CHITINE ET PROCÉDÉ D’OBTENTION DE CHITINE ET/OU CHITOSAN PAR VOIE CHITINE AND PROCESS FOR OBTAINING CHITIN AND / OR CHITOSAN BY WAY
ENZYMO-CHIMIQUE Enzyme-CHEMICAL
La présente invention concerne une chitine, un chitosan ainsi qu’un procédé de préparation de chitine et/ou chitosan à partir d’insectes. The present invention relates to a chitin, a chitosan and a process for preparing chitin and / or chitosan from insects.
Selon l’invention, par « chitine », on entend un polymère composé majoritairement d’unités glucosamine et N-acétyl-glucosamine, lesdites unités pouvant être optionnellement substituées par des acides aminés et/ou des peptides. According to the invention, "chitin" means a polymer composed mainly of glucosamine and N-acetyl-glucosamine units, said units possibly being optionally substituted with amino acids and / or peptides.
Par « composé majoritairement », on entend que ledit polymère comporte entre 55% et 98% en poids, de préférence entre 75 et 90% en poids d’unités glucosamine et N-acétyl-glucosamine. By "predominantly compound" is meant that said polymer comprises between 55% and 98% by weight, preferably between 75 and 90% by weight of glucosamine and N-acetyl-glucosamine units.
La chitine serait le deuxième polymère le plus synthétisé dans le monde vivant après la cellulose. En effet, la chitine est synthétisée par de nombreuses espèces du monde vivant : elle constitue en partie l'exosquelette des crustacés et des insectes et la paroi latérale qui entoure et protège les champignons. Plus particulièrement, chez les insectes, la chitine constitue ainsi 3 à 60% de leur exosquelette. Chitin is the second most synthesized polymer in the world after cellulose. Indeed, chitin is synthesized by many species of the living world: it is partly the exoskeleton of crustaceans and insects and the side wall that surrounds and protects mushrooms. More particularly, in insects, chitin thus constitutes 3 to 60% of their exoskeleton.
Par « chitosan », on entend selon la présente invention les produits de désacétylation de la chitine. La limite usuelle entre le chitosan et la chitine est déterminée par le degré d'acétylation : un composé ayant un degré d’acétylation inférieur à 50% est nommé chitosan, au-delà, un composé ayant un degré d’acétylation supérieur à 50% est nommé chitine. By "chitosan" is meant according to the present invention the deacetylation products of chitin. The usual limit between chitosan and chitin is determined by the degree of acetylation: a compound with a degree of acetylation of less than 50% is called chitosan, beyond that, a compound with a degree of acetylation greater than 50% is named chitin.
Les applications de la chitine et/ou du chitosan sont nombreuses: cosmétique (composition cosmétique), médicale et pharmaceutique (composition pharmaceutique, traitement des brûlures, biomatériaux, pansements cornéens, fils chirurgicaux), diététique et alimentaire (alimentation humaine notamment en oenologie et alimentation animale, plus spécifiquement en aquaculture et aviculture), technique (agent filtrant, texturant, floculant ou adsorbant notamment pour la filtration et dépollution de l'eau), etc. En effet, la chitine et/ou le chitosan sont des matériaux biocompatibles, biodégradables et non toxiques. The applications of chitin and / or chitosan are numerous: cosmetic (cosmetic composition), medical and pharmaceutical (pharmaceutical composition, treatment of burns, biomaterials, corneal dressings, surgical threads), dietary and food (human food including oenology and food animal, more specifically in aquaculture and poultry farming), technique (filtering agent, texturizer, flocculant or adsorbent especially for the filtration and depollution of water), etc. Indeed, chitin and / or chitosan are biocompatible, biodegradable and non-toxic materials.
Usuellement, la chitine et le chitosan sont obtenus à partir des différentes espèces synthétisant la chitine, telles que celles citées ci-avant, et notamment à partir de crustacés ou d’insectes. Usually, chitin and chitosan are obtained from the different species synthesizing chitin, such as those mentioned above, and especially from crustaceans or insects.
Il est particulièrement avantageux d’obtenir de la chitine et du chitosan à partir d’insectes, ces derniers représentant une matière première abondante et renouvelable.
L’obtention d’une chitine et/ou d’un chitosan de pureté élevée est recherchée dans de nombreuses applications, telles que par exemple en cosmétique et en pharmacie. Une pureté élevée limite notamment les risques d’allergie, de fièvre locale ou généralisée, relatifs à l’application de produits cosmétiques ou pharmaceutiques comportant de la chitine et/ou du chitosan. De telles réactions peuvent en effet être provoquées par les impuretés telles que les acides aminés résiduels, les cendres ou encore des lipides. It is particularly advantageous to obtain chitin and chitosan from insects, the latter being an abundant and renewable raw material. Obtaining high purity chitin and / or chitosan is sought in many applications, such as, for example, in cosmetics and pharmaceuticals. High purity limits especially the risk of allergy, local or generalized fever, relating to the application of cosmetic or pharmaceutical products containing chitin and / or chitosan. Such reactions may indeed be caused by impurities such as residual amino acids, ashes or lipids.
L’invention concerne donc une chitine dont la pureté par différence est supérieure à 97,75%. The invention therefore relates to a chitin whose purity by difference is greater than 97.75%.
Dans le cadre de la présente demande, pour mesurer la pureté, les teneurs en impuretés connues, à savoir en acides aminés, lipides et cendres, sont soustraites à la valeur de pureté absolue (100%) pour obtenir la valeur de la pureté estimée par différence. Ainsi, par exemple, un échantillon qui contient 30% d’acides aminés, 10% de lipides et 1 % de cendres, se voit dès lors attribuer une pureté par différence de 100-30- 10-1 =59%. In the context of the present application, for measuring purity, the known impurity contents, namely amino acids, lipids and ashes, are subtracted from the value of absolute purity (100%) in order to obtain the value of the purity estimated by difference. Thus, for example, a sample which contains 30% of amino acids, 10% of lipids and 1% of ash, is then assigned a purity by difference of 100-30-1-1 = 59%.
La chitine selon l’invention, qui présente une pureté par différence élevée, possède ainsi des teneurs faibles en acides aminés, lipides et cendres. The chitin according to the invention, which has a high difference purity, thus has low levels of amino acids, lipids and ashes.
La chitine selon l’invention présente avantageusement une pureté par différence supérieure ou égale à 98%, de préférence supérieure ou égale à 98,1 %. The chitin according to the invention advantageously has a purity with a difference greater than or equal to 98%, preferably greater than or equal to 98.1%.
La teneur en acides aminés de la chitine selon l’invention est de préférence déterminée selon la méthode NF EN ISO 13904 pour le tryptophane et NF EN ISO 13903 pour les autres acides aminés. The amino acid content of the chitin according to the invention is preferably determined according to the method NF EN ISO 13904 for tryptophan and NF EN ISO 13903 for the other amino acids.
L’abondance relative, exprimée en pourcentage, peut être calculée en rapportant la teneur de chaque acide aminé à la teneur totale en acides aminés. The relative abundance, expressed as a percentage, can be calculated by relating the content of each amino acid to the total amino acid content.
Dans toute la demande, lorsqu’aucune date n’est précisée pour un règlement, une norme ou une directive, il s’agit du règlement, de la norme ou de la directive en vigueur à la date de dépôt. Throughout the application, where no date is specified for a regulation, standard or directive, it is the regulation, standard or directive in effect on the filing date.
Les méthodes de détermination de la teneur en matière grasse (lipides) sont bien connues de l’homme du métier. A titre d’exemple et de manière préférée, la détermination de cette teneur sera effectuée en adaptant la méthode du règlement CE 152/2009. Methods for determining the fat content (lipids) are well known to those skilled in the art. By way of example and preferably, the determination of this content will be carried out by adapting the method of the EC regulation 152/2009.
La méthode de détermination de la teneur en cendres est bien connue de l’homme du métier. De préférence, cette teneur est déterminée selon la norme NF V18- 101 . The method of determining the ash content is well known to those skilled in the art. Preferably, this content is determined according to the NF V18-101 standard.
Avantageusement, la chitine selon l’invention comporte moins de 1 ,2% en poids
d’acides aminés sur le poids sec total de chitine. Advantageously, the chitin according to the invention comprises less than 1, 2% by weight of amino acids on the total dry weight of chitin.
De préférence, la chitine selon l’invention comporte moins de 1 % en poids, plus préférentiellement moins de 0,9% en poids, encore plus préférentiellement moins de 0,8% en poids, et encore plus préférentiellement moins de 0,75% en poids d’acides aminés sur le poids sec total de chitine. Preferably, the chitin according to the invention comprises less than 1% by weight, more preferably less than 0.9% by weight, even more preferably less than 0.8% by weight, and even more preferably less than 0.75% by weight. by weight of amino acids on the total dry weight of chitin.
Avantageusement, les acides aminés résiduels présents dans la chitine selon l’invention sont : Thréonine, Sérine, Glycine, Acide glutamique, Alanine, Cystéine, Valine, Isoleucine, Acide aspartique, Leucine, Tyrosine, Phénylalanine, Histidine, Lysine, Tryptophane ou une combinaison de deux ou plus de ceux-ci. De préférence les acides aminés résiduels présents dans la chitine selon l’invention consistent en : Cystéine, Valine, Histidine, Lysine, Tryptophane ou une combinaison de deux ou plus de ceux-ci, préférentiellement en une combinaison de tous ces acides aminés. Advantageously, the residual amino acids present in the chitin according to the invention are: Threonine, Serine, Glycine, Glutamic acid, Alanine, Cysteine, Valine, Isoleucine, Aspartic acid, Leucine, Tyrosine, Phenylalanine, Histidine, Lysine, Tryptophan or a combination two or more of these. Preferably the residual amino acids present in the chitin according to the invention consist of: Cysteine, Valine, Histidine, Lysine, Tryptophan or a combination of two or more thereof, preferably in a combination of all these amino acids.
Avantageusement, la chitine selon l’invention comporte moins de 2% en poids de cendres sur le poids sec total de chitine. Advantageously, the chitin according to the invention comprises less than 2% by weight of ash on the total dry weight of chitin.
La chitine selon l’invention comporte de préférence moins de 1 ,6% en poids, plus préférentiellement moins de 1 ,4% en poids, encore plus préférentiellement moins de 1 ,2% en poids de cendres sur le poids sec total de chitine. The chitin according to the invention preferably comprises less than 1, 6% by weight, more preferably less than 1, 4% by weight, still more preferably less than 1, 2% by weight of ash on the total dry weight of chitin.
Avantageusement, la chitine selon l’invention comporte moins de 1 % en poids, de préférence moins de 0,5% en poids, plus préférentiellement moins de 0,2% en poids de lipides sur le poids sec total de chitine. Advantageously, the chitin according to the invention comprises less than 1% by weight, preferably less than 0.5% by weight, more preferably less than 0.2% by weight of lipids on the total dry weight of chitin.
Encore plus préférentiellement, la chitine selon l’invention ne comporte pas de lipides. Even more preferentially, the chitin according to the invention does not comprise lipids.
Avantageusement, la chitine selon l’invention a une masse moléculaire supérieure ou égale à 450 kg.moM , de préférence supérieure ou égale à 500 kg. mol 1 , plus préférentiellement supérieure ou égale à 600 kg. mol 1 , encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 650 kg. mol 1. Advantageously, the chitin according to the invention has a molecular mass of greater than or equal to 450 kg.MuM, preferably greater than or equal to 500 kg. mol 1 , more preferably greater than or equal to 600 kg. mol 1 , even more preferably greater than or equal to 650 kg. mol 1 .
La masse moléculaire est déterminée grâce à la mesure de la viscosité par chute de bille. The molecular weight is determined by measuring the viscosity by falling ball.
De préférence, la masse moléculaire est déterminée selon une méthode de mesure de la viscosité par chute de bille basée sur celle décrite dans la publication suivante : « Pacheco et al. ; Structural characterization of chitin and chitosan obtained by biological and Chemical methods ; Biomacromolecules ; 12, 3285-3290, 201 1 ». Preferably, the molecular weight is determined according to a method of measuring the falling ball viscosity based on that described in the following publication: "Pacheco et al. ; Structural characterization of chitin and chitosan obtained by biological and chemical methods; Biomacromolecules; 12, 3285-3290, 201 1.
Cette méthode est notamment utilisée dans l’Exemple 1 . This method is used in particular in Example 1.
De préférence, la chitine selon l’invention est une chitine isolée. Preferably, the chitin according to the invention is an isolated chitin.
Par chitine « isolée », on entend une chitine qui a été isolée où extraite de son
milieu naturel. By "isolated" chitin, we mean a chitin that has been isolated or extracted from its natural environment.
Plus particulièrement, dans le cadre de la présente demande, la chitine est isolée ou extraite d’insectes, plus spécifiquement de cuticules d’insectes. More particularly, in the context of the present application, chitin is isolated or extracted from insects, more specifically cuticles of insects.
Selon un mode de réalisation préféré, la chitine a une pureté par différence supérieure ou égale à 98,0% et avantageusement une masse molaire supérieure ou égale à 800 kg. mol 1 , une pureté par différence supérieure ou égale à 98,5% et avantageusement une masse molaire supérieure ou égale à 850 kg. mol 1. According to a preferred embodiment, chitin has a difference purity greater than or equal to 98.0% and advantageously a molar mass of greater than or equal to 800 kg. mol 1 , a purity with a difference greater than or equal to 98.5% and advantageously a molar mass greater than or equal to 850 kg. mol 1 .
