Extraction, caractérisation chimique et valorisation biologique de ...

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Xylane O OR R= Xylane OR OR O OH OH OH OH OH - H 2 O O O OH H C O OH OH OH COOH OR CH 2 OH OH CH OH 2 - 40 O OR O OH H 2 C CH 3 CH 2 OH CHO CH 2 OH COOH OR OH RO- OH CH 2 OH OH COOH OH HO O OH CH 2 OH HO CH OH 2 HO O Figure 28 : Dépolymérisation (peeling) des xylanes en milieu alcalin (adapté de Lai 103 ) I.2.2.c. L’eau COOH CHOH Les xylanes étant solubles dans l’eau, il apparaît donc naturel d’envisager l’eau comme solvant pour leur extraction d’autant qu’il préserve la structure native des xylanes et qu’il est non polluant. Pourtant, très peu de références ont recours à l’extraction aqueuse des xylanes car bien qu’hydrosolubles, ils n’en demeurent pas moins faiblement extractibles par l’eau. 104 Souvent, l’utilisation de l’eau est couplée à une méthode physique comme les micro- ondes 105 ou les ultrasons (US) 51, 106 ou à un milieu acide. 107 CH 3
I.2.3. Les conditions d’extraction La richesse de la paroi végétale requiert la mise en œuvre de techniques d’extraction sélective des hémicelluloses qui devront être adaptées à chaque famille de substrats lignocellulosiques. Ces techniques sont thermiques ou physiques. I.2.3.a. Le chauffage classique Quel que soit le solvant, le rendement d’extraction en hémicelluloses augmente avec la température. Cependant, au-delà de 100°C dans les solvants organiques (DMSO par exemple), des dégradations, essentiellement des dépolymérisations, peuvent avoir lieu par rupture des liaisons glycosidiques. Ainsi, l’utilisation de solvants nécessite des conditions moins drastiques, à savoir des températures plus faibles et des temps de réactions plus longs. I.2.3.b. L’extraction à la vapeur L’extraction à la vapeur (steam explosion) est une méthode largement répandue pour séparer les différents constituants de la biomasse : la cellulose, les hémicelluloses et la lignine. L’action de la vapeur rompt les liaisons hydrogène et les liaisons chimiques entre la lignine et les autres constituants. Cette méthode présente l’avantage de ne pas dégrader totalement les acétyles des hémicelluloses contrairement à la méthode alcaline. Cependant, certains groupements sont hydrolysés sous l’action de la pression pour donner de l’acide acétique qui hydrolyse lui-même les hémicelluloses extraites abaissant leur degré de polymérisation et pouvant ainsi donner des oligomères. 108 Les paramètres opératoires de durée, de température et de granulométrie du matériel végétal à extraire sont importants afin de ne pas totalement dégrader les hémicelluloses en dérivés du furfural dans le cas de conditions drastiques. Des xylanes de paille de blé, 109 d’orge 110 et d’épicéa ont déjà été extraits par cette technique qui présente l’avantage d’être non polluante pour l’environnement. I.2.3.c. Les ultrasons Depuis une dizaine d’années, l’utilisation des ultrasons pour l’extraction des hémicelluloses connaît un développement important selon la littérature. L’effet ultrason trouve son origine dans la rupture de bulles de cavitation, formées par les vibrations mécaniques, à proximité de la paroi ce qui provoqueraient la lyse des cellules végétales et permettrait ainsi une bonne pénétration du solvant. 111 Les extractions basées sur la sonication sont employées pour de nombreux composés notamment issus des plantes comme les 41
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Control MGX C1 50μM MGX C1 5μM Fi
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