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Etude in vitro et in silico de l'extraction, modification chimique et assemblage de phospholipides pour la construction de nouvelles vésicules végétales : exemple de la caméline.

Fabre, Jean-François. Etude in vitro et in silico de l'extraction, modification chimique et assemblage de phospholipides pour la construction de nouvelles vésicules végétales : exemple de la caméline. PhD, Sciences des Agroressources, Institut National Polytechnique de Toulouse, 2019

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Abstract

Dans le cadre de plusieurs projets de recherche impliquant des partenaires académiques, industriels, et centres techniques locaux et nationaux (CLE Région n°14050981 : SMON-FERT, Réseau Carnot 3BCAR : CAMELINOIL, ITE PIVERT n° 2015-GENESYS-WP3P18-063 PROBIORAF, FEDER Convention N°16004168 : CHIA-EASYNOV), des approches d’études génériques de schémas intégrés ont été conçues pour valoriser le mucilage et les phospholipides de graines oléoprotéagineuses à mucilage, prenant ici l’exemple de la caméline. Présent à la surface des graines, le mucilage peut être efficacement extrait par l'utilisation d’une colonne à ultrasons alliée à des conditions de cisaillement adéquates. Sa composition et les propriétés qui peuvent en découler (comportement viscoélastique notamment) dépendent fortement des conditions de son extraction, en particulier du temps de traitement, comme le révèle le suivi continu de plusieurs paramètres (couple moteur, pH, conductivité, indice de réfraction). Riche en omega-3, l’huile est ensuite extraite des graines entières ou démucilaginées par pressage monovis pour les besoins alimentaires et de l’oléochimie dans ces différents programmes. Les phospholipides peuvent ensuite être récupérés par un traitement ultrasonore de l’huile en présence d’une faible quantité d’eau. Selon une méthode colorimétrique mise au point et des analyses chromatographiques, il apparait que si le rendement d’extraction d’huile dépend du taux d’humidité des graines, l’huile extraite contient peu de phospholipides, ceux-ci se retrouvant principalement dans le tourteau. Etant démucilaginé, ce dernier peut se prêter plus facilement à un traitement aqueux. Cependant, l’activation d’enzymes dans ce milieu impose le recours à des solvants organiques. Un couple de solvants comme l’éthanol et l’acétate d’éthyle est utilisé en remplacement du couple traditionnel méthanol/chloroforme, donnant des rendements similaires avec un impact supposé bien moindre sur la santé, l’environnement, de même que sur les possibilités de valorisation du tourteau. La composition des phospholipides détermine en grande partie les propriétés des vésicules qu’ils peuvent former en milieu aqueux. Pour élargir ces propriétés, notamment dans le domaine de l’encapsulation d’éléments nutritifs ou éliciteurs pour les plantes dans le programme SMON-FERT, une modification chimique des phospholipides a été entreprise. L’utilisation de faibles concentrations (<0,1 mM) de bleu de méthylène, en présence d’air et sous illumination (pour la génération de l’oxygène singulet), permet l’obtention d’hydropéroxydes à partir de phospholipides modèles (lécithine de soja) dissous dans l’éthanol. La variation de la concentration en photosensibilisateur et du volume d’air disponible permet de moduler le rendement d’oxydation des phospholipides pour aboutir à des vésicules de différentes tailles, charges et perméabilités ioniques. Si des conditions oxydantes trop poussées aboutissent à la perte des propriétés d’encapsulation, des conditions modérées permettent l’obtention de vésicules plus petites avec une perméabilité accrue de l’eau et de KCl. La dynamique moléculaire en mode « tout atome » et « gros grains » permet de relier cette perméabilité accrue à une diminution de l’épaisseur de la membrane, une augmentation de l’aire occupée par phospholipide et une plus grande hétérogénéité des vésicules formées. La combinaison d’outils in vitro et in silico peut ainsi permettre de comprendre comment adapter la modification chimique des phospholipides aux propriétés fonctionnelles voulues.

Item Type:PhD Thesis
Uncontrolled Keywords:
Institution:Université de Toulouse > Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Laboratory name:
Research Director:
Mouloungui, Zéphirin
Statistics:download
Deposited On:14 Feb 2020 16:19

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