Séparation de solutions peptidiques modèles par électrodialyse avec membranes d'ultrafiltration

Models peptides solutions separation by electrodialysis with ultrafiltration membranes

• Auteur / Autrice : Amirouche Djaoudi
• Direction : Pascal Dhulster, Laurent Bazinet, Loubna Firdaous
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie des Fonctions Biologiques
• Date : Soutenance le 19/12/2014
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Lille ; 1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Procédés biologiques et génie enzymatiques et microbien (ProBioGEM)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eau -- Électrolyse

Ions -- Migration et vitesse

Électrophorèse capillaire

Électrodialyse

Mots clés libres

Peptides synthétiques modèles

Mobilité électrophorétique

Migration peptidique

Résumé

L’électrodialyse avec membranes d’ultrafiltration (EDUF) est une technique de séparation innovante, particulièrement performante pour le fractionnement sélectif de peptides bioactifs à partir d’hydrolysats enzymatiques. Cependant, les mécanismes de séparation des peptides en EDUF n’ont pas été parfaitement élucidés en raison du caractère complexe des mélanges utilisés. L’objectif de ce travail de thèse était d’étudier la séparation de mélanges peptidiques modèles afin d’identifier les mécanismes régissant la séparation de peptides. Deux peptides synthétiques anionique et cationique ont été sélectionnés. Avant leur séparation par électrodialyse, les deux peptides ont été caractérisés en termes de mobilité électrophorétique, ce qui nous a permis de définir des conditions optimales de migration. Les résultats de séparation de solutions simples puis de mélanges montrent que, dans les conditions opératoires utilisées, les phénomènes limitant le transfert des deux peptides en EDUF sont essentiellement dus à la dissociation de l’eau dans le cas du peptide anionique et au colmatage membranaire dans kjkle cas du peptide cationique. Un ajout de KCl a été effectué dans le but d’augmenter la conductivité du système. Ceci a permis de ralentir la dissociation de l’eau et par conséquent de restaurer le flux initial du peptide anionique. En revanche, l’ajout de KCl n’a pas eu d’effet sur la migration du peptide cationique. Un colmatage important de la membrane échangeuse de cations au cours de l’électrodialyse par ce dernier explique ce phénomène. L’étude confirme par ailleurs que le transfert peptidique dans ce procédé est régi essentiellement par électromigration.

Electrodialysis with ultrafiltration membranes (EDUF) is an innovative and performant separation technique, particularly used for the selective bioactive peptide fractionation from enzymatic hydrolysates. However, considering the solution mixture complexity used, the peptide separation mechanisms in EDUF process remain unclear. The purpose of this thesis was to study a peptides models mixture separation in order to identify the peptides separation mechanisms in EDUF process. Both anionic and cationic synthetic peptides were selected. First, the anionic and cationic peptides were characterized in terms of electrophoretic mobility. For both peptides, electrophoretic mobility was measured in order to define the optimal conditions for their migration. Furthermore, peptide electrodialytic separation results have showed, under the operating conditions used, the important role played by water dissociation on anionic peptide and membrane fouling on cationic peptide electromigration. KCl addition was performed in order to increase the system conductivity and to slow down water splitting, which led to a restore of the anionic peptide initial flux. In contrast, the water dissociation did not affect the cationic peptide electromigration. An important cation exchange membrane fouling caused by the cationic peptide explain this phenomena. The study also confirms that the peptide transfer in EDUF is mainly governed by electromigration.