Caractérisation macromoléculaire d'alpha-glucanes branchés

Macromolecular characterization of branched alpha-glucans

• Auteur / Autrice : Agnès Rolland-Sabaté
• Direction : Paul Colonna
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie Agroalimentaire, Science des aliments
• Date : Soutenance en 2011
• 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

Structure moléculaire

Amidons

Lumière -- Diffusion

Chromatographie

Mots clés libres

Amylopectine

Alpha-glucane branché

Résumé

Cette étude porte sur la caractérisation de la structure moléculaire d'alpha-glucanes branchés au moyen de techniques chromatographiques et de diffusion du rayonnement. Les substrats considérés sont des amidons, et les amylopectines constitutives des dextranes et des glycogènes, présentant de très fortes masses molaires, une dispersité importante et des structures de branchement différentes. Une méthode de séparation utilisant le fractionnement par couplage flux force flux dans un canal asymétrique, a été développée spécifiquement pour le fractionnement des amidons. Cette méthode de séparation, couplée à des détections réfractométrique et par diffusion de lumière, permet de déterminer simultanément les distributions complètes (non tronquées) en rayons et en masse molaire, le comportement en solution et les caractéristiques de branchement de ces polysaccharides avec des rendements totaux d'analyse supérieurs à 90%. L'hétérogénéité structurale des alpha-glucanes a été mise en évidence par une analyse avancée des données de diffusion de lumière en modes statique et dynamique en chaque point des distributions. L'analyse d'une série d'amidons natifs d'origine botaniques, variées a permis de souligner la forte hétérogénéité en termes de distribution de taille des polysaccharides constitutifs de l'amidon, et la faible variabilité des caractéristiques macromoléculaires et structurales globales de l'amylopectine, malgré de fortes variabilités de teneur en amylose, de cristallinité et des propriétés d'usage des amidons. Les apports de cette approche structurale sont discutés au regard de la caractérisation des dérivés d'amidons et de l'homogénéité structurale de l'amylopectine.

The main purpose of this study was to characterize branched alpha-glucans by means of chromatographic and scattering techniques. Starches, dextrans and glycogens, with very high molar masses and dispersity and exhibiting different branching structures, were studied. A complete method using Asymmetrical Flow Field Flow Fractionation was developed especially for starch fractionation. Coupling this method with light scattering and refractometric detection enables the determination of complete (non truncated) size and molar mass distributions, behaviour in solution and branching characteristics of the studied polysaccharides, with global recoveries higher than 90%. The structural heterogeneity of alpha-glucans was evidenced by a deep analysis of static and dynamic light scattering data at each slice of the distributions. The analysis of a large range of starches from different botanical origin allowed to underline the high heterogeneity in terms of starch polysaccharides size distribution, to point out the low variability of global strucrural and macromolecular characteristics of amylopectin, despite a high variability of amylose content, cristallinity and functional properties of starches. The contributions of this approach are discussed towards the characterization of starches derivatives and the structural homogeneity of amylopectin.