Purification de la chitine par hydrolyse enzymatique à partir de co-produits de crevette Penaeus Vannamei : caractérisations des produits et optimisation du procédé

Purification of chitin by enzymatic hydrolysis from shrimp Peneaus Vannamei by-products : products characterization and process optimization

• Auteur / Autrice : Karine Le Roux
• Direction : Jean-Pascal Bergé, Abdellah Arhaliass
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Science des matériaux
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Chitine

Sous-produits

Crustacés

Mots clés libres

Hydrolyse enzymatique

Protéolyse

Extraction

Déprotéinisation

Déminéralisation

Résumé

L’objectif de l’étude porte sur l’optimisation de l’extraction de la chitine par protéolyse acide. L’originalité du procédé repose sur la stabilisation du pH grâce à l’équilibre entre la composition du substrat et le solvant acide. Ce principe permet de réaliser simultanément la déminéralisation et la déprotéinisation, les deux principales réactions associées à la purification de la chitine. Pour évaluer les performances de cette purification, la composition du substrat et des produits est caractérisée. Différentes méthodes de quantification de la chitine et des protéines sont comparées. Contrairement aux dosages traditionnels, une méthode directe de dosage des acides aminés est sélectionnée pour estimer la quantité de protéines. L’estimation de la quantité de chitine repose sur des méthodes indirectes, principalement la gravimétrie, l’analyse élémentaire et l’analyse thermogravimétrique (ATG). Les cinétiques de déminéralisation et de déprotéinisation sont étudiées en vue d’optimiser la purification de la chitine. Les bilans massiques confirment la cohérence des résultats. Les caractéristiques physico-chimiques de la chitine obtenue par voie enzymatique, le degré d’acétylation, le degré de dépolymérisation et l’indice de cristallinité, sont comparées à la chitine obtenue par voie chimique. La structure de la chitine a également été observée par microscopie électronique à balayage (MEB). Enfin, les composés solubilisés par l’hydrolyse enzymatique sont identifiés et quantifiés

The objective of this study was to optimize the extraction of chitin by acid proteolysis. The novelty of the method is based on the stabilization of pH by the balance between substrate composition and the acid solvent. This principle allows a simultaneous demineralization and deproteinization, the two main reactions associated with the purification of chitin. To evaluate the performance of this purification, the composition of the substrate and products was characterized. Different methods of quantification of chitin and proteins have been compared. As traditional assays were not satisfaying, a direct method of amino acids determination by gaz chromatography was selected to estimate the amount of protein. The estimate of chitin amount was based on indirect methods, mainly gravimetry, elemental analysis and thermogravimetric analysis (TGA). Kinetics of demineralization and deproteinization were examined to optimize the purification of chitin. Mass balances confirmed the consistency of results. The quality of chitin extracted by enzymatic or chemical techniques was compared with the degree of acetylation and depolymerization and the crystallinity index of chitin. The structure of chitin was also observed by scanning electron microscopy (SEM). Finally, compounds solubilized by enzymatic hydrolysis were identified and quantified.