Isolation and structure elucidation of biosurfactant from microorganism and its application model in drug delivery system

par Paramaporn Chiewpattanakul

Thèse de doctorat en Génie des procédés et des produits

Soutenue le 22-02-2010

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL en cotutelle avec l'Université deSrinakharinwirot , dans le cadre de RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement , en partenariat avec Laboratoire de Chimie Physique Macromoléculaire (laboratoire) .

Le président du jury était Pranee Inprakhon.

Le jury était composé de Alain Durand, Benjamas Thanomsub, Emmanuelle Marie-Begue, Pranee Inprakhon, Sakannee Bovonsombut, Yves Chevalier.

Les rapporteurs étaient Sakannee Bovonsombut.

  • Titre traduit

    Extraction et identification de la structure d'un tensioactif synthetisé par des microorganismes. : encapsulation dans des nanoparticules à libération contrôlée


  • Résumé

    Des microorganismes produisant des molécules tensioactives ont été isolés à partir d’échantillons de sols contaminés par des huiles, en provenance des provinces de Songkhla et Chiangmai (Thaïlande) et de Shianghai (Chine). Les différentes souches ont été sélectionnées de façon à obtenir les biosurfactants ayant les meilleures propriétés tensioactives et d’émulsification. Parmi 102 souches isolées, 6 microorganismes produisaient des biosurfactants. La souche SK80 a conduit aux meilleures propriétés tensioactives. Des observations morphologiques macroscopiques et microscopiques ont permis de caractériser la souche SK80. L’analyse de la séquence ARNr 28S indique que cette souche appartient à la famille Exophiala Dermatitidis. La composition du milieu de culture (source de carbone et d’azote) et les conditions de culture de ce microorganisme ont été adaptées de façon à obtenir des quantités importantes de biosurfactant. Des analyses spectroscopiques (RMN 1H, RMN 13C, COSY et de masse, APCI MS) ont révélé que ce biosurfactant était un monooléate de glycérol. La monomyristine a été choisie comme constituent synthétique modèle dans des études d’encapsulation. Deux méthodes de préparation, émulsion/évaporation de solvant, nanoprécipitation, ont été employées pour encapsuler la monomyristine dans des nanoparticules recouvertes de dextrane et dont le cœur était constitué de poly(acide lactique) ou de dextrane hydrophobisé. Les conditions d’encapsulation ont été variées afin de maximiser le rendement d’encapsulation et la stabilité colloïdale des particules


  • Résumé

    Biosurfactant producing microorganisms were isolated from oil contaminated soils collected from Songkhla and Chiangmai province, Thailand and Shianghai, China. Their culture broths were screened for obtaining biosurfactants with the highest surface activity and emulsification ability. Among 102 isolates, 6 microorganisms produced biosurfactants. The culture supernatant of SK80 strain exhibited the highest surface activity. SK80 was identified by macroscopic morphology, microscopic morphology and showed that it is a black mold. The 28S rRNA sequence homology analysis suggested that SK80 belongs to Exophiala dermatitidis. The composition of culture medium such as carbon source, nitrogen source, and culture condition of this microorganism was optimized to obtain high amounts of biosurfactant. 1H NMR, 13C NMR, COSY and Mass Spectrometer (APCI MS) results indicated that this biosurfactant was monoolein (oleoyl glycerol), a kind of monoacylglycerol. Monomyristin was chosen as a monoacylglycerol model to be synthesized and used as nanoparticle encapsulated drug. Two preparation methods, emulsion/solvent evaporation and nanoprecipitation, were used to encapsulate monomyristin in dextran-covered nanoparticles with poly(lactic acid) of hydrophobized dextran as the core material. Encapsulation conditions were optimized with regard to the yield encapsulation and the colloidal stability


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