Extraction, caractérisation chimique et valorisation biologique de ...
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La fraction polysaccharidique non cellulosique <strong>de</strong>s sciures <strong>de</strong> bois, co-produit abondant <strong>de</strong><br />
la filière forestière, peut-elle être mobilisée <strong>et</strong> dans quelle(s) condition(s) ? La question porte à<br />
la fois sur l'organisation structurale <strong>de</strong>s parois secondaires <strong>de</strong>s cellules végétales <strong>et</strong> sur les<br />
méthodologies physique, <strong>chimique</strong> <strong>et</strong> <strong>biologique</strong> - compatibles avec la notion <strong>de</strong> Chimie verte<br />
- qui peuvent être mises en œuvre afin d'en extraire sélectivement les constituants natifs. Dans<br />
notre cas, il s'agissait <strong>de</strong> développer <strong>de</strong> nouvelles approches d'extraction du 4-O-<br />
méthylglucuronoxylane (MGX). C<strong>et</strong>te hémicellulose est typique <strong>de</strong> la famille <strong>de</strong>s xylanes <strong>et</strong><br />
très répandue dans les bois durs issus <strong>de</strong> feuillus tel le châtaignier utilisé ici comme modèle.<br />
L'organisation tridimensionnelle <strong>de</strong> la paroi cellulaire végétale repose sur <strong>de</strong>s interactions<br />
moléculaires multiples tant par le nombre que par la nature <strong>de</strong>s liaisons <strong>chimique</strong>s. Le taux <strong>de</strong><br />
lignification élevé <strong>de</strong>s parois secondaires - quantitativement majoritaire dans le bois -<br />
s'oppose par ailleurs à l'extractabilité <strong>de</strong>s hémicelluloses dans l'eau <strong>et</strong> impose donc la mise en<br />
œuvre d'une délignification préalable <strong>de</strong>s sciures.<br />
Dans une première partie, plusieurs stratégies <strong>de</strong> délignification ont été développées,<br />
adaptées <strong>et</strong> testées sur les sciures <strong>de</strong> châtaignier. Parmi les méthodologies existantes,<br />
l'approche enzymatique qui recourt à l'utilisation <strong>de</strong>s laccases, si elle apparaît comme<br />
conceptuellement très attrayante, s'est avérée techniquement décevante. Utilisées dans l'eau, à<br />
<strong>de</strong>s concentrations très faibles, les enzymes sont pourtant capables <strong>de</strong> catalyser un grand<br />
nombre <strong>de</strong> réactions <strong>chimique</strong>s. Toutefois, s'agissant d'une réaction en phase hétérogène, une<br />
telle stratégie se heurte à la complexité <strong>de</strong>s sciures qui est le substrat lignocellulosique <strong>de</strong> la<br />
réaction. En revanche, la délignification <strong>chimique</strong> développée à partir <strong>de</strong>s phtalocyanines ou<br />
les porphyrines <strong>de</strong> fer en milieu peroxydé est particulièrement attractive. Similaire à<br />
l'approche enzymatique du point <strong>de</strong> vue <strong>de</strong> la chimie réactionnelle, c<strong>et</strong>te approche n'en<br />
supporte pas les mêmes limites. Nos résultats démontrent qu'elle est parfaitement adaptée à<br />
<strong>de</strong>s substrats lignocellulosiques bruts telles que les sciures <strong>de</strong> bois.<br />
Sur le plan <strong>de</strong>s perspectives, <strong>et</strong> en utilisant l'approche du plan d'expérience, c<strong>et</strong>te<br />
méthodologie doit pouvoir bénéficier d'essais d'optimisation qui feront varier la nature <strong>de</strong>s<br />
catalyseurs tout comme les quantités d'eau oxygénée introduites dans le milieu réactionnel.<br />
Dans un autre registre d'idée, l'apparition <strong>de</strong> fonctions aldéhydiques réputées très réactives au<br />
cours <strong>de</strong> réaction <strong>de</strong> délignification conduit à la fonctionnalisation <strong>de</strong>s glucuronoxylanes<br />
recueillis par la suite dans l'eau. Un tel résultat doit pouvoir profiter au développement <strong>de</strong><br />
nouvelles stratégies <strong>de</strong> <strong>valorisation</strong> <strong>chimique</strong> <strong>de</strong>s polysacchari<strong>de</strong>s - en phase homogène ou<br />
hétérogène - en utilisant l'eau comme unique solvant <strong>de</strong> la réaction.<br />
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