Caractérisation de l’aguamiel et fractionnement des fructanes de jus d’agave par technologie membranaire

Characterization of the aguamiel and preparation of fructans with different molecular weight from agave juice by membrane technology

• Auteur / Autrice : Rosa Isela Ortiz Basurto
• Direction : Marie-Pierre Belleville
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Membranes (technologie)

Nanofiltration

Oligosaccharides

Fructosanes

Transformation

Agaves

Résumé

Cette étude a été entreprise afin de trouver de nouvelles voies de valorisation des agaves dont la culture est indispensable à l'économie et à l'environnement du Mexique. Elle comprend à la fois un travail de caractérisation de la matière première (aguamiel et extraits de cœurs d'agave) mais également une étude des potentialités des technologies membranaires en vue du fractionnement et de la purification industrielle de fructanes. Il a été vérifié que l'aguamiel, jus renfermant principalement par des sucres (67% de l'extrait sec) et un peu de fructanes (10% de l'extrait sec) peut être considéré comme une matière première d'intérêt pour l'élaboration de boissons fonctionnelles en raison de la présence, outre les fructanes, d'acides aminés essentiels libres et d'acide -aminobutyrique (GABA). Les fructanes extraits directement des coeurs d'agave pulquéro et d'Agave tequilana sont constitués d'un mélange de structures de type inuline, lévane et graminane branché appelé ici agavine. Le degré de polymérisation maximal (DPmax) des fructanes, déterminé par chromatographie liquide haute performance d'échange d'anions (CLEAHP) est respectivement égal à de 25 pour les fructanes d'agave pulquéro et à 80 pour ceux de l'Agave tequilana. Un procédé de séparation sur membrane impliquant 4 étapes de filtration successives a été mis au point et a permis de préparer à partir d'un mélange de fructanes extrait de cœurs d'Agave tequilana, 3 fractions renfermant respectivement des fructanes de haut DP (DP>40), des fructanes de DP intermédiaires (10<40) et des fructo-oligosaccharides (FOS) dont le DP est inférieur à 10 et ne contenant plus de mono et disaccharides

This study was conducted in order to provide new opportunities to use agaves, their cultivar being essential to the economy and the environmental preservation of Mexico. The study consists both in a general characterization of raw materials (aguamiel and agave heart's extracts) and the assessment of the potential of membrane technology in the fractionation and purification of fructans from this raw material. This study shows that the aguamiel, a juice composed mainly of sugars (67% of the dry material) and fructans (10% of the dry material) can be of interest for the production of functional drinks, not only for the presence of fructans but also because it contains free essential amino acids and -aminobutyric acid (GABA). The fructans extracted directly from agave pulquero and Agave tequilana hearts consist of a mixture of structures of the type of inulins, levans and branched graminans known as agavins. The maximal degree of polymerization (DPmax) of fructans, determined by anion-exchange high performance liquid chromatography is 80 and 25 for the Agave tequilana and pulquero respectively. A mixture of fructans obtained from the heart extracts of Agave tequilana has been subjected to a membrane separation process involving four successive filtrations optimized to extract fructans with high (>40), intermediate (10<40) and low (<10; fructo-oligosaccharides (FOS)) degrees of polymerization