Benjamin Caux

Développement de méthodes en SFE-SFC-MS en ligne pour caractériser les additifs plastiques et leur migration à partir de dispositifs médicaux: De nos jours, les matériaux plastiques occupent une place centrale dans notre société. Depuis 2016, plus de 400 millions de tonnes de plastiques sont produits chaque année dans le monde pour des utilisations variées telles que les emballages, la construction, le transport ou l'électronique. Cette surproduction et surconsommation soulève des enjeux à la fois économiques, environnementaux et toxicologiques. Les plastiques sont constitués de polymères auxquels sont incorporées des molécules, principalement organiques, appelées additifs plastiques, destinées à modifier les propriétés physico-chimiques du matériau final. Cependant, un risque majeur lié à l'utilisation de ces additifs réside dans leur migration potentielle vers les matrices en contact, d'autant que certains d'entre eux sont classés comme Cancérigènes, Mutagènes ou Reprotoxiques (CMR), ou comme perturbateurs endocriniens. L'utilisation de dispositifs médicaux plastiques dans le secteur hospitalier est donc particulièrement préoccupante, en raison des migrations vers les fluides biologiques ou solutions médicales, puis vers l'organisme des patients. Face à la diversité croissante des additifs utilisés, de nombreuses méthodes d'extraction et d'analyse se développent. Parmi elles, l'utilisation de fluides supercritiques pour l'extraction (SFE) ou la chromatographie (SFC), couplées à la spectrométrie de masse (MS), constituent des techniques alternatives et complémentaires aux approches conventionnelles offrant des avantages en termes de diffusivité, d'efficacité et de sélectivité. Cette thèse a pour objectif le développement du couplage SFE-SFC-MS afin d'extraire et d'analyser les différents additifs plastiques entrant dans la composition des dispositifs médicaux. Par ailleurs, la combinaison de ce couplage avec l'extraction par sorption sur barreau magnétique (SBSE) propose une méthode innovante pour l'étude des interactions contenant-contenu dans les matrices médicales et biologiques.

Almond okara, a by-product of almond milk production, is rich in bioactive components, such as polyphenols, lipids, and alpha-tocopherol, making it a valuable functional food ingredient. This work aimed to investigate its composition while exploring two main aspects: (i) the impact of extraction time, solid-to-solvent ratio, ethanol concentration, and temperature on polyphenol recovery, and (ii) the quantification of okara’s triglycerides (TG) and alpha-tocopherol contents. The polyphenols’ optimal extraction conditions were 90 min, a 1:30 solid-to-solvent ratio (w/v), 50% ethanol, and 60 °C. These conditions achieved a total polyphenol yield of 523 mg GAE, tannin yield of 340 mg GAE, total flavonoid yield of 548 mg CE, and a total antioxidant capacity of 779 mg AAE per 100 g dry okara. The Peleg model effectively described the extraction kinetics. Additionally, TG levels, quantified by UHE/LPSFC-APCI-MS, in okara were comparable to those in almonds, and alpha-tocopherol levels, quantified by LC-UV, were 14,400 µg/100 g in almonds and 15,600 µg/100 g in okara. These findings highlight the potential of okara as a valuable resource, with a straightforward, scalable, and cost-effective solid-liquid extraction (SLE) method for polyphenols and a supercritical fluid extraction method for TG, for use in the functional food, nutraceutical, and cosmetic industries.

Annatto, obtained from the seeds of achiote (Bixa orellana L.), is a widely used orange pigment rich in bixin and other apocarotenoids. This work reports the optimisation of a green extraction method of pigments and antioxidant compounds from achiote as well as its integration in a one-step green extraction-cosmetic formulation process. A biphasic solvent system of water and oil was used to recover simultaneously polar polyphenols, and less polar compounds, such as δ-tocotrienol and bixin. The optimisation of the ultrasound assisted extraction is presented, as well as a comparison of different vegetable oils used as extraction solvents. The composition, physicochemical properties and antioxidant activity of the oils were studied and their extraction performance was compared. Refined sunflower oil proved to be a better solvent than virgin olive, jojoba, coconut and grapeseed oils. Both aqueous and oil phases displayed an interesting antioxidant capacity. The oil phase contained 0.9% of bixin, as well as minor apocarotenoids and δ-tocotrienol. Twelve compounds, mainly phenolics, were identified by UHPLC-DAD-HRMS/MS in the aqueous phase. Twenty-one volatile compounds were identified in the volatile fraction by SPME-GC-MS. Lastly, a one-step green process is proposed to combine the extraction and the cosmetic formulation of the bioactive compounds.