFS) and mid-infrared (MIR) spectroscopy to authenticate aquaticproducts, the following studies were undertaken:- Study of 3 species of tunas originating from 3 different geographic origins in order to identifythem according to species and geographical origin. Clear discrimination of tuna samples wasobtained since 86.51% of the samples were correctly classified according to their geographicalorigin and species.- Identification of 4 species of canned tunas with sunflower or natural medium containing: i)only one tuna species; and ii) mixtures of two species. From the concatenated fluorescence andMIR data sets, correct classification rates varying between 74.57 and 90.38% were observed.- Detection of fresh, frozen and double frozen sea bream fillets using FFFS. Correctclassification of the samples amounting to 91.67% was obtained. The application of the partialleast squares regression (PLSR) to the fluorescence data sets allowed excellent prediction ofthe number of frozen / thawed cycles (R2 = 0.99, ratio of prediction to deviation (RPD)= 7.13).The obtained results demonstrated the potential of FFFS and MIR spectroscopy todetermine the freshness state and the authenticity of aquatic products. This is why in the 3rd partof the thesis, with the aim to value these spectroscopic techniques, as a true real-time decisionsupport tool, for the determination of the quality and authenticity of aquatic products, twosoftwares for importing and processing data sets were also developed.

Francés. De nos jours, les consommateurs sont de plus en plus à la recherche de produits alimentaires sains, de bonne qualité et dontl’origine doit être certifiée. Dans le domaine des produits aquatiques, la connaissance de l’état de fraîcheur et del’authenticité sont parmi les critères d’achat du consommateur. Dans ce contexte, le présent projet de thèse a eu pour finalitéle développement de nouvelles approches analytiques et méthodologiques pour déterminer l’état de fraîcheur et l’authenticitédes produits aquatiques. Pour mieux comprendre la notion de qualité, un travail théorique sur les réactions biochimiques etphysico-chimiques ayant lieu après la mort du poisson a été réalisé sous forme de cartographies. La première partie pratiquede cette thèse a été consacrée à l’étude de l’évolution de l’état de fraîcheur de 3 espèces de poisson (daurade, esturgeon,saumon) au cours de leur entreposage à 4 °C dans différentes conditions (vide partiel, atmosphère modifiée (AM)). Lesanalyses macroscopiques réalisées sur les filets de daurade et les morceaux d’esturgeon, conservés à 4° sous vide partiel ontmontré de bonnes corrélations (0,78 < r < 0,95) entre les mesures physico-chimiques (indice de peroxyde (IP), azotebasique volatil total (ABVT), …), colorimétrique (a*, b* et L*), texturales (dureté, cohésion,…) et la durée d’entreposage. Laconservation des morceaux de saumon sous AM composée de 50 % CO2 et 50 % N2 a permis de retarder la formation desproduits d’oxydation et d’augmenter ainsi leur durée de vie. Les spectres de fluorescence acquis sur les filets / morceaux dechaque espèce de poisson ont permis de les discriminer en fonction du temps d’entreposage et / ou des conditions deconservation laissant supposer qu’un spectre de fluorescence peut être considéré comme une empreinte digitale du produitpermettant d’évaluer son état de fraîcheur. Par ailleurs, dans le but de déterminer la potentialité de la spectroscopie defluorescence frontale (SFF) et dans le moyen infrarouge (MIR) à authentifier les produits aquatiques, les travaux suivants ontété réalisés : - Etude sur 3 espèces de thons provenant de 3 origines géographiques différentes dans une optiqued’identification des longes de thons en fonction de l’espèce et de l’origine géographique. Une bonne discrimination des longesde thons a été obtenue puisque 86,51% des échantillons ont été bien classés en fonction de l’origine géographique et del’espèce. - Identification de 4 espèces de thons dans des conserves au naturel et à l’huile de tournesol fabriquées à partir de :i) une seule et même espèce, ii) mélanges de deux espèces. A partir des données concaténées de fluorescence et du MIR, unpourcentage de bonne classification variant entre 74,57 et 90,38% des échantillons de validation a été observé. - Détectiondes filets de daurade frais, congelés et double congelés en utilisant la SFF. Une bonne classification de 91,67% deséchantillons a été obtenue. L’application de la méthode des moindres carrés partiels (PLSR) aux données de fluorescence apermis de prédire avec excellence le nombre de cycle de congélation/décongélation (R2= 0,99 ; rapport des performancessur les variabilités (RPD) = 7,13). Les différents résultats obtenus démontrent le potentiel des SFF et MIR à déterminer l’étatde fraîcheur et l’authenticité des produits aquatiques ; c’est pourquoi, dans l’objectif de valoriser ces techniques spectralescomme un véritable outil d’aide à la décision en temps réel pour la détermination de la qualité et l’authenticité des produitsaquatiques, deux logiciels d’importation et de traitement des données ont également été développés.