Etude des domaines structuraux des pectines

Première partie : Etude bibliographique
Chapitre 1 : Etude des domaines structuraux des pectines
1- Structure de pectines
1-1- Chaîne principale et substituants osidiques
1-2 – Substituants non osidiques
2- Localisation, biosynthèse et dégradation des pectines
2-1- Localisation dans la paroi végétale
2-2- Biosynthèses des pectines
2-3-Dégradation des pectines
2-3-1- Dégradation chimique
2-3-1-1-Reactions de desésterification
2-3-1-2- Réactions de dépolymérisation
2-3-2 – Dégradation enzymatique
3-Actiuvité biologique des substances pectiques
Chapitre 2 : Propriétés hydro colloïdales, chimiques et fonctionnelles des pectines
1-Questions fondamentales sur les connaissances des pectines
2-Propriétés hydrodynamiques des pectines
2-1-Poids moléculaire des pectines
2-2- Flexibilité des pectines
2-3-Viscosité des pectines
3-Propriétés chimiques des pectines
3-1- Solubilité des pectines
3-2-Stabilité des pectines
3-3-Degrés de substitution non osidiques (DM, DA, DF) et leurs impacts sur les propriétés fonctionnelles
3-3-1-Degré de méthylation
3-3-2-Degré d’acétylation (DAc)
3-3-3-Degré ferulique (DF)
4-Propriétés fonctionnelles des pectines
4-1- Propriétés gélifiantes des pectines
4-1-1-Gelification des pectines hautement méthylées (HM)
4-1-2-Gélification des pectines faiblement méthylées (LM)
4-2- Propriétés émulsifiantes
4-3–Propriétés épaississantes des pectines
4-4- Propriétés associatives des pectines
4-4-1-Interaction gélatines/pectines
4-4-2- Combinaison pectines- protéines du lait
4-4-3-Combinaison pectines -amidon
4-4-4-Combinaison pectine- agar-agar
4-4-5-Combinaison pectines –alginates
4-4-6-Combinaison pectines HM –pectine LM
4-5-Propriétés thérapeutiques des pectines
Chapitre 3 : Industrie, réglementation et qualité hygiénique des pectines
1-Production industrielle
1-1- Extraction de pectines
1-1-1-Matières premières
1-1-2-Méthodes d’extractions
1-1-2-1-Extraction chimique
1-1-2-2- Nouvelles méthodes d’extractions
1-1-2-2-1 – Extraction enzymatique
1-1-2-2-2 – Extraction physique
1-3- Standardisation
2- Réglementation et qualité hygiénique des pectines
2-1-Reglementation européenne
2-2-Reglementation aux Etats-Unis
2-3-Pectines et santé
Deuxième Partie : Etude Expérimentale
1-Extraction des pectines
1-1- Prélèvements et opérations de préparation des échantillons
1-1-1- Prélèvements des échantillons
1-1-2- Opérations des préparations
1-1-2-1-Blanchiment
1-1-2-2-Lavage
1-1-2-3-Séchage
1-2- Extraction des pectines
1-2-1-Solubilisation
1-2-2- Filtration
1-2-3- Purification de l’extrait
1-2-4- Précipitation
1-2-4-1- Précipitation par le sulfate d’aluminium
1-2-4-2- Précipitation par le chlorure d’aluminium
1-2-5- Purification des pectines
1-2-6- Séchage des pectines
2 -Analyse des pectines extraites
2-1 –Rendements
2-2 – Caractéristiques chimiques
2-2-1- Teneur en humidité (H %)
2-2-2- Détermination des cendres
2-3- Dosage des composés protéiques
2-2-4 – Caractérisation des oses
2-2-4-1- Dosage des sucres totaux (méthode de Dubois et al., 1956)
2-2-4-2- Dosage des acides uroniques (méthode de Bumenkrantz et al., 1970)
2-2-4-3-Composition osidiques des polymères pectiques par chromatographie phase gaz (CPG)
2-2-5- Dosage du méthanol par la méthode colorimétrique de Klavons et Bennets (1955)
2-2-6 -Détermination du degré d’estérification
2-3-Détermination de quelques propriétés fonctionnelles des pectines
2-3-1-Détermination du pouvoir gélifiant
2-3-2 –Etude de l’activité émulsifiante des pectines extraites
Troisième partie : Résultats et Discussion
Chapitre 1 : Rendements et structures des pectines extraites
1- Rendements en pectines
2- Caractéristiques structurales des pectines obtenues
2-1-Teneur en humidité (H %)
2-2-Teneur en protéines
2-3-Teneur en cendres
2-4-Teneur en acide galacturonique anhydre (AGA) et oses neutres (ON)
2-4-1- Teneur en acide galacturonique anhydre (AGA)
2-4-2- Teneur en oses neutres (ON)
2-5-Teneur en méthanol et degré d’estérification
Chapitre 2 : Etudes de quelques propriétés fonctionnelles des pectines extraites
1-Pouvoir gélifiant des pectines extraites
2- Activité émulsifiante et stabilité d’émulsions des pectines extraites
2-1- Activité émulsifiante
2-2-Stabilité d’émulsions étudiées
Conclusion
Références bibliographiques
Annexes

