Propriétés techno-fonctionnelles des fractions produites par bioraffinerie

Techno-functional properties of fractions produced by a biorefinery scheme

• Auteur / Autrice : Faber Ariel Espinosa Pardo
• Direction : Pascale Subra, Christelle Harscoat-Schiavo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des Procédés
• Date : Soutenance le 30/11/2020
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Chimie et Biologie des Membranes et des Nanoobjets (Bordeaux ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Louis Lanoisellé
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascale Subra, Christelle Harscoat-Schiavo, Jean-Louis Lanoisellé, Pierre-Yves Pontalier, Jérôme Lecomte, Cécile Vallières, Charlotte Cabanne
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre-Yves Pontalier, Jérôme Lecomte

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polyphénols

Coproduits

Surfactants

Émulsions

Mots clés libres

Émulsion

Agents tensio-Actifs

Co-Produits

Extraction

Protéines

Polyphénols

Emulsion

Surface-Active agents

By-Products

Extraction

Proteins

Polyphenols

Résumé

Le concept de bioraffinerie désigne le procédé de transformation de la biomasse en divers produits commercialisables et en énergie, l’accumulation d’agro-résidus étant ainsi significativement réduite. Ce travail propose un processus de bioraffinerie du germe de maïs et du tourteau de pressage de noix. Pour le germe de maïs, le procédé comporte une première étape d’extraction d’huile pour laquelle différentes méthodes ont été mises en œuvre, suivie de l’extraction des protéines et de l’évaluation du potentiel stabilisant des résidus solides (émulsions de Pickering). Il a été montré que la méthode d’extraction d’huile influençait les fonctionnalités (solubilité, capacité d’absorption d’eau, propriétés moussantes et émulsifiantes) des protéines et que les farines de germe de maïs étaient des agents stabilisants d’émulsions huile dans eau (H/E) performants. Pour le tourteau de noix, source d’huile et de composés phénoliques antioxydants, le travail s’est focalisé sur l’extraction assistée par ultrasons de composés phénoliques du tourteau deshuilé et l’évaluation des capacités émulsifiantes des résidus solides. Les extraits ont montré une forte capacité à piéger les radicaux libres et les résidus solides ont permis de fabriquer des émulsions H/E fines très stables. L’extraction assistée par ultrasons a également été appliquée à l’extraction des composés phénoliques d’un troisième co-produit, le marc de raisin. Les paramètres statistiquement influents ont été identifiés pour les deux matrices.

The concept of biorefinery has emerged as an industrial facility where biomass is transformed into a wide range of marketable products and energy, and the accumulation of agro-residues is significantly reduced. This work proposed a biorefinery scheme from corn germ and walnut press-cake as by-products. For corn germ, the scheme involved a first step of oil recovery by different methods followed by protein extraction while solid residues were assessed for stabilizing emulsions (Pickering emulsions). It was demonstrated that protein functionalities (such as solubility, water absorption, foaming and emulsifying capacities) were influenced by oil extraction method, and that corn germ meals showed high capacity to stabilize oil-in-water emulsions. For walnut press-cake, a source of oil and phenolic antioxidants, the scheme focused on ultrasound assisted extraction of phenolics from the defatted cake, and the stabilizing ability of the residue particles. Extracts exhibited a high capacity of scavenging free radicals (DPPH) and walnut cake particles allowed to fabricate highly stable oil-in-water emulsions with fine droplets (1-2 µm). Ultrasound assisted extraction was also applied to recover phenolics from a third by-product that was a grape pomace. Influent parameters of extraction were statistically identified for both matrices with trends positively modeled by second-order polynomial equations.