Extraction biotechnologique de la chitine pour la production de chitosane : caractérisation et application

Extracción biotecnológica de quitina para la producción de quitosanos : caracterización y aplicación

• Auteur / Autrice : Neith Aracely Pacheco Lopez
• Direction : Keiko Shirai Matsumoto, Laurent David, Stéphane Trombotto, Gustavo Viniegra
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie
• Date : Soutenance le 19/04/2010
• Etablissement(s) : Lyon 1 en cotutelle avec Université autonome métropolitaine (Universidad Autónoma Metropolitana) (Iztapalapa)
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Matériaux de Lyon (Villeurbanne ; 1992?-....)
• Jury : Président / Présidente : Sergio Huerta Ochoa
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Fort
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Fort, Miquel Gimeno

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antifongiques

Chitosane

Chitine

Mots clés libres

Chitine

Chitosane

Production biotechnologiue

Caratérisation

Biopolymères

Chitin

Chitosane

Biotechnological production

Characterization

Biopolymers

Résumé

La chitine est l’un des biopolymères les plus abondants dans la biomasse. Son principal dérivé industriel est le chitosane. Ces deux polysaccharides présentent un intérêt croissant en raison de leurs nombreuses propriétés physico-chimiques et biologiques remarquables. Leur utilisation en tant que matériaux est potentiellement intéressante dans de nombreux domaines tels que la pharmacie, la médecine, l’industrie alimentaire et l'agriculture. Malgré de nombreuses avancées dans les méthodes chimiques de production de la chitine et du chitosane, l'utilisation de solutions concentrées d'acides et de bases alcalines présente le désavantage de générer de grandes quantités d’effluents toxiques. Récemment, des méthodes d'extraction de la chitine par biotechnologie ont été proposées comme une alternative aux méthodes chimiques. Dans ce contexte, l'objectif principal de ce travail a été de développer un procédé biotechnologique d’extraction de la chitine à partir de carapaces de crustacés à l’aide de bactéries lactiques et d’enzymes. A cette fin, les facteurs influençant les réactions mises en jeu au cours de l’extraction, telles que la déminéralisation, la déprotéinisation et la N-désacétylation ont été étudiés en considérant les caractéristiques physico-chimiques des chitines et chitosanes ainsi obtenus. Ces caractéristiques sont principalement les masses molaires moyennes et le degré de N-acétylation. Ce travail s’est également intéressé à la valorisation des sous-produits d’extraction (protéines, pigments…) et aux applications potentielles des différents chitosanes préparés, notamment comme agents fongistatiques.

The chitin is one of the most abundant biopolymers in biomass. Its main industrial derivative is the chitosan. These two polysaccharides present an increasing interest thanks to their various interesting physicochemical and biological properties. Their potential applications concern diverse fields as the pharmacy, medicine, food industry and agriculture. Despite numerous advances in methods for the chemical production of chitin and chitosan, the use of concentrated solutions of acids and alkaline bases presents the disadvantage to generate large amounts of toxic wastes. Recently, biotechnological methods of chitin extractions have been proposed as an alternative to chemical methods. In this context, the main objective of this work was to develop a biotechnological process for the extraction of chitin from crustacean shells using lactic acid bacteria and enzymes. For this purpose, factors influencing reactions involved in the extraction, i.e. the demineralization, deproteinization and N-deacetylation, were studied considering the physicochemical characteristics (molecular weight and degree of N-acetylation) of chitin and chitosan produced. The recovery of extraction side products such as proteins and pigments has also been considered in this project, as well as the evaluation of various chitosans prepared by this process as fungistatic agents.