Profil de la solubilité en fonction de la force ionique

Caractéristiques biochimiques de la datte: « Mech-degla »

Conditions de solubilité des protéines de la biomasse fraîche

Profil de la solubilité en fonction de pH

La figure 18 et le tableau 20 illustrent la variation de la solubilité des protéines totales de biomasse fraiche(avant séchage)pour différents niveaux de pH 1 à12.le minimum de protéine soluble est observé à pH 4 et pH 3 avec des valeurs respectivement égales à 13,250,05 % et 13,460,17% (de protéines totales).En s’éloignant de la zone minimale, on observe un accroissement progressif de la solubilité de protéines. Cependant la meilleure progression est observée en milieu basique où apparait un pourcentage de 80,110,29% à pH 12 représentant la solubilité maximale. De ce fait, le point isoélectrique des protéines de la levure S. cerevisiae est évalué autour de pH 4. En ce point, les interactions électrostatiques entre les protéines sont maximales et par conséquent on obtient un minimum de solubilité. Par contre, au pH 12, les interactions électrostatiques sont minimales, ce qui induit une solubilité maximale des protéines.

Les protéines étudiées de la crème de levure présentent une bonne solubilité dans les deux milieux basique et acide. Ceci constitue une caractéristique importante pour les formulations alimentaires (Idouraine et al., 1991; cité par Khalid et al., 2003). Ces résultats sont similaires à ceux trouvés par Yu et al. (2007), qui rapportent un minimum de solubilité à pH 3,5 – 4,5 et un maximum de solubilité à pH 10 et plus, pour une étude faite sur un concentré protéique d’arachides.

Profil de la solubilité en fonction de la force ionique

subdivisée en deux phases:
 Phase d’accroissement progressif latent de la solubilité des protéines: À faible force ionique la solubilité augmente avec la concentration en sel de 0 à 1 M, qui correspond successivement à 35,000,70 et 64,770,57 % (de protéines totale). Cette dernière définit la solubilité maximale. Ceci est expliqué par Scopes (1994) et Rossenow et al. (2002) par le phénomène salting-in (mise en solution): les interactions électrostatiques entre protéines et NaCl empêchent la cohésion des protéines entre elles (les ions de NaCl entourent les divers charges ioniques de la protéine) et favorisent leur solubilité.
 Phase de décroissement rapide de la solubilité des protéines, au delà de la concentration 1M jusqu’à 3M, où apparait la solubilité minimale avec un pourcentage de 11,310,005 %. Scopes (1994) explique cela par le phénomène salting-out (mise hors solution, dessalage).

Il est attribué à la compétition entre les ions de NaCl ajoutés et les protéines pour la solvatation des molécules. Il y’a tellement des ions de NaCl qu’il n’y a pas assez de solvant pour solubiliser les protéines (Linden et Lorient, 1994). Ainsi les réactions soluté–soluté sont plus fortes que les interactions soluté-solvant (protéines-ions). Tout cela entraine une précipitation des protéines et par conséquent un abaissement de solubilité.

Profil de la solubilité en fonction de la force ionique à pH 12

L’association des deux conditions (force ionique et pH) a permet d’optimiser la solubilité des protéines de S. cerevisiae avec un pourcentage de 91,630,13 % trouvé pour une force ionique 1 à pH 12. Alias et Linden (1994) reportent des observations similaires pour des études faites sur la solubilité de concentré protéique de lactosérum et de l’isolat protéique de soja.

Profil de la solubilité dans l’éthanol

Selon Cheftel et al. (1985), l’utilisation d’une concentration élevée d’éthanol (60 – 80%) à basse température favorise la solubilité des protéines, ce qui explique l’utilisation de l’éthanol à 70% à baisse température. La solubilité des protéines de la biomasse fraîche de S. cerevisiae dans l’éthanol à 70% est égale à 0,210,08 % (une valeur qui tend vers 0). Elle est négligeable par rapport aux autres valeurs sous les conditions présentées ci-dessus. Dans ce cas, l’éthanol est considéré comme un agent précipitant plus que solubilisant. Ce qui est confirmé par Scopes (1994), en montrant que la solubilité des protéines dans l’éthanol a une variété d’effet qui se résume par une agrégation des protéines. D’autre part, l’évidence indique que certaines fractions de protéines (prolamine végétale) sont presque exclusivement solubles dans l’alcool à 70% (Adrian et al., 1981; Florkin, 1959). Ce qui n’est pas le cas dans cette étude (protéines microbiennes).

