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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Biopolymères Interactions Assemblages

La biomasse : un réservoir de molécules d’intérêt pour la bioraffinerie.

Le rôle de la paroi est prépondérant dans la valorisation de la biomasse lignocellulosique. C'est un réservoir majeur de matières premières pour la production de matériaux biosourcés et de molécules d’intérêt (molécules à activité biologique, molécules plateformes, synthons etc). Nous travaillons à la fois sur des cultures dédiées et sur des co-produits végétaux.

L’exploitation de la biomasse lignocellulosique dans des conditions éco-responsables implique de favoriser les traitements enzymatiques et de travailler à forte teneur en solide afin de minimiser les consommations d’eau.

Pour cette raison, nous nous intéressons au comportement des enzymes en milieu peu hydraté et très organisé. Dans nos travaux récents, nous avons étudié l’impact de ces conditions sur les enzymes de dégradation des pectines. En effet, les pectines affectent l’accessibilité des autres composants de la paroi à la dégradation enzymatique et participent ainsi à la récalcitrance de la biomasse végétale. Leur élimination favorise donc la déconstruction des biomasses riches en pectines. Nous avons donc comparé l’action de différentes enzymes sur des écorces d’agrumes en faisant varier la quantité d’eau de 95% à 65%. Nous avons montré que la réduction de la teneur en eau diminue l'efficacité des enzymes de dégradation des pectines, de manière plus significative pour les hydrolases que pour les lyases. En parallèle, des expériences de RMN bas champs ont mis en évidence que la charge en solide affecte clairement la mobilité de l’eau, et que ces changements de mobilité varient selon l'enzyme utilisée.

Ces nouvelles informations sont utiles pour la bioraffinerie des matières végétales riches en pectines lorsque des enzymes sont utilisées.

Biomasse noix et citrons
©L. Foucat, E. Bonnin, INRAE

Li F., et al. 2021. Effect of solid loading on the behaviour of pectin-degrading enzymes. Biotechnology for Biofuels, 14, 107. https://doi.org/10.1186/s13068-021-01957-3

Dans le cadre de l’intérêt porté à la réutilisation des déchets agro-industriels sous-exploités, les biomasses lignocellulosiques telles que la coque de noix et la gousse de pois sont intéressantes. En effet, elles représentent respectivement 50% et de 30 à 65% du produit récolté. Nous les avons donc évaluées comme sources de molécules d’intérêt, en particulier pour la production de xylooligosaccharides, dont l’activité prébiotique est reconnue. Les hémicelluloses de coques de noix et de gousses de pois consistent essentiellement en un glucuronoxylane portant quelques ramifications arabinose. Ces hémicelluloses ont été hydrolysées en xylooligosaccharides à l'aide d'une endo-xylanase. Des taux de conversion maximum du xylane de 70% sur les coques de noix et 90% sur les gousses de pois ont été atteints, montrant ainsi l’intérêt de ces deux biomasses comme sources d’oligosaccharides à activité prébiotique.

https://www.inrae.fr/actualites/co-produits-agricoles-sources-molecules-dinteret

 jean Weber
©J. Weber, INRAE

Vojvodić Cebin A. et al., 2021. Valorisation of walnut shell and pea pods as novel sources for the production of xylooligosaccharides. Carbohydrate Polymers, 263, 117932. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2021.117932