La qualité de la mangue (Mangifera indica) : une étude du continuum pré et post-récolte par analyse expérimentale et modélisation - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Quality of mangoes (Mangifera indica) : a study of the pre- and post-harvest continuum through experimental analysis and modelling

La qualité de la mangue (Mangifera indica) : une étude du continuum pré et post-récolte par analyse expérimentale et modélisation

Résumé

This thesis is part of a project initiated at CIRAD in 2000 (Lechaudel et al. 2004, Nodey et al. 2014) for the improvement of the quality of Cogshall mangoes produced in Réunion. The main objective of this study was to analyse the effect of agronomic practices and storage conditions on mango's quality considering the continuum between pre- and post-harvest. Then using those analysis to identify possible levers of controls to improve the quality of Cogshall mango. Three complementary approaches were used in this work. The first approach was an experimental study focused on the evolution of fruit quality according to agronomic practices (leaves to fruit ratio), harvest dates and storage conditions (temperature and storage duration). Quality was assessed using indicators of maturity (respiration and ethylene emissions), physical quality (fresh weight, dry weight, colour, etc.) and gustatory quality (sugar concentrations, acidity, etc.). The results showed the importance of the source-sink relationship between the fruit and the branch on the fruit’s growth. In addition, the quality of the fruit at harvest largely determines the quality of the fruit in storage at maturity. The harvest induces the maturation of harvested fruits. Storage practices are then used to control and optimize this harvest-induced ripening. Low temperatures used during storage can extend the storage duration and ensure an acceptable concentration of sugars even before the climacteric crisis. The second approach was designed to study the variations of sugars in fruits through a model. This model was calibrated using available data (Lechaudel et al., 2005b; Joas et al., 2009) and the data collected for the experimental approach. This 'sugar model' simulates the variations of the 4 main sugars (starch, sucrose, fructose, and glucose) during the growth and the maturation on-tree and stored fruits. This approach suggested a strong significance, in pre-harvest, of starch and sucrose synthesis metabolisms. While in post-harvest, the fluxes representing the sucrose synthesis, starch degradation and the transformation of glucose molecules into fructose molecules are the most significant ones. The third approach used a "virtual mango" model to identify potentially beneficial agronomic and storage practices to improve fruit quality. All models developed for the sugar model were added to existing growth models (Lechaudel et al., 2005a, 2007). This coupled model was then adapted to include the fruit’s weight loss during the storage phase. The 'virtual mango' model was used to simulate changes of quality (fresh weight, dry matter content and sweetness) according to multiple possible combinations of cultural practices and storage conditions. These simulations are in accordance with the observed significance of agronomical practices during the growth and harvest date on the quality of fully matured fruit. Non-limiting conditions (sufficient irrigation and light exposure with reasonable fruit load) would result in the best possible fruit quality. Harvest dates and storage practices would then be selected according to conditions during growth and selected markets. On the one hand, later harvests are more suitable for local markets with good quality fruit and a shelf life of a few days. On the other hand, earlier harvests allow for longer storage durations (export, longer time to market, etc.) at the cost of a slight decrease in fruit quality at maturity. Even though the "virtual mango" model can only predict variations in fresh weight, dry matter content and sugar concentrations throughout the growth and ripening of mangoes. All the analysis and models produced in this work are relevant tools for studying and monitoring the development of mango quality throughout the pre- and post-harvest continuum.
Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’un projet initié au CIRAD en 2000 (Léchaudel, 2004; Nordey, 2014) visant l’amélioration de la qualité des mangues Cogshall à la Réunion. L’objectif central de la thèse est l’analyse des facteurs sources de variation de la qualité de la mangue tout au long du continuum entre le pré et le post-récolte afin d’identifier des leviers de contrôle disponibles pour améliorer la qualité des mangue Cogshall. Trois approches complémentaires ont été réalisées. La première approche a été une étude expérimentale permettant de suivre la qualité des fruits en fonc- tion de pratiques agronomiques (rapport feuilles/fruits), des dates de récolte et des conditions de conserva- tion (température et temps de conservation). La qualité a été évaluée en utilisant des indicateurs de maturité (respiration et concentration en éthylène), de qualité physique (poids frais, poids sec, couleur, etc.) et de qualité gustative (concentrations des sucres, acidité, etc.). Cette étude a montré l’importance de la relation source-puits entre le fruit et le rameau sur la croissance du fruit. De plus, la qualité du fruit à la récolte va déterminer en grande partie la qualité potentielle des fruits en conservation. La récolte force le fruit à mûrir et les pratiques de conservation permettent de contrôler et optimiser cette maturation induite. Les températures basses vont permettre de prolonger le temps de conservation des fruits et d’assurer une concentration maxi- male en sucres avant d’atteindre la pleine maturité. Cette pratique va ainsi permettre d’assurer une qualité relativement bonne et homogène sur les fruits conservés. La deuxième approche a été construite autour de l’étude des variations des sucres dans les fruits au travers d’un modèle. Ce modèle a été calibré en utilisant des données existantes (Léchaudel et al., 2005a; Joas et al., 2009) et les données de l’approche expérimentale. Ce modèle sucres simule les variations des 4 sucres majeurs (amidon, sucrose, fructose et glucose) durant la croissance et la maturation sur l’arbre et en chambre froide. Cette approche a suggéré une forte importance, en pré-récolte, des métabolismes de synthèse de l’amidon et du saccharose. Alors que les flux les plus important en post-récolte ont été la synthèse du saccharose, la dégradation de l’amidon en sucres solubles ainsi que le flux représentant l’action de la phosphoglucose isomérase permettant de transformer des molécules de glucose en molécules de fructose. Le modèle sucres a ensuite été implanté dans les modèles de croissances de Léchaudel et al. (2005b, 2007) pour permettre de modéliser la croissance du fruit ainsi que les variations de sucres et des flux de carbone dans le fruit. Puis ce modèle a été simplifié et adapté pour pouvoir simuler la perte en masse des fruits lors de leurs conservation. Ce modèle couplé a été appelé « mangue virtuelle » et utilisé pour simuler de multiples scénarios possibles d’opération culturales et de conditions de conservation. Ces simulations ont été réalisées pour tester virtuellement des milliers de combinaisons de pratiques et leurs effets sur le poids frais du fruit, le taux de matière sèche et la sucrosité. Ces simulations ont à nouveau montré l’importance des conditions de croissance et de la date de la récolte sur la qualité des fruits à pleine maturité. Les résultats ont suggéré que des conditions non-limitantes avec une bonne irrigation, un bon ensoleillement et une charge en fruit raisonnée permet l’obtention de meilleurs fruits. Les dates de récolte ainsi que les pratiques de conservation seront elles décidées en fonction des conditions de croissance et des marchés souhaités. Les récoltes tardives conviendront le mieux pour une vente sur un marché local avec des fruits de très bonne qualité et au temps de conservation de quelques jours. Alors que des récoltes à la fin de la croissance du fruit correspondent plus à des pratiques de conservation de longues durées (export, allongement de la mise sur le marché, etc.) avec une légère diminution de la qualité des fruits à maturité. L’ensemble des analyses et des modèles produits dans ce travail représentent des outils efficaces per- mettant de mieux comprendre et piloter l’élaboration de la qualité des mangues sur tout le continuum pré et post-récolte. Cependant, des améliorations ont été identifiées pour donner la capacité au modèle de s’adapter à de nouvelles conditions environnementales.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03648402 , version 1 (21-04-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03648402 , version 1

Citer

Antoine Drouillard. La qualité de la mangue (Mangifera indica) : une étude du continuum pré et post-récolte par analyse expérimentale et modélisation. Sciences agricoles. Université d'Avignon, 2021. Français. ⟨NNT : 2021AVIG0734⟩. ⟨tel-03648402⟩
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