Thèse Utilisation de Cov pour la Détection et la Prévention de la Contamination du Maïs par l'Aflatoxine B1 H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Institut National Polytechnique de Toulouse École doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse Laboratoire de recherche : LCA - Laboratoire de Chimie Agro-industrielle Direction de la thèse : Valérie SIMON ORCID 000000022624157X Début de la thèse : 2026-09-01 Date limite de candidature : 2026-05-31T23:59:59 L'aflatoxine B1 est une mycotoxine cancérigène pour l'homme qui peut contaminer différentes productions agricoles. Les changements climatiques en cours sont responsables de l'émergence récente de cette toxine dans le maïs produit en France [1].
L'objectif de la thèse est de limiter le risque d'exposition des consommateurs à ce contaminant en intervenant à deux niveaux :
1- Utiliser des composés naturels, en remplacement des pesticides de synthèse, pour bloquer spécifiquement la production de la toxine par les moisissures productrices. Différents extraits ont déjà été identifiés comme actifs au cours de travaux précédents [2, 3, 4]. En particulier, l'un de ces extraits agit par l'intermédiaire de composés organiques volatils en cours de caractérisation au laboratoire (COVp). L'objectif sera de confirmer l'effet inhibiteur de ces COVp et de formuler cet extrait afin d'en permettre l'usage à deux moments clés de la filière : à la récolte, avant le séchage des grains puis, ensuite au cours du stockage. Différents essais de formulation ont déjà été conduit au laboratoire in vitro [5]. L'objectif est désormais de passer à l'échelle des grains de maïs et de travailler sur le pelliculage de ces derniers à la récolte.
2- Utiliser les COV produits par les moisissures aflatoxinogènes (COVf) lors de leur développement pour surveiller la stabilité des récoltes en stockage. En effet, les espèces productrices sont xérophiles et peuvent produire les toxines au cours du stockage, en cas de réhumidification des grains, même légère. Cette partie du travail nécessitera le développement d'un banc analytique permettant d'échantillonner les COVf spécifiquement produits par les espèces aflatoxinogènes au cours de leur croissance. Les COV seront préconcentrés sur des supports d'échantillonnage tels que Tenax® TA ou DNPH puis analysés qualitativement et quantitativement par CPG-DIF/SM et CLHP-UV/SM. Dans un premier temps, les COV seront caractérisés après croissance des espèces d'intérêt sur milieu de culture puis un transfert sur grain sera réalisé afin d'identifier ceux qui pourraient être utilisés comme biomarqueurs pour la surveillance des silos de céréales.
Pour atteindre ces objectifs, les méthodologies mises en oeuvre incluront la culture fongique, le dosage de mycotoxines par CLHP-Fluorescence, l'extraction et la formulation d'extraits végétaux, le développement et la validation d'un banc expérimental pour l'échantillonnage des COVf et l'étude de ces derniers par CPG-DIF/SM et CLHP-UV/SM.
COVf : COV produits par les espèces fongiques toxinogènes
COVp : COV produits par la plante d'intérêt Les mycotoxines sont des métabolites secondaires toxiques produites par certaines espèces de moisissures au cours de leur développement. Il s'agit d'un groupe hétérogène de molécules dont les effets chez l'homme et l'animal peuvent être très variés. Parmi les toxines les plus importantes en santé publique, l'aflatoxine B1 (AFB1) est, à ce jour, la seule mycotoxine reconnue cancérigène chez l'homme et c'est l'un des cancérigènes naturels les plus puissants connus. Cette toxicité explique que les seuils réglementaires concernant cette toxine sont extrêmement bas (quelques g/kg d'aliment), tout dépassement entraînant un déclassement des récoltes, ce qui peut avoir des conséquences économiques majeures.
L'aflatoxine B1 peut contaminer de nombreux aliments. Comme elle est produite par des espèces thermophiles, cette toxine a longtemps été considérée comme un contaminant quasi-exclusif des régions chaudes. Mais les changements climatiques en cours étendent sa zone de distribution et l'aflatoxine B1 est désormais présente dans les récoltes françaises, en particulier le maïs, qui est la production la plus sensible à cette contamination.
La lutte contre la contamination mycotoxique repose très largement sur l'usage de fongicides de synthèse inhibant la croissance des espèces fongiques. Cependant, cette approche présente de nombreuses limites comme son impact global sur la biodiversité, l'apparition de résistances et la toxicité possible des composés utilisés chez l'homme et l'animal. Par ailleurs, pour la filière maïs, cette approche est impossible car au stade où a lieu la contamination des grains (après la floraison des épis), la hauteur des plants empêche tout traitement mécanisé.
Depuis plusieurs années, nous travaillons sur le développement d'une approche alternative basée sur l'utilisation d'extraits aqueux de plantes capables d'inhiber spécifiquement la synthèse d'AFB1 sans impacter la croissance fongique. Cette stratégie pourrait permettre de garantir la sécurité des aliments sans impact sur la biodiversité ni apparition de résistance. Nous avons identifié un extrait riche en COV (COVp) capable de bloquer la synthèse de l'AFB1 sans contact direct avec la moisissure. Cette action « à distance » est bien entendu un atout majeur dans la perspective d'une utilisation au champ mais aussi plus tard, au moment de la récolte ou ensuite au cours du stockage. Pour avancer dans la mise au point d'un tel produit de biocontrôle, il convient désormais de développer des formulations adaptées aux différents stades où elles pourraient être utilisées. Le laboratoire a déjà conduit des essais in vitro de formulation qui démontrent la faisabilité de cette approche. Il convient désormais de passer aux essais sur grains. Ce transfert d'échelle pose un certain nombre de défis, comme l'homogénéité du traitement et le contrôle des conditions de libération des molécules actives...
Les espèces aflatoxinogènes sont xérophiles et elles peuvent donc se développer aussi au cours du stockage des grains, en cas de séchage insuffisant ou lors de réhumidification, même légère, dans les silos. Au cours de leur développement, les espèces fongiques sont des sources d'émission de COV spécifiques (COVf) qui pourraient donc être mis à profit pour repérer précocement leur développement dans les grains, comme nous avons déjà pu le faire pour repérer des développements fongiques dans des environnements intérieurs. Notre laboratoire dispose d'une expertise relative à l'identification/quantification des COV et de leur transport aux interfaces atmosphère/matériau. Il a développé/validé des méthodologies [6] pour l'étude des émissions de COV qui seront mises à profit dans le cadre de cette thèse pour caractériser les COVf spécifiquement produits par les deux espèces aflatoxinogènes présentes en France, Aspergillus flavus et A. parasiticus, afin d'évaluer leur utilisation en tant que biomarqueurs de la contamination fongique et mycotoxiques des grains au cours du stockage. La mise en évidence d'un développement fongique en stockage et d'une élévation parallèle du risque de contamination mycotoxique est, en effet, un élément important pour écarter les lots contaminés avant qu'ils ne soient utilisés pourl'alimentation humaine (pop-corn, céréales du petit déjeuner...).

Formation ingénieur et/ou master 2 dans le domaine de la chimie analytique et/ou microbiologie.