Les résultats trouvés sont similaires à ceux rapportés par Chin et al. (1994), où la solubilité de lysozyme de blanc d’œuf recouvre un intervalle de 0 à 0,3 % sous l’application d’une variété de solvants organiques (octanol, tert-amyl alcohol,. tert-butanol, hexanol, acetonitrile, nitrobenzene, methylene chloride, NJ-dimethylformamide, dimethyl sulfoxide(DMSO), ethylene glycol,éthanol).

Table des matières

Index des tableaux
Index des figures
Index du schéma
Introduction
Première partie : Etude bibliographique
Chapitre 1 : Notions sur la datte, levure et fermentation
Chapitre 2 : Notions sur les protéines
1.1Notions sur les dattes
1.1.1. Description du fruit
1.1.2. Aspect économique
1.1.3. Composition biochimique du fruit
1.1.2. Caractéristiques de la variété sèche « Mech-degla »
1.1.3. Caractéristiques du fruit
1.1.4. Caractéristiques de cultivar
1.1.5. Caractéristiques biochimiques de la datte: « Mech-degla »
1.1.6. Valorisation industrielle des dattes
1.1.7. Situation de l’Algérie
1.2. Notions sur la levure
1.2.1. Classification
1.2.2. Reproduction
1.2.3. Morphologie
1.2.4. Condition de culture de S. cerevisiae
1.2.4.1. Besoins nutritionnels
1.2.4.2. Besoins physico-chimiques
1.2.5. Composition biochimique de S. cerevisiae
1.2.6. Applications industrielles de la levure S. cerevisiae
1.2.7. Intérêt nutritionnel des levures
13 1.3. Notions sur la fermentation
3.1. Définition de la fermentation
3.2. Mode de conduite de fermentation
3.2.1. Installation de fermentation
3.2.2. Procédés de fermentation
3.3. Principales applications industrielles de la fermentation
3.3.1. Production de biomasse
3.3.1.1. Définition
3.3.1.2. Mécanisme
3.3.1.3. Applications
2.1. Définition des protéines
2.2. La structure des protéines
2.3. Classification des protéines
2.4. Propriétés des protéines
2.4.1. Définition de la fonctionnalité des protéines alimentaires
2.4.1.1. Solubilité
2.4.1.1.1. Influence du pH
2.4.1.1.2. Influence de la force ionique (µ)
2.4.1.1.3. Influence des solvants organiques
2.4.1.1.4. Influence de la température (à pH et force ionique constants)
2.5. Aspect nutritionnel des protéines
2.5.1. Sources des protéines alimentaires
2.5.2. Microorganismes producteurs
2.5.3. Valeur nutritionnelle des protéines
Chapitre 3 : Notions sur le séchage
Deuxième partie : Etude expérimentale
Chapitre 4 : Matériels et méthodes
3.1. Définition
3.2. Objectifs
3.3. Problèmes techniques liées au séchage
3.4. Les produits séchés
3.5. Théorie de séchage
3.6. Principe physique de séchage
3.6.1. Séchage par entraînement
3.6.2. Séchage par ébullition
3.7. Principes physiques des cinétiques de séchage
3.7.1. Transfert de matière et de chaleur
3.7.2. Etablissement des courbes de séchage (cinétique de séchage)
3.7.3. Détermination de la teneur en eau critique
3.8. Les facteurs qui augmentent la cinétique
3.9. Lyophilisation
3.10. Avantages et inconvénients de la lyophilisation
3.11. Lyophilisateur
3.12. Produits lyophilisés
3.13. Cinétique de la déshydratation par le procédé de lyophilisation
3.13.1. Principe physique
