Caractérisation de la composition lipidique de feuilles de caoutchouc d'Hevea brasiliensis et relations avec sa structure et ses propriétés

par Siriluck Liengprayoon

Thèse de doctorat en Sciences des aliments

Sous la direction de Eric Dubreucq.

Soutenue en 2008

à Montpellier SupAgro .

  • Titre traduit

    Characterization of lipid composition of sheet rubben from Hevea brasiliensis and relations with its structure and properties


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  • Résumé

    Le caoutchouc naturel produit à partir de latex d’Hevea brasiliensis a des propriétés mécaniques supérieures à celles de son homologue synthétique mais présente un désavantage : la variabilité de sa qualité. Cette dernière a été partiellement attribuée aux composés non-isoprène, en particulier les lipides qui constituent le non-isoprène majeur retenu dans le caoutchouc sec. L’objectif de cette étude était de caractériser la composition lipidique du latex d’Hevea brasiliensis et des feuilles de caoutchouc qui en sont dérivées, et d’étudier les relations avec la structure et les propriétés du caoutchouc naturel (CN). Cette étude a été conduite avec quatre clones d’hévéa : RRIM600, GT1, PB235 et BPM24. Au delà des échantillons de latex, la feuille non fumée (Unsmoked sheet, USS) préparée en suivant un procédé contrôlé et répétable, a été choisie comme échantillon de caoutchouc sec. Les méthodes d’extraction des lipides ont été optimisées pour le latex ainsi que pour les USS. Le contenu en lipides des deux types d’échantillons est clairement dépendant du clone. Les échantillons des clones PB235, BPM24 et RRIM600 (jeune) contiennent plus de lipides (3. 4-3. 7% m/m CN pour le latex vs. 2. 3-3. 3% pour les USS) que ceux des clones GT1 et RRIM600 (âgé) (2. 5-2. 8% et 2. 0-2. 2% pour le latex et les USS, respectivement). Les lipides polaires, i. E. Phospholipides et glycolipides, sont présents en quantité plus faible dans les USS que dans le latex qui a servi à les confectionner. Cette baisse de contenu en lipidepolaires peut être attribuée à une perte au cours des lavages à l’eau et/ou à des hydrolyses enzymatiques qui ont lieu au cours du procédé de fabrication des USS. La composition a ensuite été analysée par diverses techniques chromatographiques. Des quantités importantes d’acide gras contenant un furane (F-acide) ont été trouvées dans les lipides du clone PB235 alors que l’acide linoléique constitue l’acide gras majoritaire des autres clones. Des analyses en GC-MS ont permis de déterminer la composition en insaponifiables des échantillons: stérols (-sitostérol, 5 avenastérol, stigmastérol), tocotriénols ( et ) et alcools gras (C18 and C20). La composition en acides gras des glycolipides (digalactosyl diglycérides (DGDG), monogalactosyl diglycérides (MGDG), stéryl glucosides (SG) et stéryl glucosides estérifiés (ESG)) et des phospholipides (phosphatidylcholine (PC), lysophosphatidyl choline (LPC), acide phosphatidique (PA), phosphatidyléthanolamine (PE), phosphatidyl inositol (PI) et lysophosphatidylinositol (LPI)) a été déterminée par HPLC-ESI/MS. En parallèle, la structure et les propriétés des échantillons de caoutchouc sec (USS) ont été étudiées. Les paramètres retenus étaient les suivants: mésostructure (gel et distribution des masses molaires), macrostructure (spécification normalisée) et le comportement à la mastication et à la vulcanisation. Une étude statistique (ACP) de l’ensemble des données a montré que le clone PB235 se distinguait clairement des autres clones. L’analyse des corrélations entre la composition lipidique et les propriétés du caoutchouc a donc été menée en séparant les données de ce clone de celles des trois autres. Un effet plastifiant marqué des acides gras estérifiés et en particulier des F-acides, a été observé pour les clones RRIM600, GT1 et BPM24. Néanmoins le caoutchouc du clone PB235, très riche en acide F-acide, n’a pas confirmé cet effet, ayant lui même la plus haute valeur de plasticité Wallace et de viscosité Mooney. Une corrélation positive entre les insaponifiables, et en particulier l’-tocotriénol et le stigmastérol, et l’indice de rétention de la plasticité (PRI) a été observée, suggérant une activité anti-oxydante de ces composés. Les lipides influencent également le comportement du caoutchouc à la mastication et à la vulcanisation. En effet, le coût en énergie mécanique de la mastication diminue avec la présence de certains lipides. Les propriétés à la vulcanisation sont liées aux propriétés du caoutchouc cru non-vulcanisé. Les lipides, et en particulier les acides gras libres, jouent un rôle d’activateur réduisant le temps de grillage (ts2) du caoutchouc de RRIM600, GT1 et BPM24. Cette corrélation n’a pas été observée pour le clone PB235. Cette étude a permis la caractérisation de la composition lipidique, de la structure et des propriétés d’échantillons clairement identifiés provenant de différents clones d’Hevea brasiliensis. Ces résultats ont été collectés dans une base de données qui, par une analyse statistique, a permis d’obtenir une vision globale du rôle des lipides dans les propriétés du caoutchouc. Cette approche, ainsi que les connaissances acquises lors de cette étude constitue un socle solide pour des études futures mettant en jeu d’autres grades de caoutchouc couvrant une fourchette plus large en terme de valeurs de certaines propriétés.

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  • Détails : 1 vol. ( 201 p.)
  • Annexes : Bibliographie 155 réf.

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