Précipitation par le chlorure d’aluminium

Les conditions de précipitation des pectines par le chlorure d’aluminium sont données par Dennapa et al., (2006). À 1 litre de jus pectique, on ajoute 60 ml de chlorure d’aluminium (le volume peut aller de 0.4 à 1.2 %). Les pectines sont précipitées après l’ajustement du pH dans un interval de 3.5 à 4 par l’addition d’ammoniac sous agitation continu. Le trouble est laissé se stabiliser pendant 30mn au réfrigérateur, puis le gel pectinehydroxyde d’aluminium est récupéré par filtration. La solution de chlorure d’aluminium est obtenue en dissolvant l’équivalent d’une mole Al+++, d’Al Cl, soit une masse de 333,48 grammes par litre d’eau distillée.

Purification des pectines

Les gels pectine-hydroxyde d’aluminium obtenus à partir de différentes MP (origines végétales) subissent plusieurs lavages ayant pour but d’éliminer les impuretés précipitées avec les pectines et l’excès d’aluminium.

Selon Kratchanova al. (2004) par exemple, les pectines subissent les lavages suivants :
§ Le premier lavage à l’éthanol 96 %
§ Le deuxième lavage à l’alcool acidulé (éthanol 70 % à 0.5 % Hcl)
§ Le troisième lavage à l’alcool 70 % au pH neutre
§ Le quatrième lavage à l’acétone, permet d’éliminer les traces d’acide (Hcl) et d’alcool absorbées par les pectines et d’émietter celles-ci et de faciliter leur séchage (McCready, 1970; Constenla et Lazano, 2003). C’est cette succession de lavage que nous avons appliqué à nos pectines.

Dosage des composés protéiques

La détermination de la teneur en protéines des pectines se fait selon la méthode de Kdjeldhal (AOAC, 1984). La matière pectique à analyser est désagrégée par de l’acide sulfurique (0,05 N), et un catalyseur (K2SO4 et CuSo4). L’ammoniac formé est libéré au moyen d’une solution d’hydroxyde de Na distillée par un traitement à la vapeur d’eau et recueilli dans un récepteur contenant de l’acide borique puis titré (méthode en annexe).

La teneur en azote des protéines est comprise dans une plage allant de 15 à 18 % d’azote, c’est pour cette raison que la détermination de la teneur en protéines est multipliée par des coefficients viennent la différence de composition en acides aminés animales et végétales. Dans le cas des pectines ce facteur est égal à 6.25 (Thomas et Thibault, 2002; Schieber et al., 2003; Macon et al., 2005; Yapo et al., 2006).