Selon ce mode de réalisation préféré, la chitine comporte avantageusement moins de 0,35% en poids d’acides aminés sur le poids sec total de chitine, et/ou moins de 0,9% en poids de cendres sur le poids sec total de chitine, et/ou moins de 0,3% en poids de lipides sur le poids sec total de chitine. According to this preferred embodiment, chitin advantageously comprises less than 0.35% by weight of amino acids on the total dry weight of chitin, and / or less than 0.9% by weight of ash on the total dry weight of chitin, and / or less than 0.3% by weight of lipids on the total dry weight of chitin.
L’invention concerne également un chitosan dont la pureté par différence est supérieure à 97,75%. The invention also relates to a chitosan whose purity by difference is greater than 97.75%.
De préférence, la pureté par différence du chitosan selon l’invention est supérieure ou égale à 98%, plus préférentiellement supérieure ou égale à 98,1 %. Preferably, the difference purity of the chitosan according to the invention is greater than or equal to 98%, more preferably greater than or equal to 98.1%.
La pureté par différence, la teneur en acides aminés, la teneur en cendres, et la teneur en lipides du chitosan selon l’invention sont mesurées de la même manière qu’indiqué ci-avant pour la chitine. The difference purity, amino acid content, ash content, and lipid content of chitosan according to the invention are measured in the same manner as indicated above for chitin.
Avantageusement, le chitosan selon l’invention comporte moins de 0,8% en poids d’acides aminés sur le poids sec total de chitosan. Advantageously, the chitosan according to the invention comprises less than 0.8% by weight of amino acids on the total dry weight of chitosan.
De préférence, le chitosan selon l’invention comporte moins de 0,6% en poids, et plus préférentiellement moins de 0,4% en poids d’acides aminés sur le poids sec total de chitosan. Preferably, the chitosan according to the invention comprises less than 0.6% by weight, and more preferably less than 0.4% by weight of amino acids on the total dry weight of chitosan.
Avantageusement, les acides aminés résiduels présents dans le chitosan selon l’invention sont : Thréonine, Tyrosine, Lysine et/ou Tryptophane. Advantageously, the residual amino acids present in the chitosan according to the invention are: Threonine, Tyrosine, Lysine and / or Tryptophan.
Avantageusement, le chitosan selon l’invention comporte moins de 2% en poids de cendres sur le poids sec total de chitosan. Advantageously, the chitosan according to the invention comprises less than 2% by weight of ash on the total dry weight of chitosan.
Le chitosan selon l’invention comporte de préférence moins de 1 ,8% en poids, plus préférentiellement moins de 1 ,5% en poids, encore plus préférentiellement moins de 1 ,0% en poids de cendres sur le poids sec total de chitosan. The chitosan according to the invention preferably comprises less than 1.8% by weight, more preferably less than 1.5% by weight, and even more preferably less than 1.0% by weight of ash on the total dry weight of chitosan.
Avantageusement, le chitosan selon l’invention comporte moins de 1% en poids, de préférence moins de 0,7% en poids, plus préférentiellement moins de 0,5% en poids de lipides sur le poids sec total de chitosan. Advantageously, the chitosan according to the invention comprises less than 1% by weight, preferably less than 0.7% by weight, more preferably less than 0.5% by weight of lipids on the total dry weight of chitosan.
Avantageusement, le chitosan selon l’invention a une masse moléculaire supérieure ou égale à 250 kg. mol-1 , de préférence supérieure ou égale à 300 kg. mol-1 ,
plus préférentiellement supérieure ou égale à 350 kg. mol-1 , encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 400 kg. mol-1. Advantageously, the chitosan according to the invention has a molecular mass greater than or equal to 250 kg. mol -1 , preferably greater than or equal to 300 kg. mol -1 , more preferably greater than or equal to 350 kg. mol -1 , even more preferably greater than or equal to 400 kg. mol -1 .
De préférence, le chitosan selon l’invention est un chitosan isolé. Preferably, the chitosan according to the invention is an isolated chitosan.
Par chitosan « isolé », on entend un chitosan qui a été obtenu à partir d’une chitine isolée ou extraite de son milieu naturel. By "isolated" chitosan, we mean a chitosan that has been obtained from a chitin isolated or extracted from its natural environment.
Plus particulièrement, dans le cadre de la présente demande, le chitosan est obtenu à partir d’une chitine isolée ou extraite d’insectes, plus spécifiquement de cuticules d’insectes. More particularly, in the context of the present application, chitosan is obtained from a chitin isolated or extracted from insects, more specifically cuticles of insects.
Selon un mode de réalisation préféré, le chitosan a une pureté par différence supérieure ou égale à 97,9% et une masse molaire supérieure ou égale à 480 kg. mol 1 , plus particulièrement, une pureté par différence supérieure ou égale à 98,8% et une masse molaire supérieure ou égale à 540 kg. mol 1. According to a preferred embodiment, the chitosan has a difference purity greater than or equal to 97.9% and a molar mass greater than or equal to 480 kg. mol 1 , more particularly, a difference purity of greater than or equal to 98.8% and a molar mass greater than or equal to 540 kg. mol 1 .
Selon ce mode de réalisation préféré, le chitosan comporte avantageusement moins de 0,4% en poids d’acides aminés sur le poids sec total de chitosan, et/ou moins de 0,6% en poids de cendres sur le poids sec total de chitosan, et/ou moins de 0,2% en poids de lipides sur le poids sec total de chitosan. According to this preferred embodiment, the chitosan advantageously comprises less than 0.4% by weight of amino acids on the total dry weight of chitosan, and / or less than 0.6% by weight of ash on the total dry weight of chitosan, and / or less than 0.2% by weight of lipids on the total dry weight of chitosan.
L’invention concerne également un procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan, à partir d’insectes, comprenant les étapes suivantes : The invention also relates to a process for obtaining chitin and / or chitosan, from insects, comprising the following steps:
- la séparation des cuticules de la partie molle des insectes, - separation of cuticles from the soft part of insects,
l’hydrolyse enzymatique des cuticules par une protéase, pour obtenir un résidu solide, et enzymatic hydrolysis of the cuticles with a protease, to obtain a solid residue, and
- le traitement basique du résidu solide. the basic treatment of the solid residue.
Le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention permet l’obtention d’une chitine et/ou d’un chitosan de pureté élevée. The process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention makes it possible to obtain a chitin and / or a chitosan of high purity.
En outre, le procédé selon l’invention, et plus particulièrement l’étape d’hydrolyse enzymatique, permet de réduire certains inconvénients inhérents à l’étape de traitement basique subséquente, comme par exemple réduire la quantité de base utilisée lors de cette étape. Cette étape permet également la récupération d’un hydrolysat. In addition, the process according to the invention, and more particularly the enzymatic hydrolysis step, makes it possible to reduce certain disadvantages inherent in the subsequent basic treatment step, such as, for example, reducing the amount of base used during this step. This step also allows the recovery of a hydrolyzate.
Avantageusement, le procédé selon l’invention ne comprend pas d’étape d’oxydation, tel que par exemple un traitement avec du peroxyde d’hydrogène. Advantageously, the process according to the invention does not comprise an oxidation step, such as, for example, a treatment with hydrogen peroxide.
Par « insectes », on entend des insectes à n’importe quel stade de développement, tel qu’un stade adulte, larvaire ou un stade de nymphe (stade intermédiaire). Avantageusement, les insectes mis en oeuvre dans le procédé selon l’invention sont à un stade larvaire lorsque les insectes sont des holométaboles, à un stade de nymphe (stade intermédiaire) lorsque les insectes sont des hétérométaboles,
ou le cas échéant à un stade adulte. "Insects" means insects at any stage of development, such as adult, larval, or nymph stage (intermediate stage). Advantageously, the insects used in the method according to the invention are at a larval stage when the insects are holometabolous, at a nymphal stage (intermediate stage) when the insects are heterometabolic, or if necessary at an adult stage.
Les insectes mis en œuvre dans le procédé selon l’invention peuvent être comestibles. The insects used in the process according to the invention can be edible.
Avantageusement, les insectes préférés pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention sont par exemple les coléoptères, les diptères, les lépidoptères (tel que par exemple Galleria mellonella), les isoptères, les orthoptères, les hyménoptères, les blattoptères, les hémyptères, les hétéroptères, les éphéméroptères et les mécoptères, de préférence, les coléoptères, les diptères, les orthoptères, les lépidoptères ou leurs mélanges, encore plus préférentiellement les coléoptères. Advantageously, the preferred insects for carrying out the method according to the invention are, for example, Coleoptera, Diptera, Lepidoptera (such as, for example, Galleria mellonella), Isoptera, Orthoptera, Hymenoptera, Bats, Hemiptera. , Heteroptera, Ephemeroptera and Mecoptera, preferably Coleoptera, Diptera, Orthoptera, Lepidoptera or mixtures thereof, more preferably Coleoptera.
Les coléoptères préférentiellement mis en œuvre dans le procédé selon l’invention appartiennent aux familles des Tenebrionidae, Melolonthidae, Dermestidae, Coccinellidae, Cerambycidae, Carabidae, Buprestidae, Cetoniidae, Dryophthoridae, ou leurs mélanges. The beetles preferably used in the process according to the invention belong to the families Tenebrionidae, Melolonthidae, Dermestidae, Coccinellidae, Cerambycidae, Carabidae, Buprestidae, Cetoniidae, Dryophthoridae, or mixtures thereof.
Plus préférentiellement, il s’agit des coléoptères suivants : Tenebrio molitor, Alphitobius diaperinus, Zophobas morio, Tenebrio obscurus, Tribolium castaneum, Pachnoda marginata et Rhynchophorus ferrugineus, ou leurs mélanges. Encore plus préférentiellement, il s’agit de Tenebrio molitor. More preferably, these are the following beetles: Tenebrio molitor, Alphitobius diaperinus, Zophobas morio, Tenebrio obscurus, Tribolium castaneum, Pachnoda marginata and Rhynchophorus ferrugineus, or mixtures thereof. Even more preferentially, it is Tenebrio molitor.
Le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention comprend une étape de séparation des cuticules de la partie molle des insectes. The process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention comprises a step of separating the cuticles from the soft part of the insects.
La cuticule est la couche externe (ou exosquelette) sécrétée par l'épiderme des insectes. Elle est en général formée de trois couches : l’épicuticule, l’exocuticule et l’endocuticule. The cuticle is the outer layer (or exoskeleton) secreted by the epidermis of insects. It usually consists of three layers: the epicuticle, the exocuticle and the endocuticle.
Par « partie molle », on vise la chair (comportant notamment les muscles et les viscères) et le jus (comportant notamment les liquides biologiques, l’eau et l’hémolymphe) des insectes. En particulier, la partie molle ne consiste pas en le jus des insectes. The term "soft part" refers to the flesh (including muscles and viscera) and the juice (including body fluids, water and haemolymph) of the insects. In particular, the soft part does not consist in the juice of insects.
La séparation des cuticules de la partie molle des insectes peut être effectuée à l’aide de tout type de séparateur adapté. The separation of the cuticles from the soft part of insects can be carried out using any type of suitable separator.
Selon un premier mode de réalisation, la séparation des cuticules de la partie molle est réalisée à l’aide d’un séparateur à bande. According to a first embodiment, the separation of cuticles from the soft part is carried out using a band separator.
Selon un second mode de réalisation, la séparation des cuticules de la partie molle est réalisée à l’aide d’un filtre presse. According to a second embodiment, the separation of cuticles from the soft part is carried out using a filter press.
Cette étape de séparation des cuticules de la partie molle des insectes est plus amplement décrite dans l’étape 2 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention ci-après.
Cette séparation des cuticules de la partie molle de l’insecte permet notamment de séparer la chitine de la partie molle. En effet, les cuticules obtenues à l’issue de cette étape de séparation présentent une teneur en chitine élevée de l’ordre de 10 à 30% en poids sur le poids total de cuticules, comme indiqué ci-après. This step of separating cuticles from the soft part of insects is more fully described in step 2 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention below. This separation of the cuticles from the soft part of the insect makes it possible in particular to separate the chitin from the soft part. Indeed, the cuticles obtained at the end of this separation step have a high chitin content of the order of 10 to 30% by weight on the total weight of cuticles, as indicated below.
En particulier, l’étape de séparation des cuticules de la partie molle s’effectue sans qu’aucune étape préalable de broyage des insectes, notamment sous forme de particules, n’ait été effectuée. In particular, the step of separating cuticles from the soft part is carried out without any prior step of grinding insects, particularly in the form of particles, has been performed.
Le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention comprend avantageusement une étape d’abattage préalable à l’étape de séparation des cuticules de la partie molle. The process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention advantageously comprises a slaughtering step prior to the step of separating the cuticles from the soft part.
Cette étape d’abattage est plus amplement décrite dans l’étape 1 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention ci-après. This slaughtering step is more fully described in step 1 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention below.
Avantageusement, suite à l’étape 1 d’abattage, les insectes sont directement utilisés pour la mise en oeuvre de l’étape 2 de séparation des cuticules de la partie molle des insectes, c’est-à-dire que les insectes ne sont soumis à aucun traitement, tel qu’un broyage, une congélation ou une déshydratation entre l’étape 1 et l’étape 2. Advantageously, following step 1 of slaughtering, the insects are directly used for the implementation of step 2 of cuticle separation of the soft part of the insects, that is to say that the insects are not subjected to no treatment, such as grinding, freezing or dehydration between step 1 and step 2.
