Étude et modélisation de la cinétique de synthèse enzymatique de palmitates de glucose et de fructose

Study and kinetic modeling of the enzymatic synthesis of glucose and fructose palmitates

• Auteur / Autrice : Françoise Chamouleau
• Direction : Mohamed Ghoul
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologies et industries alimentaires
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cinétique chimique

Saccharose

Résumé

L'objectif de ce travail est d'étudier la cinétique de synthèse de sucroesters en présence de glucose ou de fructose et d'acide palmitique. Ces synthèses ont été menées à 60ʿC dans du 2-méthyl-butan- 2-01. La lipase B immobilisée de Candida antarctica a été utilisée comme bio-catalyseur. Les paramètres explorés dans cette étude sont: l'origine de la lipase, la nature du support, le type d'immobilisation, la quantité d'eau et la solubilité des sucres. Ces études ont montré que ces réactions sont gouvernées essentiellement par la quantité d'eau, la solubilité et la vitesse de dissolution des sucres. Le contrôle de l'eau par utilisation de tamis moléculaires a permis d'atteindre des rendements de conversion de l'ordre de 98% pour les deux sucres. Cependant les réactions en présence de glucose sont plus lentes de part la faible solubilité de ce sucre (14 mM). L'ensemble des résultats ont été structurés sous forme d'un modèle cinétique bi-bi ping pong. Ce modèle a été validé dans un large domaine de concentrations de substrats et d'enzymes. Il a été par la suite utilisé comme outil d'aide à la décision pour définir les meilleures conditions et mises en œuvre de ces réactions.

The aim of this work is to study the kinetics of sugar esters synthesis in the presence of glucose or fructose and palmitic acid. These syntheses were conducted at 60°C in 2-methyl-2-butanol. Immobilised lipase B of Candida antarctica was used as biocatalyst. The explored parameters in this study are: the origin of lipase, the nature of the support, the type of immobilisation, the quantity of water and the solubility and dissolution rate of sugars. These studies showed that these reactions are affected mainly by the quantity of water, the solubility and the dissolution rate of sugars. The control of water by the use of molecular sieves allowed to reach a conversion yield of fatty acid about 98% for two sugars. However the reactions in the presence of glucose are slower compared to these conducted with fructose. This behaviour is due to the low solubility of the glucose (14 mM). The obtained results were structured in the form of a Bi-Bi ping pong kinetics model. This model was validated in a broad domain of concentrations of substrates and enzymes. It was used thereafter as a tool to define the best conditions of these reactions.