Etude de l’activité émulsifiante des pectines extraites

-Principe :
L’activité émulsifiante et la stabilité de l’émulsion obtenues ont été évaluées selon le procédé de Dalev et Simeonova (1995), cités par Yapo et al. (2006):

Les pectines à la concentration de 0,05 %, ont la capacité d’émulsifier et de stabiliser des systèmes : huile- eau, contenant 43 % d’huile en présence d’un bactéricide (azide de sodium à 0,02 %).

La détermination de l’activité émulsifiante est basée sur la détermination du volume de couche d’émulsion formée par rapport au volume total de la solution préparée.

Rendement en pectine

La particularité de notre étude est d’avoir choisi de travailler sur l’extraction des pectines à partir d’orange et d’abricots au sujets desquels peu de recherches ont été effectuées, alors que beaucoup de travaux ont étudié l’extraction des pectines de différentes sources végétales, en particulier de pomme, de citron et de betterave (Centeri et al., 2005; Kalapathy et Practon, 2001 cités par Faravash et Ashtiani, 2008 ; Levigne et al.,2002; Singthong al., 2005 cités Faravash et Ashtiani, 2008).

Nos rendements en pectines (exprimés en % de matière sèche), obtenus des trois différents types des fruits pommes, abricots et oranges dans les conditions précisées en mode opératoire, sont illustrés dans le tableau 12 ci-dessous et figurés sur les figures 18 et 19 et représentées par les photos 5, 6, 7, 8,9 et 10.

Plusieurs études ont prouvé que les polysaccharides pariétaux, en particulier les pectines sont sujettes à des variations qualitatives et quantitatives en fonction des : variétés mises en jeu, de l’étape ou stade de maturité, de l’origine géographique et du stockage (Liekagan et al.1990 ; Lie et al.2001; Senteret et al.1989 ; Verberic et Stampar, 2001 cités par Kurz et al., 2008).

Kabbert et Gloyna (1999) cités par Kurz et al.(2008), rapportent que les pectines sont plus affectées par le degré de maturation que d’autres polysaccharides comme la cellulose et l’hémicellulose qui demeurent stables.

Selon Rous et Crandallp (1978), les pectines les plus pures ont une teneur en AGA élevée et une teneur faible en cendres. Selon Constela et al. (2002), la teneur en AGA et le degré de méthylation (DM) des pectines sont très influencés par le processus d’extraction, spécialement le séchage de la matière première. En effet, le séchage de pectines à 55° C, après précipitation et purification provoque des pertes par hydrolyse et lixiviation, d’où activation des enzymes endogènes de dégradation, notamment le PMP et le PAG.

Les PMP provoquent des réactions de démethylation et rendent les pectines prêtes à la dépolymérisation sous l’action des PAG, ces enzymes sont activées à des températures de 50 à 80 ° C. Massiot et Renard (1997), ont également observé que le chauffage prolongé à une température de 60 ° C pendent deux heures diminue la quantité des AGA.

De même, le blanchiment exerce, un effet significatif sur la teneur en AGA; En effet selon Mc feetus (1985) ; Archer (1973) ; Harris et Bennis (1982) cités par Lo et al. (2001) les polygalacturonases sont déstabilisées à une température qui varie de 50 à 70° C, mais sont réactivées très fortement à des températures entre 75 et 100° C.

Dans notre cas, on a pratiqué un blanchiment de la matière première à une température de 90° C pendent 15mn, celles-ci est séchée par la suite à 55° C, à cela s’ajoute le séchage à 55° C des pectines obtenues, ces opérations expliquent en partie les teneurs en AGA de nos pectines faibles par rapport à celle fixée par la législation (>65 %). Cela est dû aussi aux pertes par solubilisation et lixiviation sous l’action des polygalacturonases au cours du séchage de la matière première et par solubilisation de la protopectine.

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