Pratiques agricoles innovantes et qualits nutritionnelles des produits

Pratiques agricoles innovantes et qualités nutritionnelles des produits alimentaires Séminaire INRA-DGAL, 30 mars 2011 Colloque de restitution de l’Expertise scientifique collective � Qualités nutritionnelles des Les fruits et légumes dans � Fruits et Légumes et itinéraires techniques l’alimentation Enjeux et déterminants � de la consommation J. C. Mauget, M. Causse, � 13 novembre 2007 � ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

Les microconstituants des fruits et légumes frais et transformés * Vitamines : -Vitamine C, caroténoides (provit A), vitamine B 9 (folates) * Minéraux : - K+, Ca++ * Métabolites secondaires : - Effets santés plus ou moins validés - Des classes très diverses. Caroténoides non provitamine A (lycopène, lutéine). Polyphénols. Organosoufrés dont glucosinolates. Capsaicinoides, phytoestrogènes, terpènes…. ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

Des différences de niveau entre espèces, mais aussi des plages de variations importantes 2500 Variation des teneurs en vitamine C Deux sources de variation : 2000 1. Variabilité génétique et potentiel de sélection 1500 2. Impact de l’environnement et des pratiques culturales 1000 500 0 tomate poivron broccoli carotte kiwi fraise pomelo pomme rouge ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

1 - Les sources de variation physiologique et génétique Variations physiologiques Evolution des teneurs en micronutriments au cours du développement – Ex maturation => caroténoides ↑ vitamine C ↓ Variations suivant les parties de l’organe consommé Souvent en plus grande concentration dans la peau des fruits ou dans les feuilles externes des légumes feuilles. – Ex glucosinolates ↑ avec l‘âge des feuilles Dilemme pour le consommateur: peler ou non les fruits ? Antagonisme rendement / Teneurs Relation négative entre taille des fruits et composition en matière sèche et par conséquent entre teneur en composés bioactifs et taille des fruits. Manger de petits fruits ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

1 - Les sources de variation physiologique et génétique Variation Génétique La diversité génétique naturelle : Une grande gamme de variation entre variétés cultivées dans les mêmes conditions • Des variations du simple au double sont fréquentes, mais des variations beaucoup plus importantes dans certains cas. Ex 50 variétés de brocoli [b-carotène] x 6 ; [ glucosinolates] x 20 relativiser les données de composition lorsqu'elles n'incluent pas la gamme de variation présente dans les variétés • Des variations encore plus marquées pour des molécules individuelles que les familles de molécules. ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

1 - Les sources de variation physiologique et génétique Impact de la sélection La sélection a-t-elle réduit la valeur nutritionnelle des fruits et légumes ? Comparaison de variétés anciennes et modernes pas de résultats généralisables – Lorsque les composés sont liés à la couleur, la sélection n'a pas beaucoup modifié les compositions, la couleur étant parmi les principaux critères de choix des consommateurs. Quelle sélection pour la qualité nutritionnelle ? • • Les micronutriments liés à des caractéristiques défavorables ont été fortement contre sélectionnés (amertume, piquant, astringence). Aujourd'hui pas d'exemple de sélection pour augmenter la qualité nutritionnelle MAIS un objectif émergent, complémentaire de la qualité gustative ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

1 - Les sources de variation physiologique et génétique La sélection pour la qualité nutritionnelle Comment sélectionner pour la qualité nutritionnelle ? Une hérédité souvent complexe et des tests lourds à mettre en oeuvre L'accès aux cartes du génome des plantes ouvre de nouvelles perspectives Pour localiser les gènes, étudier leurs effets et leur stabilité Pour faciliter la sélection Les gènes en jeu Beaucoup de travaux pour identifier les gènes en jeu (chez la tomate notamment) Ex : Les allergènes des fruits et légumes Le recours aux OGM Une fois un gène identifié, la transgénèse peut être utilisée pour en modifier l'expression et en étudier la régulation Elargit le champ des possibles Sous réserve d'acceptation par les consommateurs ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

1 - Les sources de variation physiologique et génétique La sélection pour la qualité nutritionnelle Vers de nouvelles variétés de fruits et légumes enrichies en micronutriments ? La valorisation de variétés "enrichies" sur le plan nutritionnel ne sera pas facile: – Stabilité de la qualité – Peu d'information concernant la variété donnée au consommateur – Le prix reste un critère de choix primordial, avec les critères de qualité visuels puis gustatifs – L'inscription de variétés présentant des compositions spécifiques pose des problèmes réglementaires Identifier : - Les cibles positives OU négatives pour la sélection, - Valider l’absence de risque à fortes doses de ces composés, ou pour certaines populations ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

2 - Impact de l’environnement et de l’itinéraire cultural Effet des facteurs de l’environnement De nombreuses sources de variation identifiées – Température Action sur les flavonoïdes, les caroténoïdes (T° max) – Rayonnement Action sur les flavonoïdes et la vitamine C – Combinaison de facteurs (effet région, saison) – Impact variable suivant les espèces pas de lois générales de fonctionnement Gamme de variation souvent inférieure à la variation génétique ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

2 -Impact de l’environnement et de l’itinéraire cultural Effet des facteurs de l’environnement (F. Poiroux. Gonord et al. , 2010) ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

2 -Impact de l’environnement et de l’itinéraire cultural Effet de l’environnement : cas de l’abricotier (V. Dragovic -Uzelac et al. , 2007) ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

2 -Impact de l’environnement et de l’itinéraire cultural Effet des pratiques culturales De nombreuses sources de variation identifiées – Irrigation Déficit en eau léger ou salinité augmente la teneur en matière sèche et en métabolites secondaires (mais baisse de rendement) – Fertilisation Antagonisme fertilisation azotée / teneur en vitamine C – Enrichissement en éléments (Sélénium) Accumulation dans les feuilles des crucifères - Impact de l’ensemble des pratiques (dates de semis, taille, films réfléchissants …) ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

2 -Impact de l’environnement et de l’itinéraire cultural Effet des pratiques culturales (H. GAUTIER et al. , 2008) ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

2 -Impact de l’environnement et de l’itinéraire cultural Effet des modes de production Comparaison plein champs vs serre hors sol - Effets variables suivant les composés Production biologique vs production intégrée ou conventionnelle – Pas de différence systématique dans les teneurs en métabolites secondaires – Mais absence de résidus de pesticides en production biologique ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

Conclusions • De nombreuses sources de variations, souvent en interaction, mais : – Fort potentiel de variation génétique pour la sélection – Protection intégrée et agriculture biologique limitent les résidus • Pas de loi générale d’action des facteurs de l’environnement et des pratiques agricoles (différent pour les composés et les espèces) • Difficulté de hiérachiser les facteurs compte tenu des impacts différents suivant les composés • Des travaux de recherche sont encore nécessaires, certains étant déjà engagés • Travail au niveau de la filière pour optimiser la qualité et sa stabilité: de la production à la mise en marché ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT

2 -Impact de l’environnement et de l’itinéraire cultural Effet des pratiques culturales (S. DE PASCALE et al. , 2001) ALIMENTATION AGRICULTURE ENVIRONNEMENT