Plus connues pour leurs nuisances que pour leurs bienfaits, les Ulves (Ulva rotundata et Ulva armoricana) produisent une quantité importante de biomasse en un temps record lorsque les conditions s’y prêtent (eaux riches en nutriments). Ces algues vertes renferment dans leur paroi des polysaccharides solubles, les ulvanes, qui représentent de 8% à 29% de la matière sèche totale. Par leurs propriétés texturantes (gélifiant et épaississant) et leurs particularités chimiques (présence de groupements sulfates et de sucres rares), les ulvanes offrent des perspectives d’applications dans de nombreux secteurs industriels : agroalimentaire, cosmétique, pharmacie, agriculture, industrie chimique...
Le travail entrepris par l’Inra de Nantes en partenariat avec le CEVA, avait pour objectif de lever les principaux verrous à une industrialisation de la production d’ulvanes à partir des biomasses d’Ulves disponibles sur les côtes bretonnes et partout dans le monde. Les scientifiques ont donc étudié sur une année, l’influence de la période de récolte ainsi que l’incidence du procédé de conservation (congélation, séchage, salage, saumurage) sur les propriétés des ulvanes. La période d’une année a permis de prendre en considération différents stades de croissance de l’algue et d’en déduire le moment le plus propice pour la récolte.
Les résultats indiquent que le mode de stabilisation des Ulves offre la possibilité de moduler les rendements d’extraction et les caractéristiques des ulvanes selon les applications envisagées et le coût de traitement acceptable. Ainsi, pour une utilisation en agroalimentaire, ce sont les ulvanes fortement gélifiants, de haute masse moléculaire, qui seront privilégiés. Les Ulves seront alors collectées de préférence pendant leur phase de croissance active. Elles pourront être conservées par différents traitements à froids tels que la congélation et la lyophilisation ou encore par le séchage à 70°C et l’extraction des ulvanes sera réalisée à l’aide d’agents chélatants. Dans le cas de la production de monomères ou d’oligomères comme sources d’actifs ou de synthons pour la chimie verte, les algues pourront être collectées régulièrement au cours de la période de prolifération des algues vertes. Elles seront traitées fraîches ou stabilisées par des traitements peu onéreux tels que le saumurage ou un séchage doux. Enfin des conditions acides permettant d’obtenir des bons rendements d’extraction pourront être utilisées.
Des travaux sur les interactions des ulvanes dans l’algue et sur leur comportement en solutions salines à différents pH ont permis d’avancer de nouvelles hypothèses sur l’origine de la variabilité des rendements d’extraction et des propriétés texturantes. Les ulvanes présentent une faible expansion en solution aqueuse et une forte capacité à s’auto-agréger en conditions faiblement ioniques. La gélification des ulvanes ferait donc intervenir l’agrégation d’amas de billes d’ulvanes de 10-20 nm de diamètre reliés les uns aux autres par des polymères co-extraits de configuration étendue et de nature non clairement définie.
Ce travail de thèse permet d’envisager de nouvelles pistes pour l’extraction et l’exploitation industrielle des propriétés fonctionnelles des ulvanes, même si certains points de blocage techniques persistent, comme par exemple disposer d’un moyen de caractérisation précis, rapide et simple de la composition des ulvanes pour assurer un suivi qualité dans l’industrie.
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Ce travail a fait l’objet d’une thèse intitulée « Etude de la variabilité chimique, physico-chimique et rhéologique des ulvanes, polysaccharides des parois cellulaires d’algues marines vertes de la famille des Ulves (Ulvales, Chlorophyta), soutenue par Audrey Robic le 20 novembre 2008. Document disponible sur demande auprès d’Audrey Robic.
Ce travail a fait l’objet de 6 publications :
- Lahaye, M.; Robic, A., Structure and functional properties of ulvan, a polysaccharide from green seaweeds. Biomacromolecules 2007, 8, 1765-1774.
- Robic, A.; Sassi, J. F.; Lahaye, M., Impact of stabilization treatments of the green seaweed Ulva rotundata (Chlorophyta) on the extraction yield, the physico-chemical and rheological properties of ulvan. Carbohydrate Polymers 2008, 74, 344-352.
- Robic, A.; Bertrand, D.; Sassi, J. F.; Lerat, Y.; Lahaye, M., Determination of the chemical composition of ulvan, a cell wall polysaccharide from Ulva spp. (Ulvales, Chlorophyta) by FT-IR and chemometrics. Journal of Applied Phycology 2009, in press.
- Robic, A.; Gaillard, C.; Sassi, J. F.; Lerat, Y.; Lahaye, M., Ultrastructure of ulvan, a polysaccharide from green seaweeds. Biopolymers 2009, in press.
- Robic, A.; Rondeau-Mouro, C.; Sassi, J. F.; Lerat, Y.; Lahaye, M., Structure and interactions of ulvan in the cell wall of the marine green algae Ulva rotundata (Ulvales, Chlorophyta). Carbohydrate Polymers 2009, in press.
- Robic, A.; Sassi, J. F.; Dion, P.; Lerat, Y.; Lahaye, M., Seasonal variability of physico-chemical and rheological properties of ulvan from two Ulva species (Chlorophyta) of Brittany coast. Journal of Phycology 2009, in press.
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