Le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention comprend une étape d’hydrolyse enzymatique des cuticules par une protéase, pour obtenir un résidu solide, suite à l’étape de séparation des cuticules de la partie molle des insectes. The process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention comprises a step of enzymatic hydrolysis of cuticles by a protease, to obtain a solid residue, following the step of separating the cuticles from the soft part of the insects.
Avantageusement, l’hydrolyse enzymatique est effectuée pendant une durée comprise entre 3 et 10 heures, préférentiellement comprise entre 4 et 8 heures, telle que par exemple de l’ordre de 6 heures. Advantageously, the enzymatic hydrolysis is carried out for a period of between 3 and 10 hours, preferably between 4 and 8 hours, such as for example of the order of 6 hours.
On notera que dans le cadre de la présente demande, et sauf stipulation contraire, les gammes de valeurs indiquées s’entendent bornes incluses. It should be noted that in the context of the present application, and unless otherwise stated, the ranges of values indicated are inclusive.
De préférence, l’hydrolyse enzymatique est réalisée à une température comprise entre 40 et 80 'O, préférentiellement comprise entre 50 et 70 'O, telle que par exemple d’environ 60°C. Preferably, the enzymatic hydrolysis is carried out at a temperature of between 40 and 80 °, preferably between 50 and 70 °, such as for example about 60 ° C.
Avantageusement, l’hydrolyse enzymatique est réalisée à un pH compris entre 6 et 8, préférentiellement entre 6,5 et 7,5. Advantageously, the enzymatic hydrolysis is carried out at a pH of between 6 and 8, preferably between 6.5 and 7.5.
L’hydrolyse enzymatique peut être réalisée avec une seule protéase ou alternativement avec un mélange d’enzymes contenant au moins une protéase, plus préférentiellement un mélange d’enzymes contenant plusieurs protéases, tel qu’un mélange contenant une endoprotéase et une exoprotéase, ou une protéase et une polysaccharase. The enzymatic hydrolysis can be carried out with a single protease or alternatively with a mixture of enzymes containing at least one protease, more preferably a mixture of enzymes containing several proteases, such as a mixture containing an endoprotease and an exoprotease, or a protease and a polysaccharase.
L’enzyme ou le mélange d’enzymes est introduit(e) à une quantité allant de 0,2
à 10% en poids, préférentiellement de 1 à 8% en poids, plus préférentiellement de 3 à 7% en poids par rapport au poids de cuticules (humides) soumises à l’hydrolyse enzymatique. The enzyme or enzyme mixture is introduced in an amount of 0.2 at 10% by weight, preferably from 1 to 8% by weight, more preferably from 3 to 7% by weight relative to the weight of (wet) cuticles subjected to enzymatic hydrolysis.
En termes d’activité enzymatique, la quantité d’enzyme ou de mélange d’enzymes introduite est équivalente à une activité comprise entre 2000 et 5000 SAPU (« Spectrophotometric Acid Protease Unit »), de préférence comprise entre 3000 et 4000 SAPU, pour 100 g en poids humide, avec une humidité de 30 à 70%, de substrat à transformer, c’est-à-dire de cuticules d’insectes. In terms of enzymatic activity, the amount of enzyme or mixture of enzymes introduced is equivalent to an activity of between 2000 and 5000 SAPU ("Spectrophotometric Acid Protease Unit"), preferably between 3000 and 4000 SAPU, per 100 g wet weight, with a moisture of 30 to 70%, substrate to be processed, that is to say cuticles of insects.
Cette étape d’hydrolyse enzymatique des cuticules est plus amplement décrite dans l’étape 3 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention ci-après. This step of enzymatic hydrolysis of cuticles is more fully described in step 3 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention below.
Le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention comprend une étape de traitement basique du résidu solide, suite à l’étape d’hydrolyse enzymatique des cuticules. The process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention comprises a step of basic treatment of the solid residue, following the step of enzymatic hydrolysis of the cuticles.
Avantageusement, le traitement basique est réalisé à l’aide d’une base forte. Advantageously, the basic treatment is carried out using a strong base.
Avantageusement, la base forte est choisie parmi l’hydroxyde de sodium ou soude, de potassium, et d’ammonium. De préférence, la base forte est l’hydroxyde de sodium ou de potassium, plus préférentiellement l’hydroxyde de sodium. Advantageously, the strong base is chosen from sodium hydroxide or sodium hydroxide, potassium hydroxide, and ammonium hydroxide. Preferably, the strong base is sodium or potassium hydroxide, more preferably sodium hydroxide.
De préférence, la base utilisée pour le traitement basique est sous forme d’une solution basique aqueuse. Preferably, the base used for the basic treatment is in the form of an aqueous basic solution.
Dans ce cas, la concentration molaire de la base en solution aqueuse est avantageusement comprise entre 0,1 et 5 mol.L-1 , de préférence comprise entre 0,5 et 2 mol.L-1 , encore plus préférentiellement égale à 1 mol.L-1 (par exemple soude molaire). In this case, the molar concentration of the base in aqueous solution is advantageously between 0.1 and 5 mol.l -1 , preferably between 0.5 and 2 mol.l -1 , even more preferably equal to 1 mol. .L -1 (for example molar soda).
De préférence, la concentration de la base est ajustée de manière à obtenir un ratio base en poids sec en g : résidu solide en poids sec en g : eau en poids en g compris entre 0,1 : 0,45 : 2 et 0,8 : 0,45 : 15, plus préférentiellement compris entre 0,3 : 0,45 : 8 et 0,7 : 0,45 : 12, tel que par exemple d’environ 0,36 : 0,45 : 9,23. Preferably, the concentration of the base is adjusted so as to obtain a base ratio by dry weight in g: solid residue by dry weight in g: water by weight in g between 0.1: 0.45: 2 and 0, 8: 0.45: 15, more preferably between 0.3: 0.45: 8 and 0.7: 0.45: 12, such as for example about 0.36: 0.45: 9.23 .
Cette étape de traitement basique du résidu solide est plus amplement décrite dans l’étape 4 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention ci-après. This step of basic treatment of the solid residue is more fully described in step 4 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention below.
Avantageusement, l’étape de traitement basique du résidu solide est suivie d’une étape de récupération de la chitine. Advantageously, the basic treatment step of the solid residue is followed by a step of recovering chitin.
Cette étape de récupération de la chitine est plus amplement décrite dans l’étape 5 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention ci-après. This step of recovering chitin is more fully described in step 5 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention below.
Optionnellement, le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon
l’invention comprend en outre une étape de lavage de la chitine. Optionally, the process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention further comprises a step of washing the chitin.
Cette étape optionnelle de lavage de la chitine est plus amplement décrite dans l’étape 6 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention ci- après. This optional step of washing the chitin is more fully described in step 6 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention below.
Optionnellement, le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention comprend en outre une étape de séchage de la chitine. Optionally, the process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention further comprises a step of drying the chitin.
Cette étape optionnelle de séchage de la chitine est plus amplement décrite dans l’étape 7 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention ci- après. This optional step of drying the chitin is more fully described in step 7 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention below.
La chitine pouvant être commercialisée sous forme de poudre, le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention peut optionnellement comprendre une étape de broyage de la chitine. Since chitin may be marketed in the form of a powder, the process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention may optionally comprise a step of grinding chitin.
Cette étape optionnelle de broyage de la chitine est plus amplement décrite dans l’étape 8 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention ci- après. This optional step of grinding chitin is more fully described in step 8 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention hereinafter.
L’étape de broyage peut également être effectuée afin de favoriser la réaction de désacétylation, qui permet de préparer du chitosan à partir de chitine. The grinding step can also be carried out in order to promote the deacetylation reaction, which makes it possible to prepare chitosan from chitin.
L’étape de désacétylation, qui vise à transformer la chitine en chitosan, n’est donc mise en oeuvre que lorsque le produit souhaité est le chitosan. The deacetylation step, which aims to convert chitin into chitosan, is therefore implemented only when the desired product is chitosan.
Cette étape de désacétylation de la chitine est plus amplement décrite à l’étape This step of deacetylation of chitin is more fully described in step
9 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention ci-après. 9 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention below.
Avantageusement, l’étape de désacétylation de la chitine est suivie d’une étape de récupération du chitosan. Advantageously, the deacetylation step of chitin is followed by a step of recovering chitosan.
Cette étape de récupération du chitosan est plus amplement décrite dans l’étape This step of recovering chitosan is more fully described in step
10 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention ci-après. 10 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention below.
Optionnellement, le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention comprend en outre une étape de lavage du chitosan. Optionally, the process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention further comprises a step of washing the chitosan.
Cette étape optionnelle de lavage du chitosan est plus amplement décrite dans l’étape 1 1 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention ci- après. This optional step of washing chitosan is more fully described in step 1 1 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention below.
Optionnellement, le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention comprend en outre une étape de séchage du chitosan. Optionally, the process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention further comprises a step of drying the chitosan.
Cette étape optionnelle de séchage du chitosan est plus amplement décrite à l’étape 12 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention ci- après.
On notera que les étapes 6 à 8, 1 1 et 12 mentionnées ci-avant, et décrites plus amplement dans le procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention ci-après, sont optionnelles. Toutefois, le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention comprend avantageusement une ou plusieurs de ces étapes, de préférence toutes ces étapes. This optional drying step of chitosan is more fully described in step 12 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention below. Note that steps 6 to 8, 11 and 12 mentioned above, and described more fully in the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention below, are optional. However, the process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention advantageously comprises one or more of these steps, preferably all these steps.
On notera par ailleurs que les caractéristiques des étapes 1 à 12 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention, qui sont décrites ci-après, ne sont pas limitées à une mise en oeuvre dans ledit procédé détaillé, mais s’appliquent à tous les modes de réalisation du procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention décrits dans la présente demande, indépendamment du nombre d’étapes prévu dans ces modes de réalisation. Note also that the characteristics of steps 1 to 12 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention, which are described below, are not limited to an implementation in said detailed process, but apply to all embodiments of the process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention described in the present application, regardless of the number of steps provided in these embodiments.
Ces caractéristiques s’appliquent également à un procédé particulier d’obtention de chitine et à un procédé particulier d’obtention de chitosan selon l’invention, décrits ci- après. These characteristics also apply to a particular process for obtaining chitin and to a particular process for obtaining chitosan according to the invention, described below.
L’invention vise donc plus particulièrement un procédé particulier d’obtention de chitine, à partir d’insectes, comprenant les étapes suivantes : The invention therefore relates more particularly to a particular method for obtaining chitin, from insects, comprising the following steps:
l’abattage des insectes, the slaughter of insects,
- la séparation des cuticules de la partie molle des insectes, - separation of cuticles from the soft part of insects,
l’hydrolyse enzymatique des cuticules par une protéase, pour obtenir un résidu solide, enzymatic hydrolysis of cuticles by a protease, to obtain a solid residue,
- le traitement basique du résidu solide, et the basic treatment of the solid residue, and
- la récupération de la chitine. - the recovery of chitin.
Ce procédé comprend donc les étapes 1 à 5 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan ci-après et avantageusement une ou plusieurs des étapes optionnelles 6 à 8 de ce procédé détaillé. This process therefore comprises steps 1 to 5 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan below and advantageously one or more of the optional steps 6 to 8 of this detailed method.
L’invention concerne également la chitine susceptible d’être obtenue par le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention, ou par le procédé particulier d’obtention de chitine selon l’invention. The invention also relates to chitin obtainable by the process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention, or by the particular method for obtaining chitin according to the invention.
L’invention vise donc également un procédé particulier d’obtention de chitosan, à partir d’insectes, comprenant les étapes suivantes : The invention therefore also relates to a particular method for obtaining chitosan, from insects, comprising the following steps:
l’abattage des insectes, the slaughter of insects,
- la séparation des cuticules de la partie molle des insectes, - separation of cuticles from the soft part of insects,
l’hydrolyse enzymatique des cuticules par une protéase, pour obtenir un résidu solide, enzymatic hydrolysis of cuticles by a protease, to obtain a solid residue,
- le traitement basique du résidu solide,
- la récupération de la chitine, the basic treatment of the solid residue, - the recovery of chitin,
- la désacétylation de la chitine, et deacetylation of chitin, and
- la récupération du chitosan. - the recovery of chitosan.
Ce procédé comprend donc les étapes 1 à 5, 9 et 10 du procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou de chitosan ci-après et avantageusement une ou plusieurs des étapes optionnelles 6 à 8, 1 1 et 12 de ce procédé détaillé. This process therefore comprises steps 1 to 5, 9 and 10 of the detailed process for obtaining chitin and / or chitosan below and advantageously one or more optional steps 6 to 8, 11 and 12 of this detailed process.
L’invention concerne également le chitosan susceptible d’être obtenu par le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention, ou par le procédé particulier d’obtention de chitosan selon l’invention. The invention also relates to the chitosan obtainable by the process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention, or by the particular method for obtaining chitosan according to the invention.
La chitine et/ou le chitosan selon l’invention ainsi que la chitine et/ou le chitosan susceptible(s) d’être obtenu(s) par un procédé selon l’invention peu(ven)t avantageusement être utilisé(s) dans diverses applications : Chitin and / or chitosan according to the invention as well as chitin and / or chitosan capable of being obtained by a process according to the invention may advantageously be used in various applications:
- dans des compositions cosmétiques, pharmaceutiques, nutraceutiques ou diététiques, in cosmetic, pharmaceutical, nutraceutical or dietary compositions,
- comme biomatériaux pour traiter des brûlures en tant que seconde peau, pour réaliser des pansements cornéens ou des fils chirurgicaux, as biomaterials for treating burns as second skin, for producing corneal dressings or surgical threads,
- comme agent filtrant, texturant, floculant et/ou adsorbant notamment pour la filtration et dépollution de l'eau. as a filtering, texturing, flocculating and / or adsorbent agent, in particular for filtering and depolluting water.
