Etude de la variabilité chimique, physico-chimique et rhéologique des ulvanes, polysaccharides des parois cellulaires d'algues marines vertes de la famille des Ulves (Ulvales, Chlorophyta)

Study of chemical, physico-chemical and rheological variability of ulvan, a polysaccharide from green seaweed cell wall of Ulva spp. (Ulvales, Chlorophyta)

• Auteur / Autrice : Audrey Robic
• Direction : Marc Lahaye
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie biologie (Nantes....-2008)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ulva

Polysaccharides

Algues

Mots clés libres

Ulvane

Paroi cellulaire

Physico-chimie

Rhéologie

Microscopie

Rmn

Résumé

Les algues vertes appartenant aux genres Ulva et Enteromorpha sont communes à travers le monde. Elles prolifèrent localement sous la forme de « marées vertes » et sont source de nuisances. Elles sont riches en polysaccharides parmi lesquels les ulvanes représentent par leurs caractéristiques chimiques et gélifiantes un atout pour valoriser ces algues. Le rendement d’extraction, la variabilité chimique, physico-chimique et rhéologique d’ulvanes d’algues contribuant aux marées vertes (U. Rotundata et U. Armoricana) ont été étudiés en fonction de la période de récolte et du mode de conservation des algues. Les rendements sont maximum à partir d’U. Rotundata en croissance, à la fin de la période de prolifération d’U. Armoricana et à partir d’algues saumurées. La proportion des deux populations moléculaires constitutives des ulvanes est affectée par la période de collecte et le mode de conservation. Des masses élevées sont obtenues à partir d’algues récoltées en période de croissance et conservées par congélation. Le module de conservation des gels d’ulvane est positivement corrélé avec la proportion d’ulvanes de haute masse et la teneur en rhamnose, en acide glucuronique et en sulfate. Parmi différentes conditions d’extractions étudiées, une solution diluée d’acide chlorhydrique à chaud donne un rendement optimal. Des études par microscopie indiquent que les ulvanes ont un caractère hydrophobe marqué conduisant à des structures moléculaires sphériques expliquant les faibles viscosités développées par ces polysaccharides. La gélification des ulvanes en présence d’acide borique et de cations divalents résulterait de l’agrégation de ces sphères.

Green seaweeds belonging to Ulva and Enteromorpha species are common worldwide. Collected or cultivated for human consumption, they proliferate in the form of “green tides” and result in harmful accumulations. They are rich in polysaccharides and notably in the water soluble ulvan which presents original chemical and gelling properties and afford novel opportunities for the biomass uses. The impact of the period of collect and stabilization treatments on the extraction yield, chemical, physico-chemical and rheological variability of ulvan from species contributing to Brittany “green tides” (U. Rotundata and U. Armoricana) were studied. The highest yields were obtained from actively growing U. Rotundata, from U. Armoricana at the end of the proliferation period and from brined seaweeds. The period of collect and the stabilization treatment affected the proportion of the two macromolecular populations constituting ulvans. The highest molecular weight ulvan was obtained from actively growing seaweeds and stored frozen. The storage modulus of ulvan gels was positively correlated with the proportion of high molecular weight ulvan and with the rhamnose, glucuronic acid and sulfate contents. Among different extraction conditions studied, hot dilute chlorhydric acid solution gave an optimal extraction yield. Microscopic studies indicated that ulvans are hydrophobic which led to the formation of spherical molecular structures that explain the low intrinsic viscosities of ulvan in solution. The gelling properties of ulvan with boric acid and divalent cations would arise from the association of these globules.