Cell Wall Enzymatic Activity Control: A Reliable Technique in the Fruit Ripening Process

The softening and structural changes that occur during fruit ripening are characteristic of specific species and can be attributed primarily to cell wall composition and cell swelling. Cell wall modifications are thought to result in changes in stiffness and texture, but the nature and extent of changes that occur during maturation vary widely. While some cell wall changes associated with ripening, such as depolymerization of matrix glycans, appear to be universal, other changes are highly variable in degree or present in different fruit types. However, the common point in all species is the involvement of the activities of enzymes linked to maturation in all these modifications, in particular the pectinolytic enzymes, namely polygalacturonase (PG), β-galactosidase (β-Gal) and pectin methyl esterase (SME). For good management of these changes, which have considerable consequences on the quality of fruits and their fate in post-harvest, the control of the activities of pectinolytic enzymes seems essential, which is what we propose to study in this chapter

Contribution to the study of genetic diversity and search for physicochemical parameters and biochemicals indicators of quality during the maturation of fresh fruits of apricotsand afteprocessing

La problématique de cette thèse repose sur la caractérisation de la qualité des abricots et leur aptitude à la transformation industrielle. Trois axes principaux ont guidé cette étude. Le premier consistait au départ à une caractérisation morphométrique globale des pieds clones des abricots marocains transplantés vers une station expérimentale de l’INRA Marrakech puis suivie par l’analyse de la diversité génétique. 92 accessions, issus de différentes régions géographiques, ont été génotypés en utilisant 21 marqueurs microsatellites. En effet, la collection analysée a été caractérisée par un polymorphisme élevé et une diversité génétique réduite. Au total, 120 allèles ont été identifiés avec une moyenne de 5,71 allèles par locus.Toutes les preuves statistiques (analyse hiérarchique, ACP et analyse de structure) montrent que la structure génétique de l’abricot marocain peut être subdivisée en deux populations :une majeure population constituée de la plupart des accessions de groupes génétiques(population authentique liée notamment à la variété Delpatriarca) et une seconde population moins diversifiée et liée à toutes les variétés de références, y compris la variété Canino. La variabilité observée entre les 92 génotypes pourrait être un atout pour améliorer la culture de l’abricot et permettre un développement durable dans l’espace et dans le temps du fruit par la sélection de nouveaux génotypes d’abricots. Finalement, la variabilité génétique observée a été utilisée dans le choix et la sélection de nouveaux clones d’abricots pour une analyse phénotypique. Le deuxième axe s’est intéressé à l’étude des marqueurs biochimiques qui permettent de comprendre et d’évaluer la qualité des abricots sélectionnés, à savoir : le changement des acides organiques et des sucres solubles en relation avec la qualité sensorielle, le développement des pigments et le changement de la couleur, l’’évolution des composés phénoliques en relation avec l’activité antioxydante et la perte de la texture en relation avec la biochimie de la paroi cellulaire. En effet, de bonnes propriétés physicochimiques et biochimiques ont été rapportées pour les dix clones choisis (Valeurs maximales rapportées pour certains composés bioactifs : Vitamine C = 0,15 g/kg ; β-carotène= 