Procédé détaillé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention • Etape 1 : Abattage des insectes Detailed method for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention • Step 1: Slaughtering insects
Cette étape 1 d’abattage peut avantageusement s’effectuer par choc thermique, tel que par ébouillantage ou par blanchiment. Cette étape 1 permet d’abattre les insectes tout en abaissant la charge microbienne (réduction du risque d’altération et sanitaire) et en inactivant les enzymes internes des insectes pouvant déclencher une autolyse, et ainsi un brunissement rapide de ceux-ci. This slaughtering stage 1 may advantageously be carried out by thermal shock, such as boiling or bleaching. This step 1 makes it possible to kill the insects while lowering the microbial load (reduction of the risk of deterioration and health) and by inactivating the internal enzymes of the insects that can trigger an autolysis, and thus a rapid browning of these.
Pour l’ébouillantage, les insectes, de préférence des larves, sont ainsi ébouillantés à l’eau pendant 2 à 20 minutes, préférentiellement, 5 à 15 minutes. De préférence, l’eau est à une température comprise entre 87 à I OO 'Ό, préférentiellement 92 à 95 qC. For scalding, the insects, preferably the larvae, are thus scalded with water for 2 to 20 minutes, preferably 5 to 15 minutes. Preferably the water is at a temperature between 87 to I OO 'Ό, preferably 92-95 C. q
La quantité d’eau introduite lors de l’ébouillantage est déterminée de la façon suivante : le ratio du volume d’eau en ml sur le poids en g d’insecte est de préférence compris entre 0,3 et 10, plus préférentiellement entre 0,5 et 5, encore plus préférentiellement entre 0,7 et 3, encore plus préférentiellement de l’ordre de 1 . The quantity of water introduced during scalding is determined as follows: the ratio of the volume of water in ml to the weight in g of insect is preferably between 0.3 and 10, more preferably between 0 and 10. , 5 and 5, still more preferably between 0.7 and 3, even more preferably of the order of 1.
Pour le blanchiment, les insectes, de préférence des larves, sont blanchis à l’eau
ou à la vapeur (buses ou lit de vapeur) à une température comprise entre 80 et I Od'Ό, de préférence entre 87 et 105°C, plus préférentiellement entre 95 et 100°C, encore plus préférentiellement 98°C ou bien à l’eau à une température comprise entre 90 et 100°C, préférentiellement entre 92 et 95°C (par buses d’aspersion) ou en mode mixte (eau + vapeur) à une température comprise entre 80 et 130 °C, de préférence entre 90 et 120 'Ό, plus préférentiellement entre 95 et 105°C, encore plus préférentiellement 98 qC. Lorsque les insectes sont blanchis uniquement à la vapeur, le blanchiment est avantageusement réalisé dans des blancheurs à vapeur à circulation forcée (« forced steaming »). Le temps de séjour dans la chambre de blanchiment est compris entre 5 secondes et 15 minutes, préférentiellement entre 1 et 7 minutes. For bleaching, insects, preferably larvae, are bleached with water or by steam (nozzles or steam bed) at a temperature of between 80 and 10 ° C, preferably between 87 and 105 ° C, more preferably between 95 and 100 ° C, still more preferably 98 ° C or at the water at a temperature between 90 and 100 ° C, preferably between 92 and 95 ° C (by spray nozzles) or in mixed mode (water + steam) at a temperature between 80 and 130 ° C, preferably between 90 and 120 'Ό, more preferably between 95 and 105 ° C, even more preferably 98 q C. When the insects are bleached only with steam, bleaching is advantageously carried out in forced-circulation steam whiteners ("forced steaming"). "). The residence time in the bleaching chamber is between 5 seconds and 15 minutes, preferably between 1 and 7 minutes.
Avantageusement, suite à l’étape 1 d’abattage, les insectes sont directement utilisés pour la mise en oeuvre de l’étape 2 de séparation des cuticules de la partie molle des insectes, c’est-à-dire que les insectes ne sont soumis à aucun traitement, tel qu’un broyage, une congélation ou une déshydratation entre l’étape 1 et l’étape 2. Advantageously, following step 1 of slaughtering, the insects are directly used for the implementation of step 2 of cuticle separation of the soft part of the insects, that is to say that the insects are not subjected to no treatment, such as grinding, freezing or dehydration between step 1 and step 2.
Selon un mode de réalisation préféré, les insectes sont des coléoptères et notamment, Tenebrio molitor. According to a preferred embodiment, the insects are beetles and in particular Tenebrio molitor.
• Etape 2 : Séparation des cuticules de la partie molle des insectes • Step 2: Separation of cuticles from the soft part of insects
L’étape 2 a pour objectif de séparer les cuticules de la partie molle des insectes.Step 2 aims to separate the cuticles from the soft part of insects.
La séparation des cuticules de la partie molle des insectes peut être effectuée à l’aide de tout type de séparateur adapté. The separation of the cuticles from the soft part of insects can be carried out using any type of suitable separator.
Selon un premier mode de réalisation, la séparation des cuticules de la partie molle est réalisée à l’aide d’un séparateur à bande. According to a first embodiment, the separation of cuticles from the soft part is carried out using a band separator.
Par « séparateur à bande », on vise un dispositif permettant la séparation de la partie solide de la partie molle d’un produit, et qui comporte une bande de serrage (ou bande presseuse) et un tambour perforé. By "band separator" is meant a device for separating the solid portion of the soft portion of a product, and which comprises a clamping band (or pressing belt) and a perforated drum.
A titre d’exemple, un séparateur à bande peut comprendre une bande de serrage et un tambour perforé, la bande de serrage entourant au moins une partie du tambour perforé. By way of example, a belt separator may comprise a clamping band and a perforated drum, the clamping band surrounding at least a portion of the perforated drum.
La bande de serrage permet l’apport et l’application des insectes contre le tambour perforé de sorte à faire passer, par pression, la partie molle des insectes à travers les perforations du tambour, tandis que la partie solide des insectes (cuticules) reste à l’extérieur du tambour. The clamping band allows the application and application of the insects against the perforated drum so as to press the soft part of the insects through the perforations of the drum while the solid part of the insects (cuticles) remains. outside the drum.
Les cuticules peuvent ensuite être récupérées à l’aide d’un couteau racleur. The cuticles can then be recovered using a scraper knife.
A titre d’exemple, on peut citer les séparateurs à bande provenant de la société Baader, tels que les séparateurs à bande 601 à 607 (« soft separator 601 to 607 »), ou
encore les séparateurs à bande SEPAmatic® de BFD Corporation (gamme 410 à 4000V). By way of example, mention may be made of band separators from the Baader company, such as the band separators 601 to 607 ("soft separator 601 to 607"), or BFD Corporation SEPAmatic® Band Separators (410-4000V range).
Avantageusement, le diamètre des perforations du tambour est compris entre 0,5 et 3 mm, de préférence entre 1 et 2 mm. Advantageously, the diameter of the perforations of the drum is between 0.5 and 3 mm, preferably between 1 and 2 mm.
Concernant la pression, l’homme du métier est à même de déterminer la pression à exercer permettant la séparation des cuticules de la partie molle des insectes. Regarding the pressure, the skilled person is able to determine the pressure to be exerted for the separation of cuticles from the soft part of the insects.
Selon un second mode de réalisation, la séparation des cuticules de la partie molle est réalisée à l’aide d’un filtre presse. According to a second embodiment, the separation of cuticles from the soft part is carried out using a filter press.
Un filtre presse est composé de toiles filtrantes, et permet une séparation selon le principe de filtration sous pression. A filter press is composed of filter cloths, and allows separation according to the pressure filtration principle.
Avantageusement, le filtre presse utilisé dans le procédé d’obtention de chitine et/ou chitosan selon l’invention est un filtre presse à bandes. Advantageously, the filter press used in the process for obtaining chitin and / or chitosan according to the invention is a band-press filter.
Un filtre presse à bandes comporte deux bandes de serrage perforées (également appelées « toiles filtrantes »). Les insectes sont placés entre les deux bandes de serrage perforées de sorte à faire passer, par pression, la partie molle des insectes à travers les perforations des bandes de serrage, tandis que la partie solide des insectes restent entre les deux bandes de serrage perforées. A band press filter has two perforated clamping bands (also called "filter cloths"). The insects are placed between the two perforated clamping bands so as to press the soft part of the insects through the perforations of the clamping bands, while the solid part of the insects remain between the two perforated clamping bands.
L’homme du métier est à même de déterminer le diamètre des perforations des bandes de serrage ainsi que la pression à exercer, permettant la séparation des cuticules de la partie molle des insectes. Those skilled in the art are able to determine the diameter of the perforations of the clamping bands and the pressure to be exerted, allowing the cuticles to be separated from the soft part of the insects.
A titre d’exemple, on peut citer le filtre presse à bandes (ou « presse à bandes ») provenant de la société Flottweg, ou encore les filtres presses à bandes de la société ATR Créations. By way of example, mention may be made of the belt press filter (or "belt press") from the Flottweg company, or the band press filters from the company ATR Créations.
Cette étape de séparation des insectes se distingue d’un pressage classique pouvant être réalisé par exemple avec une presse mono-vis ou bi-vis en ce qu’elle permet une séparation (nette) de la partie molle et des cuticules des insectes et non une séparation d’un jus d’une fraction solide. This insect separation step differs from a conventional pressing that can be achieved for example with a single-screw or twin-screw press in that it allows a separation (net) of the soft part and cuticles of insects and not a separation of a juice from a solid fraction.
Avantageusement, la séparation des cuticules de la partie molle des insectes est effectuée à l’aide d’un séparateur à bande. Advantageously, the separation of cuticles from the soft part of the insects is carried out using a band separator.
Les cuticules obtenues dans l’étape 2 comportent entre 10 et 30%, de préférence entre 15 et 25% en poids de chitine, sur le poids sec total de cuticules. The cuticles obtained in step 2 comprise between 10 and 30%, preferably between 15 and 25% by weight of chitin, on the total dry weight of cuticles.
La détermination du taux de chitine est effectuée par extraction de celle-ci. A titre d’exemple, une méthode de détermination du taux de chitine pouvant être utilisée est la méthode AOAC 991 .43. The determination of the chitin content is carried out by extraction thereof. For example, a method for determining chitin that can be used is AOAC 991 .43.
Selon un mode de réalisation préféré, la séparation des cuticules de la partie
molle des coléoptères et notamment de Tenebrio molitor est effectuée à l’aide d’un séparateur à bande. According to a preferred embodiment, the separation of cuticles from the part soft beetles and especially Tenebrio molitor is performed using a band separator.
• Etape 3 : Hydrolyse enzymatique des cuticules par une protéase Step 3: enzymatic hydrolysis of cuticles by a protease
L’hydrolyse enzymatique est effectuée par une protéase ou peptidase. Dans la présente demande, les noms ou suffixes « peptidase » et « protéase » sont utilisés indifféremment pour désigner une enzyme lysant une liaison peptidique des protéines. The enzymatic hydrolysis is carried out by a protease or peptidase. In the present application, the names or suffixes "peptidase" and "protease" are used interchangeably to designate an enzyme lysing a peptide bond of proteins.
Avantageusement, l’hydrolyse enzymatique est effectuée pendant une durée comprise entre 3 et 10 heures, préférentiellement comprise entre 4 et 8 heures, telle que par exemple de l’ordre de 6 heures. Advantageously, the enzymatic hydrolysis is carried out for a period of between 3 and 10 hours, preferably between 4 and 8 hours, such as for example of the order of 6 hours.
De préférence, l’hydrolyse enzymatique est réalisée à une température comprise entre 40 et 80 °C, préférentiellement comprise entre 50 et 70‘C, telle que par exemple d’environ 60°C. Preferably, the enzymatic hydrolysis is carried out at a temperature between 40 and 80 ° C, preferably between 50 and 70 ° C, such as for example about 60 ° C.
Avantageusement, l’hydrolyse enzymatique est réalisée à un pH compris entre 6 et 8, préférentiellement entre 6,5 et 7,5. Advantageously, the enzymatic hydrolysis is carried out at a pH of between 6 and 8, preferably between 6.5 and 7.5.
L’hydrolyse enzymatique peut être réalisée avec une seule protéase ou alternativement avec un mélange d’enzymes contenant au moins une protéase, plus préférentiellement un mélange d’enzymes contenant plusieurs protéases, tel qu’un mélange contenant une endoprotéase et une exoprotéase, ou une protéase et une polysaccharase. The enzymatic hydrolysis can be carried out with a single protease or alternatively with a mixture of enzymes containing at least one protease, more preferably a mixture of enzymes containing several proteases, such as a mixture containing an endoprotease and an exoprotease, or a protease and a polysaccharase.
De préférence, la protéase est choisie parmi le groupe constitué par les aminopepdidases, les métallocarboxypeptidases, les endopeptidases à sérine, les endopeptidases à cystéine, les endopeptidases aspartiques, les métalloendopeptidases, plus préférentiellement la protéase est choisie parmi les endopeptidases à sérine, telle que, par exemple, l’Alcalase 2.5L PF ou la Prolyve NP. Preferably, the protease is selected from the group consisting of aminopepidases, metallocarboxypeptidases, serine endopeptidases, cysteine endopeptidases, aspartic endopeptidases, metalloendopeptidases, more preferably the protease is selected from serine endopeptidases, such that, for example, Alcalase 2.5L PF or Prolyve NP.
