Développement de stratégies chimiques et enzymatiques innovantes pour la transformation de la chitine
Auteur / Autrice : | Gaël Huet |
Direction : | Albert Nguyen Van Nhien, Caroline A. Ahad Hadad |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie organique. Chimie fine |
Date : | Soutenance le 31/05/2021 |
Etablissement(s) : | Amiens |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de Glycochimie et des Agroressources d'Amiens |
Jury : | Président / Présidente : Sandrine Bouquillon |
Examinateurs / Examinatrices : Jordane Jasniewski, Éric Husson | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Sandrine Bouquillon, Micheline Draye |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
La chitine est le second biopolymère le plus répandu sur terre après la cellulose. On la retrouve essentiellement dans les crustacés, les insectes et les champignons. Actuellement, ce polysaccharide est majoritairement extrait des carapaces de crustacés dont le procédé comprend deux étapes importantes : la déminéralisation et la déproteinisation. Bien qu'efficace, cette méthode reste à ce jour polluante, énergivore et chronophage. Dans ce manuscrit, nous nous sommes focalisés sur les deux sources de crustacés et d'insectes. Cette dernière a été dictée par l'émergence et le développement de la bioraffinerie de l'insecte. En effet, les cuticules d'insectes possèdent la particularité d'être naturellement pauvres en minéraux (<6% vs 30-50% dans le cas des crustacés) permettant ainsi de nous affranchir de l'étape de déminéralisation. En plus de son abondance élevée, la chitine est dotée de propriétés physicochimiques et biologiques exceptionnelles. Toutefois, ce biopolymère semi-cristallin possède un réseau de liaisons hydrogène qui lui confère un caractère récalcitrant réduisant considérablement les champs d'applications potentielles. La valorisation de ce polymère en produits à haute valeur ajoutée nécessite alors au préalable une étape de prétraitement chimique/mécanique. Les travaux reportés dans ce mémoire sont basés sur la solvatation partielle de biomasses brutes de chitine (crustacés, insectes) et de chitines purifiées (>90%) en milieu non conventionnel de type liquide ionique. En fonction de leurs propriétés physicochimiques, de leur cytotoxicité et de l'application visée, trois familles de LIs ont été choisies : les liquides ioniques à base de noyau imidazolium (ILs), les liquides ioniques zwitterioniques (ZILs) et les solvants eutectiques profonds (DES). L'impact de ces prétraitements sur la structure supramoléculaire de la chitine est décrit et nous avons alors mis en évidence, dans certain cas, une rupture du réseau cristallin. Une meilleure accessibilité aux fibres par les enzymes (hydrolyse enzymatique de la chitine) ou par la soude (désacétylation de la chitine) a également été démontrée