3.13.2. Cycle de la lyophilisation
3.14. Méthode de suivie de la lyophilisation
3.14.1. Appareillage et différents modèles de séchoirs utilisés
3.14.2. Classification
3.14.3. Choix du séchoir
4.1. Matériel
4.1.1. Matériel végétal
4.1.2. Matériel biologique
4.1.3. Principaux appareils utilisés
4.2. Méthodes
4.2.1. Production de la biomasse (crème de levure)
4.2.1.1. Préparation de l’extrait de la datte « Mech-degla »
4.2.1.2. Analyses biochimiques de l’extrait de la datte « Mech-degla »
4.2.1.2.1. Teneur en eau / matière sèche
4.2.1.2.2. La teneur en sucres totaux
4.2.1.2.3. La teneur en sucres réducteurs
4.2.1.2.4. La teneur en saccharose
4.2.1.2.5. La teneur en protéines totales
4.2.1.2.6. Dosage des cendres
4.2. 2. Préparation de la souche S. cerevisiae
4.2.2.1. Réactivation de la souche
4.2.2.2.Préparation de l’inoculum ( préfermentation)
4.2.2.3.Fermentation proprement dite
4.2.2.4. Evaluation de la croissance de la biomasse pendant la culture
4.2.2.4.1.Détermination du taux de croissance
4.2.2.5. Séparation (récolte) de la biomasse totale
4.2.2.6. Détermination de la quantité de sucre consommé
4.2.2.7. Calcul de la biomasse produite
4.2.2.8. Calcul du rendement pondéral
4.2.2.9. Analyses physico-chimiques de la biomasse
4.2.2.9.1. La teneur en eau
Chapitre 5 : Résultats et discussion
Conclusion 93 Références bibliographiques 95 Annexes 107
4.2.2.9.2. La teneur en protéine
4.2.2.9.3.La teneur en cendre
4.2.3. Détermination des conditions de solubilité des protéines de la biomasse avant le séchage
4.2.3.1. Profil de la solubilité en fonction du pH
4.2.3.2. Profil de la solubilité en fonction de la force ionique
4.2.3.3. Profil de la solubilité en fonction de la force ionique à pH calculé
4.2.3.4. Profil de la solubilité dans le solvant organique (Ethanol à 70%)
4.2.4. Séchage de la biomasse récoltée
4.2.4.1. Mode opératoire
4.2.4.2. Appareillage
4 4.2.4.2.1. Etuve ventilé
4.2.4.2.2. Etuve sous vide
4.2.4.2.3. Lyophilisateur
4.2.4.3. Cinétique de séchage.
4.2.4.4. Broyage des biomasses séchées
4.2.4.5. Stockage des biomasses séchées
4.2.5. Dosage des protéines solubles après séchage.
4.2.6. Analyses statistiques
5.1. Composition biochimique da la pulpe de la datte sèche « Mech-degla »
5.2. Evaluation de la croissance de la biomasse pendant la culture
5.3. Conditions de solubilité des protéines de la biomasse fraiche récoltée
5.3.1. Profil de la solubilité en fonction du pH.
5.3.2. Profil de la solubilité en fonction de la force ionique
5.3.3. Profil de la solubilité en fonction de la force ionique à pH 12
5.3.4. Profil de la solubilité dans l’éthanol
5.4. Séchage
5.5. Cinétique de séchage
5.5.1. Cinétique de séchage ventilé
5.5.2. Cinétique de séchage sous vide
5.6. Broyage
84 5.7. Solubilité des protéines de la biomasse après séchage
5.7.1. Effet du séchage ventilé sur la solubilité
5.7.2. Effet du séchage sous vide sur la solubilité
5.7.3. Effet de la lyophilisation sur la solubilité
5.7.4. Comparaison entre les trois procédés de séchage

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