Avantageusement, les enzymes peuvent être choisies parmi les suivantes : Advantageously, the enzymes can be chosen from the following:
*n.a. : non applicable * na: not applicable
L’enzyme ou le mélange d’enzymes est introduit(e) à une quantité allant de 0,2 à 15% en poids, de préférence de 0,2 à 10% en poids, plus préférentiellement de 1 à 8% en poids, encore plus préférentiellement de 3 à 7% en poids par rapport au poids de cuticules (humides) soumises à l’hydrolyse enzymatique. The enzyme or the enzyme mixture is introduced in an amount ranging from 0.2 to 15% by weight, preferably from 0.2 to 10% by weight, more preferably from 1 to 8% by weight. more preferably from 3 to 7% by weight relative to the weight of (wet) cuticles subjected to enzymatic hydrolysis.
En termes d’activité enzymatique, la quantité d’enzyme ou de mélange d’enzymes introduite est équivalente à une activité comprise entre 2000 et 5000 SAPU (« Spectrophotometric Acid Protease Unit »), de préférence comprise entre 3000 et 4000 SAPU, pour 100 g en poids humide, avec une humidité de 30 à 70%, de substrat à transformer, c’est-à-dire de cuticules d’insectes. In terms of enzymatic activity, the amount of enzyme or mixture of enzymes introduced is equivalent to an activity of between 2000 and 5000 SAPU ("Spectrophotometric Acid Protease Unit"), preferably between 3000 and 4000 SAPU, per 100 g wet weight, with a moisture of 30 to 70%, substrate to be processed, that is to say cuticles of insects.
Il est usuel d’exprimer l’activité enzymatique d’une protéase en SAPU. It is usual to express the enzymatic activity of a protease in SAPU.
Cette activité enzymatique est mesurée en se basant sur le principe de la mesure de libération de la tyrosine à 275 nm lors de l’hydrolyse de la caséine par une enzyme protéolytique (Valley research SAPU Assay method, par Karen PRATT). This enzymatic activity is measured on the basis of the principle of the measurement of tyrosine liberation at 275 nm during the hydrolysis of casein by a proteolytic enzyme (Valley research SAPU Assay method, by Karen PRATT).
SAPU (AA - i) X 11 SAPU (AA - i) X 11
- =— - - - g x 30 x C x 1 - = - - - - g x 30 x C x 1
SAPU/g = une unité spectrophotométrique de protéase SAPU / g = a spectrophotometric unit of protease
DA = absorbance corrélée DA = correlated absorbance
i = ordonnée à l’origine i = intercept
1 1 = volume final de réaction 1 1 = final reaction volume
M = coefficient directeur de la courbe de calibration
30 = temps de réaction (en minutes) M = coefficient of the calibration curve 30 = reaction time (in minutes)
C = concentration de l’enzyme (g/ml_) dans la solution enzymatique ajoutée C = concentration of the enzyme (g / ml) in the enzyme solution added
1 = 1 mL volume de la solution d’enzyme ajoutée 1 = 1 mL volume of enzyme solution added
L’activité enzymatique peut également être exprimée à l’aide de l’activité spécifique d’une enzyme. The enzymatic activity can also be expressed using the specific activity of an enzyme.
L’activité spécifique d’une enzyme est l’activité catalytique exprimée en Unité Internationale (LU.) par unité de masse d’enzyme (par exemple : I.U./g d’enzyme). The specific activity of an enzyme is the catalytic activity expressed in International Unit (LU) per unit mass of enzyme (eg I.U./g enzyme).
Avantageusement, la concentration de l’enzyme ou du mélange d’enzyme mis(e) en oeuvre est comprise entre 100 et 250 LU. par gramme de matière sèche de cuticules, de préférence entre 120 et 180 I.U. par gramme de matière sèche de cuticules, plus préférentiellement entre 120 et 150 I.U. par gramme de matière sèche de cuticules. Advantageously, the concentration of the enzyme or enzyme mixture used is between 100 and 250 LU. per gram of cuticle dry matter, preferably between 120 and 180 I.U. per gram of cuticle dry matter, more preferably between 120 and 150 I.U. per gram of cuticle dry matter.
Avantageusement, l’étape d’hydrolyse enzymatique s’effectue en présence d’eau, telle que de l’eau douce. Advantageously, the enzymatic hydrolysis step is carried out in the presence of water, such as fresh water.
La quantité d’eau mise en oeuvre lors de l’hydrolyse enzymatique est déterminée de la façon suivante : le ratio du volume d’eau en L sur le poids en g de cuticules humides est de préférence compris entre 0,005 et 5, plus préférentiellement entre 0,01 et 5, tel que par exemple environ 0,01 , ou alternativement entre 0,05 et 2, ou entre 0,1 et 1 . The quantity of water used during the enzymatic hydrolysis is determined as follows: the ratio of the volume of water in L to the weight in g of wet cuticles is preferably between 0.005 and 5, more preferentially between 0.01 and 5, such as for example about 0.01, or alternatively between 0.05 and 2, or between 0.1 and 1.
L’étape d’hydrolyse enzymatique est avantageusement réalisée sous agitation. The enzymatic hydrolysis step is advantageously carried out with stirring.
Selon un mode de réalisation préféré, l’étape d’hydrolyse enzymatique est effectuée pendant 5 à 7h, tel que par exemple, environ 6 heures, à une température de 50 à 70‘C, telle que par exemple d’environ 60°C, et l’enzyme est une endopeptidase à sérine, telle que par exemple Alcalase 2.5L PF. De préférence, l’enzyme est introduite à une concentration comprise entre 120 et 150 I.U., telle que par exemple de l’ordre de 120 I.U. par gramme de matière sèche de cuticules. De préférence, la quantité d’eau mise en oeuvre lors de cette étape d’hydrolyse enzymatique est de l’ordre de 0,01 L d’eau par g de cuticules humides. According to a preferred embodiment, the enzymatic hydrolysis step is carried out for 5 to 7 hours, such as, for example, approximately 6 hours, at a temperature of 50 to 70 ° C., such as for example of approximately 60 ° C. , and the enzyme is a serine endopeptidase, such as for example Alcalase 2.5L PF. Preferably, the enzyme is introduced at a concentration of between 120 and 150 I.U., for example of the order of 120 I.U. per gram of cuticle dry matter. Preferably, the amount of water used during this enzymatic hydrolysis step is of the order of 0.01 L of water per g of wet cuticles.
A l’issue de la réaction d’hydrolyse enzymatique des cuticules, le milieu réactionnel est ensuite séparé, afin de récupérer un résidu solide comprenant de la chitine et un hydrolysat. At the end of the enzymatic hydrolysis reaction of the cuticles, the reaction medium is then separated in order to recover a solid residue comprising chitin and a hydrolyzate.
L’étape de séparation peut être réalisée par toute méthode de séparation appropriée. Ces méthodes sont connues de l’homme du métier. The separation step can be carried out by any suitable separation method. These methods are known to those skilled in the art.
A titre d’exemple, il est possible d’utiliser un extracteur de jus, tel que ceux commercialisés par la société Angel®. For example, it is possible to use a juice extractor, such as those marketed by the company Angel®.
Le résidu solide récupéré est avantageusement homogénéisé, par exemple par mélangeage.
• Etape 4 : Traitement basique du résidu solide The recovered solid residue is advantageously homogenized, for example by mixing. • Step 4: Basic treatment of the solid residue
Dans l’étape 4, le résidu solide récupéré à l’issue de l’étape 3 est soumis à un traitement basique, c’est-à-dire qu’il est mis en contact avec une base (ou agent basique). In step 4, the solid residue recovered at the end of step 3 is subjected to a basic treatment, that is to say that it is brought into contact with a base (or basic agent).
Avantageusement, le traitement basique est réalisé à l’aide d’une base forte. Advantageously, the basic treatment is carried out using a strong base.
Avantageusement, la base forte est choisie parmi l’hydroxyde de sodium ou soude, de potassium, et d’ammonium. De préférence, la base forte est l’hydroxyde de sodium ou de potassium, plus préférentiellement l’hydroxyde de sodium. Advantageously, the strong base is chosen from sodium hydroxide or sodium hydroxide, potassium hydroxide, and ammonium hydroxide. Preferably, the strong base is sodium or potassium hydroxide, more preferably sodium hydroxide.
De préférence, la base utilisée pour le traitement basique est sous forme d’une solution basique aqueuse. Preferably, the base used for the basic treatment is in the form of an aqueous basic solution.
Dans ce cas, la concentration molaire de la base en solution aqueuse est avantageusement comprise entre 0,1 et 5 mol.L-1 , de préférence comprise entre 0,5 et 2 mol.L-1 , encore plus préférentiellement égale à 1 mol.L-1 (par exemple soude molaire). In this case, the molar concentration of the base in aqueous solution is advantageously between 0.1 and 5 mol.l -1 , preferably between 0.5 and 2 mol.l -1 , even more preferably equal to 1 mol. .L -1 (for example molar soda).
De préférence, la concentration de la base est ajustée de manière à obtenir un ratio base en poids sec en g : résidu solide en poids sec en g : eau en poids en g compris entre 0,1 : 0,45 : 2 et 0,8 : 0,45 : 15, plus préférentiellement compris entre 0,3 : 0,45 : 8 et 0,7 : 0,45 : 12, tel que par exemple d’environ 0,36 : 0,45 : 9,23. Preferably, the concentration of the base is adjusted so as to obtain a base ratio by dry weight in g: solid residue by dry weight in g: water by weight in g between 0.1: 0.45: 2 and 0, 8: 0.45: 15, more preferably between 0.3: 0.45: 8 and 0.7: 0.45: 12, such as for example about 0.36: 0.45: 9.23 .
Le traitement basique est avantageusement réalisé pendant une durée comprise entre 5 et 60 heures, de préférence pendant une durée comprise entre 5 et 50 heures, telle que par exemple 48 heures. The basic treatment is advantageously carried out for a period of between 5 and 60 hours, preferably for a period of between 5 and 50 hours, such as for example 48 hours.
La durée du traitement basique pourra avantageusement être adaptée selon les propriétés de la chitine que l’on souhaite obtenir, telles que sa blancheur (couleur blanche). The duration of the basic treatment may advantageously be adapted according to the properties of the chitin that one wishes to obtain, such as its whiteness (white color).
La durée du traitement basique pourra être inférieure à 40 heures, voire inférieure à 30 heures, telle que par exemple 24 heures. The duration of the basic treatment may be less than 40 hours, or even less than 30 hours, such as for example 24 hours.
Avantageusement, le traitement basique est réalisé à une température comprise entre 60 et I OO 'Ό, de préférence comprise entre 80 et I OO 'Ό, plus préférentiellement d’environ 90°C. Advantageously, the basic treatment is carried out at a temperature of between 60 and 100%, preferably between 80 and 100%, more preferably about 90 ° C.
Pour cela, le milieu réactionnel peut, par exemple, être chauffé à l’aide d’un bain d’huile, d’un échangeur de chaleur ou d’un système de chauffage à double enveloppe, de sorte à atteindre la température souhaitée. For this, the reaction medium may, for example, be heated using an oil bath, a heat exchanger or a jacket heating system, so as to achieve the desired temperature.
L’étape de traitement basique est avantageusement réalisée sous agitation. The basic treatment step is advantageously carried out with stirring.
Selon un premier mode de réalisation préféré, l’étape de traitement basique est réalisée à l’aide d’hydroxyde de sodium sous forme d’une solution basique aqueuse. De préférence, la concentration de l’hydroxyde de sodium en solution aqueuse est égale à
1 mol.L 1. De préférence, le ratio hydroxyde de sodium en poids sec en g : résidu solide en poids sec en g : eau en poids en g est de l’ordre de 1 : 1 : 25. De préférence, la durée de ce traitement basique est d’environ 48 heures. De préférence, ce traitement basique est réalisé à une température d’environ 90°C. According to a first preferred embodiment, the basic treatment step is carried out using sodium hydroxide in the form of an aqueous basic solution. Preferably, the concentration of sodium hydroxide in aqueous solution is equal to 1 mol.L 1 . Preferably, the ratio of sodium hydroxide in dry weight to g: solid residue in dry weight in g: water in weight in g is of the order of 1: 1: 25. Preferably, the duration of this basic treatment is about 48 hours. Preferably, this basic treatment is carried out at a temperature of about 90 ° C.
Selon un second mode de réalisation préféré, l’étape de traitement basique est réalisée à l’aide d’hydroxyde de potassium sous forme d’une solution basique aqueuse. De préférence, la concentration de l’hydroxyde de potassium en solution aqueuse est égale à 1 mol.L-1. De préférence, le ratio hydroxyde de potassium en poids sec en g : résidu solide en poids sec en g : eau en poids en g est de l’ordre de 1 ,4 : 1 : 25. De préférence, la durée de ce traitement basique est d’environ 48 heures. De préférence, ce traitement basique est réalisé à une température d’environ 90°C. According to a second preferred embodiment, the basic treatment step is carried out using potassium hydroxide in the form of an aqueous basic solution. Preferably, the concentration of potassium hydroxide in aqueous solution is equal to 1 mol.L -1 . Preferably, the ratio of potassium hydroxide to dry weight in g: solid residue in dry weight in g: water in weight in g is of the order of 1, 4: 1: 25. Preferably, the duration of this basic treatment is about 48 hours. Preferably, this basic treatment is carried out at a temperature of about 90 ° C.
