Synthèse de polyesters biodégradables par des lipases produites par des micro-organismes lipolytiques, isolés de feuilles à cuticule épaisse, et par une lipase immobilisée, le novozym 435

Synthesis of biodegradable polyesters by lipases produced by lipolytic micro-organisms isolated from thick leaf cuticle and by an immobilised lipase, Novozym 435

• Auteur / Autrice : Laurent Goujard
• Direction : Elisée Ferre
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biosciences de l'environnement
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lipases

Polyesters

Synthèse (chimie)

Glycérine

Biodégradation

Résumé

L'objectif de cette thèse a été la synthèse par voie enzymatique de polyesters biodégradables à partir de ressources renouvelables provenant de productions d'oléagineux: le glycérol et le diacide oléique (D18 :1). Pour résoudre le problème économique lié au coût du biocatalyseur le plus efficace en polyestérification, la lipase immobilisée de Candida antarctica B (Novozym 435), de nouvelles lipases d'origine microbienne ont été recherchées dans des litières d'espèces végétales méditerranéennes. Dans ce but, a été développée une méthodologie permettant de mesurer le potentiel de synthèse d'enzymes lipolytiques, produites par des micro-organismes dégradant un polyester naturel, la cutine des feuilles. Une bactérie thermophile (BT2) a ainsi été sélectionnée parmi les souches isolées. Sa capacité à catalyser des polyestérifications a été évaluée et comparée à celle du Novozym 435. Ce dernier a été aussi utilisé pour mettre au point un système de synthèse en milieu fondu. Il a permis l'obtention d'un élastomère ayant un poids moléculaire supérieur à 134 kDa. Des mesures de biodégradabilité ont montré que ce polyester produit par voie enzymatique se minéralisé plus vite que des polyesters produits par chauffage à 160°C et 180°C. L'impact de la teneur en eau, du ratio molaire glycéroVacide, de la quantité d'enzyme dans le milieu réactionnel a été analysé.

The aim of this thesis has been the enzymatic synthesis of biodegradable polyesters from renewable resources issued from oleaginous plants: glycerol and di-oleic acid. To work out the economical problem, due to the cost of the most efficacious bio-catalyser for polyesterification, the immobilised lipase of Candida antarctica B (Novozym 435), new microbial lipases has been researched in litters of Mediterranean plant species. With this object, a new methodology has been developed allowing to measure the potentialities of lipolytic enzymes to synthesise polyesters. These enzymes has been produced by micro-organisms able to degrade a natural polyester, the cutin. A thermophilic bacterium (BT2) has been selected among the isolated strains. Their capabilities to catalyse polyesterifications has been evaluated and compared to those of Novozym 435. This last bio-catalyser has also been used to study an apparatus to synthesise polyesters in bulk. In this conditions, an elastomer product was obtained with a molecular weight higher than 134 kDa. Biodegradability measures have shown that this polyester is faster mineralised than polyesters produced by heating from 160°C up to 180°C. The impact, of the a[w], molar ratio glycerol/acid and enzyme quantity in the reacting medium, on the yield and on the molecular weight of the polyesters formed has been studied.