149,251 μg/kg ; provitamine A = 0,028 mg/kg), ainsi que des caractères qualitatifs associés à la saison de maturation et au génotype, cela représente certainement une source génétique précieuse pour prolonger la saison des abricots et alimenter les étalages et l’industrie.Le troisième axe était sur l’implication de la texture du fruit dans la transformation industrielle de l’abricot. Nous avons analysé l’aptitude variétale des abricots à la transformation industrielle, par l’analyse de leurs propriétés texturales, avant et après la transformation. Et pour mieux comprendre la variabilité de la texture de l'abricot, nous avons étudié l'impact du traitement thermique en fonction du stade de récolte des fruits sur une large gamme de cultivars français. Au final, cinq variétés d’abricots ont été choisies les plus appropriés pour le processus industriel.The problematic of this thesis is based on the characterization of the quality of apricotsand their aptitude for industrial processing. Three main axes guided this study. The first oneconsisted initially of a global morphometric characterization of Moroccan apricot clonesmaintened in experimental station of INRA of Marrakech and followed by the analysis ofgenetic diversity. 92 accessions, from different geographical regions, were genotyped using21 microsatellite markers. Indeed, the analyzed collection was characterized by a highpolymorphism and a reduced genetic diversity. A total of 120 alleles were identified with anaverage of 5.71 alleles per locus. All the statistical evidence (hierarchical analysis, PCA andstructural analysis) show that the genetic structure of Moroccan apricot can be subdivided intotwo populations : a major population made up of most accessions of genetic groups (authenticpopulation linked in particular to the Delpatriarca variety) and a second less diversifiedpopulation related to all reference varieties, including the Canino variety. The observedvariability between the 92 genotypes could be an asset to improve the apricot cultivation andto allow a sustainable development in the space and the time of the fruit by the selection ofnew genotypes of apricots. Finally, the observed genetic variability was used in the selectionof new apricot clones for phenotypic analysis. The second axis focused on the study ofbiochemical markers that allow to understand and evaluate the quality of selected apricots,namely : the change of organic acids and soluble sugars in relation to the sensory quality, thedevelopment of pigments and color change, the evolution of phenolic compounds in relationto antioxidant activity and loss of texture according to the cell wall biochemistry. Indeed,good physicochemical and biochemical properties have been reported for the ten chosenclones (Maximum values reported for some bioactif compounds : Vitamin C = 0.15 g / kg, β-carotene = 149.251 μg / kg, provitamin A = 0.028 mg / kg), as well as the qualitative traitsassociated with the maturation season and the genotype, is certainly a valuable genetic sourceto extend the apricot season and to supply stalls and industry. The third axis was on theimplication of the texture of the fruit in the industrial processing of apricot. We analyzed thevarietal ability of apricots for industrial processing by analyzing their textural propertiesbefore and after processing. And to better understand the variability of apricot texture, westudied the impact of heat treatment depending on the stage of fruit harvesting on a widerange of French cultivars. In the end, five apricots varieties were chosen as the mostappropriate for the industrial process