• Etape 5 : Récupération de la chitine • Step 5: Recovery of chitin
L’étape 5 de récupération de la chitine, à partir du milieu réactionnel obtenu à la fin de l’étape 4, peut être réalisée par toute méthode de récupération appropriée. Ces méthodes sont connues de l’homme du métier. Step 5 of recovering chitin, from the reaction medium obtained at the end of step 4, can be carried out by any appropriate recovery method. These methods are known to those skilled in the art.
A titre d’exemple, on peut citer la filtration, la centrifugation et la décantation. By way of example, mention may be made of filtration, centrifugation and decantation.
Avantageusement, la récupération de la chitine est réalisée par filtration. Advantageously, the recovery of chitin is carried out by filtration.
• Etape (optionnelle) 6 : Lavage de la chitine • Step (optional) 6: Wash the chitin
La chitine récupérée à l’issue de l’étape 5 est ensuite optionnellement lavée. The chitin recovered at the end of step 5 is then optionally washed.
L’étape 6 de lavage de la chitine est avantageusement réalisée à l’aide d’eau du robinet, de préférence tiède, c’est-à-dire dont la température est comprise entre 15 et 60 °C. Step 6 of washing the chitin is advantageously carried out using tap water, preferably warm, that is to say whose temperature is between 15 and 60 ° C.
De préférence, le lavage est réalisé jusqu’à neutralisation du pH. Preferably, the washing is carried out until the pH is neutralized.
• Etape (optionnelle) 7 : Séchage de la chitine • Step (optional) 7: Drying of chitin
La chitine est ensuite optionnellement séchée. The chitin is then optionally dried.
De préférence, l’étape de séchage est réalisée à une température comprise entre 40 et 105°C, de préférence à environ 60 °C. Preferably, the drying step is carried out at a temperature between 40 and 105 ° C, preferably at about 60 ° C.
L’étape de séchage est réalisée pendant une durée comprise entre 10 et 80 heures, de préférence pendant environ 24 heures. The drying step is carried out for a period of between 10 and 80 hours, preferably for about 24 hours.
Avantageusement, le séchage est réalisé à l’aide d’une étuve de séchage, telle que le modèle FED 1 15 ou FP53 de la société Binder®. Advantageously, the drying is carried out using a drying oven, such as model FED 1 15 or FP53 from Binder®.
Afin de préparer du chitosan à partir de la chitine, les étapes suivantes peuvent en outre être réalisées : In order to prepare chitosan from chitin, the following steps may further be performed:
• Etape (optionnelle) 8 : Broyage de la chitine • Step (optional) 8: Crushing chitin
La chitine obtenue à l’issue de l’étape 5, 6 ou 7 est ensuite optionnellement
broyée, par exemple dans un broyeur ultracentrifuge à tamis. The chitin obtained at the end of step 5, 6 or 7 is then optionally ground, for example in an ultracentrifuge sieve mill.
La production de chitosan à partir de chitine, par la réaction de désacétylation, dépend en grande partie de la taille des particules de chitine. Ainsi, un broyage très fin de la chitine avant désacétylation permet d’augmenter significativement les rendements et la vitesse de la réaction de désacétylation, comme cela est illustré dans le Tableau 1 ci-après : The production of chitosan from chitin, by the deacetylation reaction, depends largely on the size of the chitin particles. Thus, a very fine grinding of the chitin before deacetylation makes it possible to significantly increase the yields and the speed of the deacetylation reaction, as illustrated in Table 1 below:
*Mesure du Degré d’Acétylation DA * Measure DA Degree of Acetylation
Tableau 1 : Efficacité de la désacétylation selon le broyage préalable de la chitine Table 1: Efficacy of the deacetylation according to the prior grinding of chitin
Les conditions de la désacétylation effectuée dans l’essai rapporté dans le Tableau 1 sont les suivantes : 4 heures de réaction, 100°C, NaOH en solution aqueuse à 30% en volume, dans un ratio chitine estimée : solution de NaOH égal à 1 :20. The conditions of the deacetylation carried out in the test reported in Table 1 are as follows: 4 hours of reaction, 100 ° C., NaOH in aqueous solution at 30% by volume, in an estimated chitin ratio: NaOH solution equal to 1 20.
Par conséquent, la chitine est préférentiellement broyée à une taille de particules inférieure à 300 pm, telle qu’une taille inférieure à 260 pm, ou inférieure à 200 pm, ou encore, inférieure à 160 pm. Therefore, chitin is preferentially milled to a particle size of less than 300 μm, such as less than 260 μm, less than 200 μm, or less than 160 μm.
· Etape 9 : Désacétylation de la chitine · Step 9: Deacetylation of chitin
Cette étape n’est mise en oeuvre que dans le cas où l’obtention de chitosan est souhaitée. This step is implemented only in the case where obtaining chitosan is desired.
La chitine est ensuite placée dans un réacteur où est ajoutée une base. The chitin is then placed in a reactor where a base is added.
Avantageusement, la désacétylation de la chitine est réalisée à l’aide d’une base forte. Advantageously, the deacetylation of chitin is carried out using a strong base.
Avantageusement, la base forte est choisie parmi l’hydroxyde de sodium ou soude, de potassium, et d’ammonium. De préférence, la base forte est l’hydroxyde de sodium ou de potassium, plus préférentiellement l’hydroxyde de sodium. Advantageously, the strong base is chosen from sodium hydroxide or sodium hydroxide, potassium hydroxide, and ammonium hydroxide. Preferably, the strong base is sodium or potassium hydroxide, more preferably sodium hydroxide.
De préférence, la base utilisée pour le traitement basique est sous forme d’une solution basique aqueuse, de préférence une solution basique aqueuse concentrée. Preferably, the base used for the basic treatment is in the form of an aqueous basic solution, preferably a concentrated aqueous basic solution.
Dans ce cas, la concentration molaire de la base en solution aqueuse est avantageusement comprise entre 4 et 25 mol.L1, de préférence comprise entre 6 et 22 mol.L 1, plus préférentiellement comprise entre 8 et 19 mol.L1, encore plus
préférentiellement comprise entre 10 et 19 mol. L \ de manière encore plus préférentielle comprise entre 12,5 et 19 mol.L1. In this case, the molar concentration of the base in aqueous solution is advantageously between 4 and 25 mol.L 1 , preferably between 6 and 22 mol.L 1 , more preferably between 8 and 19 mol.L 1 , still more preferably between 10 and 19 mol. Even more preferably between 12.5 and 19 mol.L 1 .
De préférence, la concentration de la base est ajustée de manière à obtenir un ratio base en poids sec en g : chitine en poids sec en g : eau en poids en g compris entre 18 : 1 : 35 et 55 : 1 : 55, tel que par exemple compris entre 18 : 1 : 35 et 30 : 1 : 55, ou d’environ 24 : 1 : 45, plus préférentiellement d’environ 38 : 1 : 50. Les valeurs plus préférées sont notamment celles à mettre en oeuvre lors de l’utilisation d’hydroxyde de sodium. Preferably, the concentration of the base is adjusted so as to obtain a base ratio by dry weight in g: chitin dry weight in g: water by weight in g between 18: 1: 35 and 55: 1: 55, such for example between 18: 1: 35 and 30: 1: 55, or about 24: 1: 45, more preferably about 38: 1: 50. The most preferred values are especially those to be used when of the use of sodium hydroxide.
De préférence, la désacétylation est réalisée pendant 1 à 24 heures et préférentiellement 2 à 18 heures. Preferably, the deacetylation is carried out for 1 to 24 hours and preferably 2 to 18 hours.
Avantageusement, cette désacétylation est réalisée en deux fois, avec une étape intermédiaire de neutralisation du pH. Par exemple, la désacétylation pourra être réalisée en deux fois deux heures, c’est-à-dire pendant 4 heures, avec une étape intermédiaire de neutralisation du pH intermédiaire. Advantageously, this deacetylation is carried out twice, with an intermediate step of neutralizing the pH. For example, the deacetylation can be carried out in two times two hours, that is to say for 4 hours, with an intermediate intermediate pH neutralization step.
La température de désacétylation se situe avantageusement entre 80 et 150°C, de préférence entre 90 et 120 °C et plus préférentiellement à I OO 'Ό. The deacetylation temperature is advantageously between 80 and 150.degree. C., preferably between 90 and 120.degree. C. and more preferably at 100.degree.
• Etape 10 : Récupération du chitosan • Step 10: Recovery of chitosan
L’étape 10 de récupération du chitosan, à partir du milieu réactionnel obtenu à la fin de l’étape 9, peut être réalisée par toute méthode de récupération appropriée. Ces méthodes sont connues de l’homme du métier. The step 10 of recovering chitosan from the reaction medium obtained at the end of step 9 can be carried out by any appropriate recovery method. These methods are known to those skilled in the art.
A titre d’exemple, on peut citer la filtration, la centrifugation et la décantation. By way of example, mention may be made of filtration, centrifugation and decantation.
Avantageusement, la récupération du chitosan est réalisée par filtration. Advantageously, the recovery of chitosan is carried out by filtration.
Dans le cas où l’étape 8 de broyage de la chitine est mise en oeuvre, le chitosan récupéré est sous forme de poudre. In the case where step 8 of chitin grinding is carried out, the recovered chitosan is in powder form.
Le chitosan peut ensuite subir toute opération connue de l’homme du métier permettant de le fonctionnaliser, notamment par l’ajout de radicaux (carboxylation, hydroxylation...). Chitosan can then undergo any operation known to those skilled in the art to functionalize it, including the addition of radicals (carboxylation, hydroxylation ...).
• Etape (optionnelle) 11 : Lavage • Step (optional) 11: Wash
Le chitosan récupéré à l’issue de l’étape 10 est ensuite optionnellement lavé. The chitosan recovered at the end of step 10 is then optionally washed.
L’étape 1 1 de lavage du chitosan est avantageusement réalisée à l’aide d’eau du robinet. De préférence, cette eau a une température comprise entre 15 et 60 °C. Step 1 1 of washing the chitosan is advantageously carried out using tap water. Preferably, this water has a temperature between 15 and 60 ° C.
De préférence, le lavage est réalisé jusqu’à neutralisation du pH. Preferably, the washing is carried out until the pH is neutralized.
• Etape (optionnelle) 12 : Séchage • Step (optional) 12: Drying
Le chitosan, pouvant être sous forme de poudre, est ensuite optionnellement séché entre 30 et dO 'Ό, avantageusement entre 50 et 70 °C, de préférence à environ
60‘Ό, pour obtenir du chitosan ou une poudre de chitosan ayant une teneur en matière sèche supérieure à 85%, plus particulièrement supérieure à 90%. The chitosan, which may be in the form of a powder, is then optionally dried between 30 and 60%, advantageously between 50 and 70.degree. 60'Ό, to obtain chitosan or a chitosan powder having a dry matter content greater than 85%, more particularly greater than 90%.
L’étape de séchage est réalisée pendant une durée comprise entre 10 et 80 heures, de préférence pendant environ 24 heures. The drying step is carried out for a period of between 10 and 80 hours, preferably for about 24 hours.
Avantageusement, le séchage est réalisé à l’aide d’une étuve de séchage, telle que le modèle FED 1 15 ou FP53 de la société Binder®. Advantageously, the drying is carried out using a drying oven, such as model FED 1 15 or FP53 from Binder®.
L’invention sera mieux comprise au vu des exemples qui suivent, qui sont donnés à titre illustratif. EXEMPLE 1 : Procédé d’obtention de chitine selon l’invention The invention will be better understood from the following examples, which are given for illustrative purposes. EXAMPLE 1 Process for Obtaining Chitin According to the Invention
I. Matériel et méthodes I. Materials and methods
Des larves de Tenebrio molitor ont été utilisées. A réception des larves, ces dernières peuvent être stockées à 4°C pendant 0 à 15 jours dans leurs bacs d’élevage avant l’abattage sans dégradation majeure. Le poids des larves (âge) utilisées est variable et par conséquent leur composition peut varier, comme cela est illustré dans le Tableau 2 ci-après : Tenebrio molitor larvae were used. On receipt of the larvae, they can be stored at 4 ° C for 0 to 15 days in their breeding tanks before slaughter without major degradation. The weight of the larvae (age) used is variable and therefore their composition may vary, as illustrated in Table 2 below:
* Les % sont exprimés en poids sec sur le poids humide de larves. * % Is expressed as dry weight on wet weight of larvae.
Tableau 2 : Composition biochimique des larves de Tenebrio molitor selon leur poids. Table 2: Biochemical composition of larvae of Tenebrio molitor according to their weight.
· Etape 1 : Abattage des insectes · Step 1: Slaughtering insects
Les larves vivantes (+4°C à + 25°C) sont convoyées en couche d’épaisseur comprise entre 2 et 10 cm, sur un tapis à bande perforé (1 mm) jusqu’à une chambre de blanchiment. Les insectes sont ainsi blanchis à la vapeur (buses ou lit de vapeur) à 98‘C sous ventilation forcée ou bien à l’eau à 92-95 'Ό (buses d’aspersion) ou en mode mixte (eau + vapeur). Le temps de séjour dans la chambre de blanchiment est compris entre 5 secondes et 15 minutes, idéalement 5 minutes. Live larvae (+ 4 ° C to + 25 ° C) are conveyed in a thickness of between 2 and 10 cm, on a perforated belt (1 mm) to a bleaching chamber. The insects are thus bleached with steam (nozzles or steam bed) at 98 ° C under forced ventilation or with water at 92-95 'Ό (spray nozzles) or in mixed mode (water + steam). The residence time in the bleaching chamber is between 5 seconds and 15 minutes, ideally 5 minutes.
