Caractérisation et rôle des enzymes impliquées dans les qualités organoleptiques de l'huile d'olive
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Abstract EN:
The "lipoxygenase" pathway is a mechanism of response to environnemental stress (wounding, pathogen attack, dryness,. . . ) or is activated in some step of development of plant (flowering, pollen formation, senescence,. . . ). The lipoxygenase is the first enzyme of the pathway and catalyse the formation of hydroperoxides from free fatty acids, especially linoleic and linolenic acid in plant kingdom. Hydroperoxides can then be transformed by several enzymes into signalisation (jasmonic acid and methylic ester of jasmonic acid) or defense ((E)-2-hexenal) compounds. We choose to study the enzymatic pahway of C6 volatil compounds formation in olive because they are involved in olive oil aroma. Indeed, aldehydes, alcohols and esters from the lipoxygenase pathhway are associated to "fiuity or green notes" which is an important aspect of organoleptic quality of olive oil. In first hand, we show that lipoxygenase and hydroperoxide lyase activities are influenced by variety and maturation stage of olive fruits. The amount of C6 volatil compounds in fruits is related to lipoxygenase enzymatic activity. In second hand, we purify to homogeneity lipoxygenase from olive pulp. The purification is made in 3 steps and lead to 4,7 mg of purified enzyme with a yield of 18 % and a purification factor of 65-fold. The molecular mass of olive lipoxygenase is estimated to 98 kDa. The linoleic acid (Km=82,44 µM) seems to be the preferential substrat of olive lipoxygenase rather than linolenic acid (Km=306,26 µM). Olive lipoxygenase seems to be a 13-LOX. Indeed, only 13-hydroperoxide isomer is detected alter NMR analysis of products obtained from incubation of olive lipoxygenase with linoleic acid. Olive LOX is thermically stable and can be competitively (propyl gallate) or non competitively (NDGA) inhibited.
Abstract FR:
La "voie de la lipoxygénase" est activée dans la plante en réponse à un stress environnemental (blessures, attaque de pathogènes, sécheresse,. . . ) ou durant certaines étapes du développement de la plante (floraison, sénescence,. . . ). Elle doit son nom à la première enzyme intervenant dans la cascade réactionnelle, la lipoxygénase, qui catalyse la formation d'hydroperoxydes à partir d'acides gras libres: l'acide linoléique et l'acide linolénique dans la plante. Ces hydroperoxydes peuvent ensuite être transformés par différentes enzymes pour former des composés impliqués dans des voies de signalisation et de défense. Nous avons étudié plus précisément la voie enzymatique de formation des composés volatils à six atomes de carbone dans l'olive car ces composés participent également à la qualité organoleptique de l'huile d'olive. D'une part, nous avons mis en évidence l'influence de la variété et du stade de maturation des olives sur l'activité enzymatique de la lipoxygénase et de l'hydroperoxyde lyase. De plus, la quantité de composés volatils à six atomes de carbone formés dans le fruit varie en fonction de l'activité enzymatique de la lipoxygénase. D'autre part, nous avons entrepris la purification de la lipoxygénase de pulpe d'olive. Le protocole mis au point au laboratoire se déroule en trois étapes au bout desquelles 4,7 mg d'enzyme purifiée sont obtenus avec un rendement de 18% et un facteur de purification de 65 fois. La masse moléculaire de la lipoxygénase d'olive a été estimée à 98kDa. La lipoxygénase de pulpe d'olive semble avoir une préférence pour l'acide linoléique (Km=82,44 µM) par rapport à l'acide linolénique (Km=306,26 µM). L'analyse par RMN des produits obtenus après incubation de la lipoxygénase d'olive avec l'acide linoléique met en évidence la prédominance de l'isomère 13 de l'hydroperoxyde d'acide gras. L'enzyme semble relativement stable d'un point de vue thermique et peut être inhibée de façon compétitive (propyl gallate) et non compétitive (NDGA).