Valorizing Coffee Grounds: Bioactive Compounds and Innovative Technologies for Industrial By-Product Utilization

Coffee grounds represent a significant waste product of the food industry [...

Contribution à l'étude de la diversité génétique et recherche des paramètres physicochimiques et biochimiques indicateurs de la qualité au cours de la maturation des fruits d'abricots frais et après transformation

The problematic of this thesis is based on the characterization of the quality of apricotsand their aptitude for industrial processing. Three main axes guided this study. The first oneconsisted initially of a global morphometric characterization of Moroccan apricot clonesmaintened in experimental station of INRA of Marrakech and followed by the analysis ofgenetic diversity. 92 accessions, from different geographical regions, were genotyped using21 microsatellite markers. Indeed, the analyzed collection was characterized by a highpolymorphism and a reduced genetic diversity. A total of 120 alleles were identified with anaverage of 5.71 alleles per locus. All the statistical evidence (hierarchical analysis, PCA andstructural analysis) show that the genetic structure of Moroccan apricot can be subdivided intotwo populations : a major population made up of most accessions of genetic groups (authenticpopulation linked in particular to the Delpatriarca variety) and a second less diversifiedpopulation related to all reference varieties, including the Canino variety. The observedvariability between the 92 genotypes could be an asset to improve the apricot cultivation andto allow a sustainable development in the space and the time of the fruit by the selection ofnew genotypes of apricots. Finally, the observed genetic variability was used in the selectionof new apricot clones for phenotypic analysis. The second axis focused on the study ofbiochemical markers that allow to understand and evaluate the quality of selected apricots,namely : the change of organic acids and soluble sugars in relation to the sensory quality, thedevelopment of pigments and color change, the evolution of phenolic compounds in relationto antioxidant activity and loss of texture according to the cell wall biochemistry. Indeed,good physicochemical and biochemical properties have been reported for the ten chosenclones (Maximum values reported for some bioactif compounds : Vitamin C = 0.15 g / kg, β-carotene = 149.251 μg / kg, provitamin A = 0.028 mg / kg), as well as the qualitative traitsassociated with the maturation season and the genotype, is certainly a valuable genetic sourceto extend the apricot season and to supply stalls and industry. The third axis was on theimplication of the texture of the fruit in the industrial processing of apricot. We analyzed thevarietal ability of apricots for industrial processing by analyzing their textural propertiesbefore and after processing. And to better understand the variability of apricot texture, westudied the impact of heat treatment depending on the stage of fruit harvesting on a widerange of French cultivars. In the end, five apricots varieties were chosen as the mostappropriate for the industrial process.La problématique de cette thèse repose sur la caractérisation de la qualité des abricots et leur aptitude à la transformation industrielle. Trois axes principaux ont guidé cette étude. Le premier consistait au départ à une caractérisation morphométrique globale des pieds clones des abricots marocains transplantés vers une station expérimentale de l’INRA Marrakech puis suivie par l’analyse de la diversité génétique. 92 accessions, issus de différentes régions géographiques, ont été génotypés en utilisant 21 marqueurs microsatellites. En effet, la collection analysée a été caractérisée par un polymorphisme élevé et une diversité génétique réduite. Au total, 120 allèles ont été identifiés avec une moyenne de 5,71 allèles par locus.Toutes les preuves statistiques (analyse hiérarchique, ACP et analyse de structure) montrent que la structure génétique de l’abricot marocain peut être subdivisée en deux populations :une majeure population constituée de la plupart des accessions de groupes génétiques(population authentique liée notamment à la variété Delpatriarca) et une seconde population moins diversifiée et liée à toutes les variétés de références, y compris la variété Canino. La variabilité observée entre les 92 génotypes pourrait être un atout pour améliorer la culture de l’abricot et permettre un développement durable dans l’espace et dans le temps du fruit par la sélection de nouveaux génotypes d’abricots. Finalement, la variabilité génétique observée a été utilisée dans le choix et la sélection de nouveaux clones d’abricots pour une analyse phénotypique. Le deuxième axe s’est intéressé à l’étude des marqueurs biochimiques qui permettent de comprendre et d’évaluer la qualité des abricots sélectionnés, à savoir : le changement des acides organiques et des sucres solubles en relation avec la qualité sensorielle, le développement des pigments et le changement de la couleur, l’’évolution des composés phénoliques en relation avec l’activité antioxydante et la perte de la texture en relation avec la biochimie de la paroi cellulaire. En effet, de bonnes propriétés physicochimiques et biochimiques ont été rapportées pour les dix clones choisis (Valeurs maximales rapportées pour certains composés bioactifs : Vitamine C = 0,15 g/kg ; β-carotène= 149,251 μg/kg ; provitamine A = 0,028 mg/kg), ainsi que des caractères qualitatifs associés à la saison de maturation et au génotype, cela représente certainement une source génétique précieuse pour prolonger la saison des abricots et alimenter les étalages et l’industrie.Le troisième axe était sur l’implication de la texture du fruit dans la transformation industrielle de l’abricot. Nous avons analysé l’aptitude variétale des abricots à la transformation industrielle, par l’analyse de leurs propriétés texturales, avant et après la transformation. Et pour mieux comprendre la variabilité de la texture de l'abricot, nous avons étudié l'impact du traitement thermique en fonction du stade de récolte des fruits sur une large gamme de cultivars français. Au final, cinq variétés d’abricots ont été choisies les plus appropriés pour le processus industriel

Contribution à l'étude de la diversité génétique et recherche des paramètres physicochimiques et biochimiques indicateurs de la qualité au cours de la maturation des fruits d'abricots frais et après transformation