La température des larves en sortie de blanchiment est comprise entre 75 'Ό et The temperature of the larvae at the bleaching outlet is between 75 'Ό and
98°C. 98 ° C.
• Etape 2 : Séparation de la partie molle des cuticules des insectes
Les larves, une fois blanchies, sont convoyées jusqu’à la trémie d’alimentation d’un séparateur à bande, afin de séparer les cuticules de la partie molle des larves. • Step 2: Separation of the soft part of cuticles from insects The larvae, once blanched, are conveyed to the feed hopper of a band separator to separate cuticles from the soft part of the larvae.
Avantageusement, la séparation s’effectue immédiatement après l’abattage de manière à ce que les larves n’aient pas le temps de refroidir à température ambiante. Advantageously, the separation takes place immediately after slaughtering so that the larvae do not have time to cool to room temperature.
Le séparateur à bande utilisé est un séparateur à bande 601 de la société Baader. The band separator used is a 601 band separator from Baader.
Le diamètre des perforations du tambour est de 1 ,3 mm. The diameter of the perforations of the drum is 1, 3 mm.
La partie molle des insectes est récupérée dans une cuve. The soft part of the insects is recovered in a tank.
Les cuticules sont récupérées à l’aide d’un couteau racleur. The cuticles are recovered using a scraper knife.
Le pourcentage de matière sèche des cuticules est d’environ 35-45%. The dry matter percentage of the cuticles is about 35-45%.
• Etape 3 : Hydrolyse enzymatique des cuticules par une protéase Step 3: enzymatic hydrolysis of cuticles by a protease
Dans 1 tricol de 2 L muni d’un réfrigérant et d’un agitateur (Heidolph® RZR1 ), on place 160,015 ± 0.007 g de cuticules humides obtenues à l’étape 2 (Matière sèche = 38 ± 5%), 8 g de Prolyve® NP (5 % de la masse de cuticules humides) et 1 ,6 L ± 0,02 L d’eau chaude. Le milieu est chauffé avec un bain marie à une température de 60 ± 2 °C pendant 6 heures. Ensuite, la température est portée à 80‘O pendant 15 min. Le milieu réactionnel est ensuite séparé via extracteur de jus (Angelia 7500). Pendant toute la réaction, le milieu réactionnel est soumis à une agitation de 280 rpm. Le pH est compris entre 6 et 8, de préférence entre 6,5 et 7,5. L’activité spécifique de la Prolyve® NP est de 1 132,1 I.U./g d’enzyme. On utilise 8 g de Prolyve® NP, soit 9056,8 I.U pour 160,015 ± 0.007 g de cuticules humides (Matière sèche = 38 ± 5%). La concentration de l’enzyme est donc d’environ 149 I.U./g de matière sèche de cuticules. In 2 liters of 3 liters with a condenser and a stirrer (Heidolph® RZR1), 160.015 ± 0.007 g of wet cuticles obtained in step 2 (dry matter = 38 ± 5%), 8 g of Prolyve® NP (5% of the mass of wet cuticles) and 1, 6 L ± 0.02 L of hot water. The medium is heated with a water bath at a temperature of 60 ± 2 ° C for 6 hours. Then the temperature is raised to 80 ° for 15 minutes. The reaction medium is then separated by juice extractor (Angelia 7500). Throughout the reaction, the reaction medium is stirred at 280 rpm. The pH is between 6 and 8, preferably between 6.5 and 7.5. The specific activity of Prolyve® NP is 1132.1 I.U./g enzyme. 8 g of Prolyve® NP is used, ie 9056.8 IU for 160.015 ± 0.007 g of wet cuticles (dry matter = 38 ± 5%). The concentration of the enzyme is therefore about 149 I.U./g dry matter of cuticles.
On obtient 58 ± 2 g de résidu solide, et un hydrolysat. Le résidu solide est mélangé pour être homogène, pesé puis mis au réfrigérateur pour la nuit. L’hydrolysat est lyophilisé. 58 ± 2 g of solid residue and a hydrolyzate are obtained. The solid residue is mixed to be homogeneous, weighed and then refrigerated for the night. The hydrolyzate is lyophilized.
• Etape 4 : Traitement basique du résidu solide • Step 4: Basic treatment of the solid residue
Dans un tricol de 2 L muni d’un réfrigérant et d’un agitateur mécanique (Heidolph® RZR1 ), on place le résidu solide obtenu à l’étape 3 (Matière Sèche = 44 ± 16%) et 512,05 ± 0,02 mL de solution aqueuse d’hydroxyde de sodium de concentration égale à 1 mol.L 1. Le milieu est chauffé avec un bain d’huile à une température de 90 ± 2 'O pendant 24 heures. In a 2 L three-neck flask fitted with a condenser and a mechanical stirrer (Heidolph® RZR1), the solid residue obtained in step 3 (dry matter = 44 ± 16%) and 512.05 ± 0 is placed. 02 mL of aqueous solution of sodium hydroxide of concentration equal to 1 mol.L 1 . The medium is heated with an oil bath at a temperature of 90 ± 2 ° for 24 hours.
On utilise donc environ 0,02 L de solution aqueuse d’hydroxyde de sodium par gramme de matière sèche de résidu solide. About 0.02 L of aqueous sodium hydroxide solution is therefore used per gram of solids solids.
Le ratio base en poids sec en g : résidu solide en poids sec en g : eau en poids en g est environ égal à 0,36 : 0,45 : 9,23.
• Etape 5 : Récupération de la chitine The basic ratio by dry weight in g: solid residue by dry weight in g: water by weight in g is approximately equal to 0.36: 0.45: 9.23. • Step 5: Recovery of chitin
Le milieu réactionnel obtenu à l’issue de l’étape 4 est ensuite filtré (Filtre SEFAR MEDIFAB® 03-60/42) de sorte à récupérer la chitine. The reaction medium obtained at the end of step 4 is then filtered (SEFAR Filter MEDIFAB® 03-60 / 42) so as to recover the chitin.
• Etape (optionnelle) 6 : Lavage de la chitine • Step (optional) 6: Wash the chitin
La chitine récupérée à l’issue de l’étape 5 est ensuite rincée à l’eau tiède du robinet jusqu’à neutralisation du pH. The chitin recovered at the end of step 5 is then rinsed with warm tap water until the pH is neutralized.
• Etape (optionnelle) 7 : Séchage de la chitine • Step (optional) 7: Drying of chitin
La chitine est ensuite séchée pendant 24 heures, à 60 °C, dans une étuve de séchage (Binder®, modèle FP53). The chitin is then dried for 24 hours, at 60 ° C, in a drying oven (Binder®, model FP53).
On obtient ainsi 9,6 ± 0,2 g de chitine. 9.6 ± 0.2 g of chitin are thus obtained.
II. Méthodes d’analyse II. Analytical methods
Mesure de la matière sèche et du taux d’humidité Measurement of dry matter and moisture content
Le pourcentage de matière sèche et le taux d’humidité sont calculés de la façon suivante. The percentage of dry matter and the moisture content are calculated as follows.
2 g de chitine sont pesés dans des coupelles, introduits dans une étuve de séchage (Binder®, modèle FED 1 15) et séchés à 105 'O pendant 24 h (ou jusqu’à séchage complet). 2 g of chitin are weighed into cups, introduced into a drying oven (Binder®, model FED 1 15) and dried at 105 ° for 24 h (or until complete drying).
Le pourcentage de matière sèche est obtenu en faisant le rapport de la masse sèche de chitine après séchage sur la masse de chitine avant séchage. The percentage of dry matter is obtained by making the ratio of the dry mass of chitin after drying on the mass of chitin before drying.
Le taux d’humidité est obtenu en ôtant le pourcentage de matière sèche à la valeur de 100%. The moisture content is obtained by removing the percentage of dry matter to the value of 100%.
Cette méthode de mesure peut également être utilisée pour mesurer le pourcentage de matière sèche et le taux d’humidité des cuticules. This measurement method can also be used to measure the percentage of dry matter and the moisture content of the cuticles.
Mesure du taux de cendres Ash content measurement
Le taux de cendres a été déterminé selon la méthode norme NF V18-101. The ash content was determined according to the NF V18-101 standard method.
Mesure de la teneur en protéines brutes Measurement of crude protein content
Le taux de protéines est obtenu par la méthode Dumas, avec le coefficient de conversion de 6,25, adaptée de la norme NF EN ISO 16634-1. The protein content is obtained by the Dumas method, with the conversion coefficient of 6.25, adapted from the NF EN ISO 16634-1 standard.
Mesure de la teneur en lipides ou matières grasses Measurement of fat or fat content
Le taux de lipides est obtenu par une méthode adaptée du règlement CE 152/2009 - procédé B - SN. The lipid content is obtained by a method adapted from EC regulation 152/2009 - process B - SN.
Teneur et abondance relative en acides aminés Relative content and abundance of amino acids
La teneur en acides aminés de la chitine selon l’invention est de préférence déterminée selon la méthode NF EN ISO 13904 ou une méthode adaptée du règlement CE 152/2009 du 27-01 -2009 - SN (ces deux méthodes étant équivalentes) pour le
tryptophane, et selon la méthode NF EN ISO 13903 ou une méthode issue du règlement CE 152/2009 du 27-01 -2009 - SN pour les autres acides aminés (ces deux méthodes étant équivalentes). The amino acid content of the chitin according to the invention is preferably determined according to the method NF EN ISO 13904 or an adapted method of the EC regulation 152/2009 of 27 January -2009 - SN (these two methods being equivalent) for the tryptophan, and according to the method NF EN ISO 13903 or a method resulting from the regulation CE 152/2009 of 27-01 -2009 - SN for the other amino acids (these two methods being equivalent).
L’abondance relative a été calculée en rapportant la teneur de chaque acide aminé à la teneur totale en acides aminés. Relative abundance was calculated by relating the content of each amino acid to the total amino acid content.
Teneur totale en acides aminés Total amino acid content
La teneur totale en acides aminés a été déterminée en additionnant les valeurs individuelles obtenues pour chaque acide aminé, y compris le tryptophane. The total amino acid content was determined by summing the individual values obtained for each amino acid, including tryptophan.
Pureté par différence Purity by difference
Dans le cas de cette mesure, les teneurs en impuretés connues (acides aminés, lipides et cendres) ont été soustraites à la valeur de pureté absolue (100%) pour obtenir la valeur de la pureté estimée par différence. Par exemple, un échantillon qui contient 30% d’acides aminés, 10% de lipides et 1 % de cendres, se voit dès lors attribuer une pureté par différence de 100-30-10-1 =59% In the case of this measurement, the known impurity contents (amino acids, lipids and ash) were subtracted from the value of absolute purity (100%) to obtain the value of the purity estimated by difference. For example, a sample that contains 30% amino acids, 10% lipids and 1% ash, is then assigned a purity by difference of 100-30-10-1 = 59%
Masse moléculaire de la chitine Molecular weight of chitin
La masse moléculaire a été déterminée selon une méthode de mesure de la viscosité par chute de bille basée sur celle décrite dans la publication suivante : « Pacheco et al. ; Structural characterization of chitin and chitosan obtained by biological and Chemical methods ; Biomacromolecules ; 12, 3285-3290, 2011 ». The molecular weight was determined according to a method of measuring the falling ball viscosity based on that described in the following publication: "Pacheco et al. ; Structural characterization of chitin and chitosan obtained by biological and chemical methods; Biomacromolecules; 12, 3285-3290, 2011 ".
En particulier, la méthode de détermination de la masse moléculaire de la chitine repose sur des mesures de viscosité de solutions diluées de chitine. Les dilutions sont réalisées dans du diméthyleacétamide contenant 5% de chlorure de lithium (DMAc-LiCI 5%). En effet, les polymères en solution augmentent la viscosité d’un solvant. La viscosité du polymère en solution dépend de sa concentration et de sa masse moléculaire. La relation est définie par l’équation de Mark-Houwink-Sakurada : In particular, the method for determining the molecular weight of chitin relies on viscosity measurements of dilute solutions of chitin. The dilutions are carried out in dimethylacetamide containing 5% lithium chloride (DMAc-LiCl 5%). Indeed, the polymers in solution increase the viscosity of a solvent. The viscosity of the polymer in solution depends on its concentration and molecular weight. The relation is defined by the Mark-Houwink-Sakurada equation:
[h] = KMa [h] = KM a
avec [h] : la viscosité intrinsèque, M : la masse moléculaire, K et a des constantes spécifiques d’un système solvant/polymère à une température donnée. with [h]: the intrinsic viscosity, M: the molecular weight, K and has specific constants of a solvent / polymer system at a given temperature.
Les valeurs pour la chitine dissoute dans le solvant DMAc-LiCI 5 % à 25 'Ό sont : K = 0,24 mL.g-1 et a = 0,69 (Pacheco et al ; 201 1 ). The values for chitin dissolved in 5% DMAc-LiCl 5 at 25 ° C. are: K = 0.24 mL · g -1 and a = 0.69 (Pacheco et al; 201 1).
La viscosité intrinsèque correspond à la viscosité spécifique quand la concentration du polymère tend vers zéro. The intrinsic viscosity corresponds to the specific viscosity when the concentration of the polymer tends to zero.
