Caractérisation biochimique de l'algue Grateloupia turuturu, évaluation de ses potentialités de valorisation via un procédé de digestion enzymatique et la purification partielle d'un pigment d'intérêt (R-phycoétythrine)

Biochemical characterization of the algae Grateloupia turuturu, evaluation of its potential valorization by enzymatic degradation method and the partial purification of the interest pigment (R-phycoerythrin)

• Auteur / Autrice : Claire Denis
• Direction : Joël Fleurence, Pascal Jaouen
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des organismes
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ultrafiltration

Fibres dans l'alimentation

Résumé

Grateloupia turuturu Yamada est une macroalgue rouge originaire du Japon qui prolifère sur les côtes bretonnes depuis une vingtaine d’années. L’étude de la composition biochimique et de ses variations saisonnières est réalisée afin d’évaluer les voies de valorisations potentielles de cette espèce. La meilleure période de collecte de cette algue pour une utilisation en alimentation humaine (ex : légumes de mer) se situe entre février et juin. La voie de valorisation biotechnologique explorée est la production R-phycoérythrine. Deux méthodes sont testées pour extraire ce pigment : l’hydrolyse enzymatique des thalles par des polysaccharidases et le cryobroyage. Les meilleurs résultats sont obtenus avec le cryobroyage, l’hydrolyse enzymatique étant mieux adaptée à l’extraction des oligosaccharides qu’à celle de la R-phycoérythrine. L’étude comparée des techniques de purification de la R-phycoérythrine (la précipitation au sulfate d’ammonium, le système biphasique aqueux, l’ultrafiltration) montre que la précipitation à 80% de saturation au sulfate d’ammonium et l’ultrafiltration sur membrane en polyéther sulfone de seuil de coupure 30 kDa sont les deux procédés qui donnent les meilleurs résultats. Par ailleurs, les extraits hydrosolubles et liposolubles de G.  turuturu testés ne présentent pas d’activités cytotoxiques à l’encontre de cellules cancéreuses ni de neurotoxicité significative sur larves de diptères, mais présentent une activité élicitrice des mécanismes de défense des cellules de vignes. Ces résultats confortent les potentialités de valorisation de cette algue en alimentation humaine comme légume de mer ou produit alimentaire intermédiaire (PAI).

Grateloupia turuturu Yamada, a red macroalgae native of Japan, is proliferating on the Brittany coast since twenty years. Study of the chemical composition and its seasonal variations is carried out to determine the potential valorization of G. Turuturu. The best period to collect the seaweed for food use is between February and June. The biotechnological way of valorization is the R-phycoerythrin production. Two methods of extraction are tested: enzymatic hydrolysis of the thallus with polysaccharidases and the grinding in liquid nitrogen. The grinding in liquid nitrogen gives the best results, the enzymatic hydrolysis is an useful approach for the solubilization of oligosaccharides. The comparative analysis of purification methods of R-phycoerythrin (ammonium sulfate precipitation, separation in aqueous two-phase systems, ultrafiltration process) shows that the best results are obtained with the precipitation procedure (80% ammonium sulfate) and ultrafiltration process with polyethersulfone membrane with molecular weight cut-off equal to 30kDa. Moreover, both water- and liposoluble extracts of G. turuturu do not show cytotoxic activities against to cancerous cell lines, no significant neurotoxicity on larva of Diptera but induces elicit defense responses in grapevine. These results confirm the potential valorization of this algae in human nutrition such as sea vegetables or ingredients.