The problematic of this thesis is based on the characterization of the quality of apricotsand their aptitude for industrial processing. Three main axes guided this study. The first oneconsisted initially of a global morphometric characterization of Moroccan apricot clonesmaintened in experimental station of INRA of Marrakech and followed by the analysis ofgenetic diversity. 92 accessions, from different geographical regions, were genotyped using21 microsatellite markers. Indeed, the analyzed collection was characterized by a highpolymorphism and a reduced genetic diversity. A total of 120 alleles were identified with anaverage of 5.71 alleles per locus. All the statistical evidence (hierarchical analysis, PCA andstructural analysis) show that the genetic structure of Moroccan apricot can be subdivided intotwo populations : a major population made up of most accessions of genetic groups (authenticpopulation linked in particular to the Delpatriarca variety) and a second less diversifiedpopulation related to all reference varieties, including the Canino variety. The observedvariability between the 92 genotypes could be an asset to improve the apricot cultivation andto allow a sustainable development in the space and the time of the fruit by the selection ofnew genotypes of apricots. Finally, the observed genetic variability was used in the selectionof new apricot clones for phenotypic analysis. The second axis focused on the study ofbiochemical markers that allow to understand and evaluate the quality of selected apricots,namely : the change of organic acids and soluble sugars in relation to the sensory quality, thedevelopment of pigments and color change, the evolution of phenolic compounds in relationto antioxidant activity and loss of texture according to the cell wall biochemistry. Indeed,good physicochemical and biochemical properties have been reported for the ten chosenclones (Maximum values reported for some bioactif compounds : Vitamin C = 0.15 g / kg, β-carotene = 149.251 μg / kg, provitamin A = 0.028 mg / kg), as well as the qualitative traitsassociated with the maturation season and the genotype, is certainly a valuable genetic sourceto extend the apricot season and to supply stalls and industry. The third axis was on theimplication of the texture of the fruit in the industrial processing of apricot. We analyzed thevarietal ability of apricots for industrial processing by analyzing their textural propertiesbefore and after processing. And to better understand the variability of apricot texture, westudied the impact of heat treatment depending on the stage of fruit harvesting on a widerange of French cultivars. In the end, five apricots varieties were chosen as the mostappropriate for the industrial process.La problématique de cette thèse repose sur la caractérisation de la qualité des abricots et leur aptitude à la transformation industrielle. Trois axes principaux ont guidé cette étude. Le premier consistait au départ à une caractérisation morphométrique globale des pieds clones des abricots marocains transplantés vers une station expérimentale de l’INRA Marrakech puis suivie par l’analyse de la diversité génétique. 92 accessions, issus de différentes régions géographiques, ont été génotypés en utilisant 21 marqueurs microsatellites. En effet, la collection analysée a été caractérisée par un polymorphisme élevé et une diversité génétique réduite. Au total, 120 allèles ont été identifiés avec une moyenne de 5,71 allèles par locus.Toutes les preuves statistiques (analyse hiérarchique, ACP et analyse de structure) montrent que la structure génétique de l’abricot marocain peut être subdivisée en deux populations :une majeure population constituée de la plupart des accessions de groupes génétiques(population authentique liée notamment à la variété Delpatriarca) et une seconde population moins diversifiée et liée à toutes les variétés de références, y compris la variété Canino. La variabilité observée entre les 92 génotypes pourrait être un atout pour améliorer la culture de l’abricot et permettre un développement durable dans l’espace et dans le temps du fruit par la sélection de nouveaux génotypes d’abricots. Finalement, la variabilité génétique observée a été utilisée dans le choix et la sélection de nouveaux clones d’abricots pour une analyse phénotypique. Le deuxième axe s’est intéressé à l’étude des marqueurs biochimiques qui permettent de comprendre et d’évaluer la qualité des abricots sélectionnés, à savoir : le changement des acides organiques et des sucres solubles en relation avec la qualité sensorielle, le développement des pigments et le changement de la couleur, l’’évolution des composés phénoliques en relation avec l’activité antioxydante et la perte de la texture en relation avec la biochimie de la paroi cellulaire. En effet, de bonnes propriétés physicochimiques et biochimiques ont été rapportées pour les dix clones choisis (Valeurs maximales rapportées pour certains composés bioactifs : Vitamine C = 0,15 g/kg ; β-carotène= 149,251 μg/kg ; provitamine A = 0,028 mg/kg), ainsi que des caractères qualitatifs associés à la saison de maturation et au génotype, cela représente certainement une source génétique précieuse pour prolonger la saison des abricots et alimenter les étalages et l’industrie.Le troisième axe était sur l’implication de la texture du fruit dans la transformation industrielle de l’abricot. Nous avons analysé l’aptitude variétale des abricots à la transformation industrielle, par l’analyse de leurs propriétés texturales, avant et après la transformation. Et pour mieux comprendre la variabilité de la texture de l'abricot, nous avons étudié l'impact du traitement thermique en fonction du stade de récolte des fruits sur une large gamme de cultivars français. Au final, cinq variétés d’abricots ont été choisies les plus appropriés pour le processus industriel

Relationships between Biochemical Criteria, Volatile Compounds, and Sensory Profiles of Ten Apricot Clones at Commercial and Consumption Ripening Stages

