Thèse soutenue

Mise au point d’un procédé innovant d’éco-extraction assisté par ultrasons d’ingrédients alimentaires à partir de spiruline et transposition à l’échelle industrielle
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Auteur / Autrice : Léa Vernes
Direction : Maryline Abert VianFarid Chemat
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Agrosciences et sciences
Date : Soutenance le 03/05/2019
Etablissement(s) : Avignon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale 536 « Sciences et agrosciences » (Avignon)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sécurité et Qualité des Produits d'Origine Végétale (Avignon ; 1967-....)
Jury : Président / Présidente : Miguel Delaguardia
Examinateurs / Examinatrices : Miguel Delaguardia, Sergueï Nikitenko, Yves Blache, Claude Grison
Rapporteurs / Rapporteuses : Sergueï Nikitenko, Yves Blache

Mots clés

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Résumé

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Les microalgues sont l’une des ressources renouvelables les plus prometteuses pouvant constituer une alimentation durable future. Grâce à leur diversité de métabolisme, ces microorganismes sont capables de synthétiser une vaste gamme de composés d’intérêt à haute valeur nutritionnelle. Cependant, leur consommation reste limitée du fait de leurs caractéristiques organoleptiques intrinsèques peu attrayantes. Afin de répondre à cette problématique et de lever les verrous, les travaux de cette thèse ont porté sur la mise au point d’un procédé de production d’ingrédient alimentaire à partir de spiruline.Une méthode verte et innovante faisant intervenir la technologie ultrasonore pour l'extraction de protéines à partir d'Arthrospira platensis a été proposée dans une première partie. Il s’agit de la manothermosonication (MTS). Le recours à un plan d’expérience a permis d’optimiser les paramètres d’extraction ; et une modélisation mathématique ainsi que des investigations microscopiques ont mené à une compréhension des phénomènes de transfert de masse d’une part et des effets structurels des ultrasons sur les filaments de spiruline d’autre part. Selon les résultats expérimentaux, la MTS a permis d'obtenir 229 % de protéines en plus (28,42 ± 1,15 g / 100 g MS) par rapport au procédé classique sans ultrasons (8,63 ± 1,15 g / 100 g MS). Avec 28,42 g de protéines pour 100 g de spiruline dans l'extrait, un taux de récupération des protéines de 50 % a été atteint en 6 minutes effectives avec un procédé MTS continu. Partant de ces résultats prometteurs, des pistes d’extrapolation ont été étudiées afin de proposer des outils d’aide à la décision pour l’industrialisation du procédé. Ainsi une procédure d’analyse des risques (HACCP & HAZOP), une étude de coût ainsi que l’impact environnemental du procédé ont été développés dans une seconde partie de ces travaux. Enfin, des voies de valorisation des co-produits d’extraction ont été présentées dans une approche de bioraffinerie.