In association with a desirable balance of sugars and organic acids, volatile compounds contribute to the important sensory attributes of apricots. This study assessed the biochemical, aromatic, and sensory qualities of ten Moroccan apricot clones at two maturity stages (M1: commercial stage and M2: consumption stage). Sucrose (1.84–7.09 g/100 g of fresh weight (FW)) and citric acid (0.56–2.25 g/100 g FW) were the main sugar and organic acid in fresh apricots, respectively. The principal identified volatile compounds classes were aldehydes, alcohols, and acetates. The major apricot volatile compounds, hexanal (15.43–696.35 μg/kg FW), 2-hexenal (9.04–404.72 μg/kg FW), β-linalool (8.49–880.50 μg/kg FW), and 1-hexanol (3.35–86.00 μg/kg FW), were previously reported to be major contributors to apricot flavor. Multivariate analysis revealed a significant impact of the ripening stage on the perception of sensory quality related to biochemical parameters. At the commercial stage, apricots were more firm and acidic, characterized by herbaceous odor and high citric acid level, while at the consumption stage, fruits were sweeter, having high reducing sugars (glucose and fructose) contents, and characterized by floral, fruity, and apricot flavors. Among suggested cultivars as suitable for consumption as fruits, red clones (“Cg 2” and “Mans 15”) and orange clones (“Marouch 16,” “Ab 5,” “Rtil 4” and “Marouch 4”) showed very interesting sensory attributes, aroma, and sugar-acid balance, expressing a good overall quality of apricot fruits

Relationships between Biochemical Criteria, Volatile Compounds, and Sensory Profiles of Ten Apricot Clones at Commercial and Consumption Ripening Stages

In association with a desirable balance of sugars and organic acids, volatile compounds contribute to the important sensory attributes of apricots. This study assessed the biochemical, aromatic, and sensory qualities of ten Moroccan apricot clones at two maturity stages (M1: commercial stage and M2: consumption stage). Sucrose (1.84–7.09 g/100 g of fresh weight (FW)) and citric acid (0.56–2.25 g/100 g FW) were the main sugar and organic acid in fresh apricots, respectively. The principal identified volatile compounds classes were aldehydes, alcohols, and acetates. The major apricot volatile compounds, hexanal (15.43–696.35 μg/kg FW), 2-hexenal (9.04–404.72 μg/kg FW), β-linalool (8.49–880.50 μg/kg FW), and 1-hexanol (3.35–86.00 μg/kg FW), were previously reported to be major contributors to apricot flavor. Multivariate analysis revealed a significant impact of the ripening stage on the perception of sensory quality related to biochemical parameters. At the commercial stage, apricots were more firm and acidic, characterized by herbaceous odor and high citric acid level, while at the consumption stage, fruits were sweeter, having high reducing sugars (glucose and fructose) contents, and characterized by floral, fruity, and apricot flavors. Among suggested cultivars as suitable for consumption as fruits, red clones (“Cg 2” and “Mans 15”) and orange clones (“Marouch 16,” “Ab 5,” “Rtil 4” and “Marouch 4”) showed very interesting sensory attributes, aroma, and sugar-acid balance, expressing a good overall quality of apricot fruits.</jats:p

Assessment of Nutritional, Technological, and Commercial Apricot Quality Criteria of the Moroccan Cultivar “Maoui” Compared to Introduced Spanish Cultivars “Canino” and “Delpatriarca” towards Suitable Valorization

Apricot is among the most important fruits in Morocco. This study aimed to determine the main physical, physicochemical, and biochemical quality criteria of three principal apricot cultivars in Morocco, namely, “Maoui,” “Canino,” and “Delpatriarca.” Different physicochemical and biochemical methods have been improved and adapted for the assessment of the apricot’s quality. Fruit of “Canino” has shown a good organoleptic quality due to interesting biometrics, richness of carotenoids (up to 113.67 μg of β-carotene g−1 of fresh weight (FW)), and an important content of soluble solids (SS) that reached 17.20 °Bx. “Delpatriarca” is rich in organic acids (27.35 g/kg FW for total acids) while “Maoui” has high water content (83.77%) and a SS content of 16.03 °Bx. The association of the total acidity and soluble solids determination with the use of the HPLC for determining the organic acids was very practical and effective in determining the organoleptic quality of the fruit. High correlations were detected between several attributes. In addition, an important relationship between total carotenoids concentration and color parameters (L∗a∗b∗) demonstrated that these parameters are good for apricot quality and ripening indices. The obtained results also revealed the presence of a high variability among the quality criteria of the three apricot cultivars. These characteristics could be useful for promoting the consumption of the “Maoui” as fresh fruits and the use of “Canino” and “Delpatriarca” for industry derivatives products. The results could also be useful for new apricot breeding program among different eco-geographical groups of the Mediterranean region