[h] = c li®m 0 ( v^ c ) / [h] = c li®m 0 (v ^ c) /
Pour mesurer la viscosité spécifique de la chitine, cinq solutions de faibles concentrations sont préparées dans le DMAc-LiCI 5 %. Les temps d’écoulement du
solvant seul (t0) et des solutions (t) des différentes concentrations sont mesurés par un micro viscosimètre à chute de bille pour calculer la viscosité relative (hG). A partir de la viscosité relative fa), il est nécessaire de calculer les viscosités spécifiques (her), réduites (hίbά) et inhérentes (hih^ de chaque concentration de chitine.
To measure the specific viscosity of chitin, five low concentration solutions are prepared in 5% DMAc-LiCl. The flow times of the Solvent alone (t 0 ) and solutions (t) of the different concentrations are measured by a ball drop micro-viscometer to calculate the relative viscosity (h G ). From the relative viscosity fa), it is necessary to calculate the specific viscosities (h er), restricted (h ίbά) and inherent (h ih ^ of each concentration of chitin.
La viscosité intrinsèque est alors calculée en traçant les courbes « concentration vs. viscosité réduite » (pente positive) et « concentration vs. viscosité inhérente » (pente négative). Chacune de ces courbes est extrapolée à la concentration de zéro. L’ordonnée à l’origine correspond à la viscosité intrinsèque. Des résultats similaires sont0 attendus des deux courbes. Enfin, pour déterminer la masse moléculaire de la chitine, l’équation de Mark-Houwink-Sakurada est appliquée. The intrinsic viscosity is then calculated by plotting the curves "concentration vs. reduced viscosity "(positive slope) and" concentration vs. inherent viscosity "(negative slope). Each of these curves is extrapolated to zero concentration. The ordinate at the origin corresponds to the intrinsic viscosity. Similar results are expected from both curves. Finally, to determine the molecular mass of chitin, the Mark-Houwink-Sakurada equation is applied.
III. Résultats III. Results
Les propriétés de la chitine obtenue sont présentées dans le Tableau 3 ci-5 dessous. The properties of the chitin obtained are shown in Table 3 below.
*MS : matière sèche * MS: dry matter
Tableau 3 : Propriétés de la chitine obtenue dans l’Exemple 1 TABLE 3 Properties of Chitin Obtained in Example 1
L’abondance relative en acides aminés de la chitine obtenue est présentée dans le Tableau 4 ci-dessous. Elle est exprimée en %. The relative amino acid abundance of the chitin obtained is shown in Table 4 below. It is expressed in%.
Tableau 4 : Abondance relative en acides aminés de la chitine obtenue dans l’Exemple 1 Table 4: Relative amino acid abundance of chitin obtained in Example 1
Trois acides aminés apparaissent particulièrement résistants au procédé, à savoir la valine, l’histidine et la lysine. Ils représentent en effet plus de 93% des acides aminés résiduels. Three amino acids appear particularly resistant to the process, namely, valine, histidine and lysine. They represent in fact more than 93% of the residual amino acids.
EXEMPLE 2 : Procédé d’obtention de chitosan selon l’invention EXAMPLE 2 Process for Obtaining Chitosan According to the Invention
Pour préparer le chitosan, on utilise la chitine résultant de l’étape 5, 6 ou 7 de l’Exemple 1. To prepare chitosan, the chitin resulting from step 5, 6 or 7 of Example 1 is used.
· Etape (optionnelle) 8 : Broyage de la chitine · Step (optional) 8: Crushing chitin
La chitine a été broyée dans un broyeur ultracentrifuge à tamis à une taille de 250 pm. The chitin was milled in an ultracentrifugal screen mill at a size of 250 μm.
• Etape 9 : Désacétylation de la chitine • Step 9: Deacetylation of chitin
La chitine est ensuite placée dans un réacteur où est ajoutée une solution de soude concentrée. L’hydroxyde de sodium en solution aqueuse à une teneur de 50% (soit une concentration d’hydroxyde de sodium en solution aqueuse de 12,5 mol/L) est ajouté selon un ratio poids en g de chitine broyée / volume en mL d’hydroxyde de sodium en solution aqueuse égal à 1 :50. La cuve est ensuite chauffée à une température de 100°C. La réaction de désacétylation est réalisée pendant 2 fois 2 heures, avec une étape intermédiaire de neutralisation du pH. The chitin is then placed in a reactor where a concentrated sodium hydroxide solution is added. Sodium hydroxide in aqueous solution at a content of 50% (ie a concentration of sodium hydroxide in aqueous solution of 12.5 mol / L) is added according to a weight ratio in g of milled chitin / volume in mL of sodium hydroxide in aqueous solution equal to 1: 50. The tank is then heated to a temperature of 100 ° C. The deacetylation reaction is carried out for 2 times 2 hours, with an intermediate step of neutralizing the pH.
• Etape 10 : Récupération du chitosan • Step 10: Recovery of chitosan
Le milieu réactionnel obtenu à l’issue de l’étape 9 est ensuite filtré (Filtre SEFAR MEDIFAB® 03-60/42) de sorte à récupérer du chitosan. The reaction medium obtained at the end of step 9 is then filtered (SEFAR MEDIFAB® Filter 03-60 / 42) so as to recover chitosan.
• Etape (optionnelle) 11 : Lavage • Step (optional) 11: Wash
Le chitosan récupéré à l’issue de l’étape 10 est ensuite rincé à l’eau tiède du robinet jusqu’à neutralisation du pH. The chitosan recovered at the end of step 10 is then rinsed with warm tap water until the pH is neutralized.
On obtient ainsi du chitosan en poudre. Chitosan powder is thus obtained.
Le chitosan obtenu a une pureté par différence supérieure à 98%. The chitosan obtained has a purity by difference greater than 98%.
La masse moléculaire du chitosan obtenu est égale à 307 +/- 60 kg. mol-1. The molecular weight of the chitosan obtained is equal to 307 +/- 60 kg. mol -1 .
· Etape (optionnelle) 12 : Séchage · Step (optional) 12: Drying
La poudre de chitosan est ensuite séchée à 60°C afin d’obtenir une poudre ayant
une teneur en matière sèche supérieure à 85%. The chitosan powder is then dried at 60 ° C. in order to obtain a powder having a dry matter content greater than 85%.
EXEMPLE 3 : Procédé d’obtention de chitine comparatif I. Matériel et méthodes EXAMPLE 3 Method for Obtaining Comparative Chitin I. Materials and Methods
• Etape 1 : Abattage des insectes • Step 1: Slaughtering insects
Cette étape est identique à celle de l’Exemple 1. This step is identical to that of Example 1.
• Etape 2 : Séparation des cuticules de la partie molle des insectes Cette étape est identique à celle de l’Exemple 1. Step 2: Separation of cuticles from the soft part of insects This step is identical to that of Example 1.
• Etape 3 : Traitement basique des cuticules • Step 3: Basic treatment of cuticles
Dans un tricol de 2 L muni d’un réfrigérant et d’un agitateur mécanique (Heidolph® RZR1 ), on place 90,02 ± 0,02 g de cuticules humides obtenues à l’étape 2 (Matière Sèche = 40,1 ± 0,1 %) et 1 ,80 ± 0,02 L de solution aqueuse d’hydroxyde de sodium de concentration égale à 1 mol.L1. Le milieu est chauffé avec un bain d’huile à une température de 90 ± 2 °C pendant 48 heures. Pendant toute la réaction, le milieu réactionnel est soumis à une agitation de 280 rpm. In a 2 L three-neck equipped with a condenser and a mechanical stirrer (Heidolph® RZR1), 90.02 ± 0.02 g of wet cuticles obtained in step 2 (dry matter = 40.1 ± 0.1%) and 1.80 ± 0.02 L of aqueous sodium hydroxide solution of concentration equal to 1 mol.L 1 . The medium is heated with an oil bath at a temperature of 90 ± 2 ° C for 48 hours. Throughout the reaction, the reaction medium is stirred at 280 rpm.
On utilise donc environ 0,05 L de solution aqueuse d’hydroxyde de sodium par gramme de matière sèche de cuticules. About 0.05 L of aqueous sodium hydroxide solution is therefore used per gram of cuticle solids.
Le ratio base en poids sec en g : cuticules en poids sec en g : eau en poids en g est environ égal à 0,9 :0,45 :22. The ratio by weight of dry weight to g: cuticles in dry weight in g: water in weight in g is approximately equal to 0.9: 0.45: 22.
• Etape 4 : Récupération de la chitine • Step 4: Recovery of chitin
Le milieu réactionnel obtenu à l’issue de l’étape 3 est ensuite filtré (Filtre SEFAR MEDIFAB® 03-60/42) de sorte à récupérer la chitine. The reaction medium obtained at the end of step 3 is then filtered (SEFAR Filter MEDIFAB® 03-60 / 42) so as to recover the chitin.
• Etape (optionnelle) 5 : Lavage de la chitine • Step (optional) 5: Washing the chitin
La chitine récupérée à l’issue de l’étape 4 est ensuite rincée à l’eau tiède du robinet jusqu’à neutralisation du pH. The chitin recovered at the end of step 4 is then rinsed with warm tap water until the pH is neutralized.
• Etape (optionnelle) 6 : Séchage de la chitine • Step (optional) 6: Drying chitin
La chitine est ensuite séchée pendant 24 heures, à 60 °C, dans une étuve de séchage (Binder®, modèle FP53). The chitin is then dried for 24 hours, at 60 ° C, in a drying oven (Binder®, model FP53).
On obtient ainsi 6.3 ± 0.2 g de chitine. 6.3 ± 0.2 g of chitin are thus obtained.
II. Résultats II. Results
Les propriétés de la chitine obtenue à l’issue de l’étape 6 sont présentées dans le Tableau 5 ci-dessous. The properties of the chitin obtained at the end of step 6 are presented in Table 5 below.
*MS : matière sèche * MS: dry matter
**aa : acides aminés * * aa: amino acids
Tableau 5 : Propriétés de la chitine obtenue dans l’Exemple 3 TABLE 5 Properties of Chitin Obtained in Example 3
L’abondance relative en acides aminés de la chitine obtenue est présentée dans le Tableau 6 ci-dessous. Elle est exprimée en %. The relative amino acid abundance of the chitin obtained is shown in Table 6 below. It is expressed in%.
Tableau 6 : Abondance relative en acides aminés de la chitine obtenue dans l’Exemple 3 TABLE 6 Relative Amino Acid Abundance of Chitin Obtained in Example 3
5 acides aminés apparaissent particulièrement résistants au procédé, à savoir l’alanine, la cystéine, la valine, l’histidine et la lysine. L’histidine, la lysine et l’alanine sont les 3 acides aminés les plus résistants. Ils représentent en effet plus de 85% des acides aminés résiduels. 5 amino acids appear particularly resistant to the process, namely alanine, cysteine, valine, histidine and lysine. Histidine, lysine and alanine are the 3 most resistant amino acids. They represent in fact more than 85% of the residual amino acids.
EXEMPLE 4 : Obtention de chitine selon l’invention à partir de différents insectes EXAMPLE 4 Obtaining chitin according to the invention from different insects
Différents insectes ont été utilisés dans cet exemple : Tenebrio molitor, Different insects were used in this example: Tenebrio molitor,
Pachnoda marginata, Zophobas morio et Galleria mellonella. Pachnoda marginata, Zophobas morio and Galleria mellonella.
Les cuticules ont été obtenues à partir du stade larvaire des différents insectes
selon les étapes 1 et 2 décrites à l’Exemple 1. Cuticles were obtained from the larval stage of different insects according to steps 1 and 2 described in Example 1.
• Hydrolyse enzymatique des cuticules par une protéase • Enzymatic hydrolysis of cuticles by a protease
Les cuticules subissent alors une étape d’hydrolyse enzymatique dans les conditions suivantes : The cuticles then undergo an enzymatic hydrolysis step under the following conditions:
Dans un tricol de 2 L muni d’un réfrigérant et d’un agitateur (Heidolph® RZR1 ), on place ITH g de cuticules humides obtenues à l’étape précédente (Matière sèche = ni %), une quantité qi (g ou mL) de protéase et 1 ,6 L ± 0,02 L d’eau chaude, de sorte que la concentration de protéase soit d’environ 140 I.U./g de cuticules sèches. Le milieu est chauffé avec un bain marie à une température de 60 ± 2°C pendant 6 heures. Ensuite, la température est portée à 80‘C pendant 15 min. Le milieu réactionnel est ensuite séparé via un extracteur de jus (Angelia 7500). Pendant toute la réaction, le milieu réactionnel est soumis à une agitation de 300 rpm. Le pH est compris entre 6 et 8, de préférence entre 6,5 et 7,5. In a 2 L three-neck equipped with a condenser and a stirrer (Heidolph® RZR1), ITH g of wet cuticles obtained in the preceding step (dry matter = ni%), a qi (g or mL quantity) are placed. ) of protease and 1.6 L ± 0.02 L of hot water, so that the protease concentration is about 140 IU / g of dry cuticles. The medium is heated with a water bath at a temperature of 60 ± 2 ° C for 6 hours. Then the temperature is raised to 80 ° C for 15 minutes. The reaction medium is then separated via a juice extractor (Angelia 7500). Throughout the reaction, the reaction medium is stirred at 300 rpm. The pH is between 6 and 8, preferably between 6.5 and 7.5.
On obtient m2 g de résidu solide, et un hydrolysat. Les différentes conditions expérimentales sont résumées dans le Tableau 7. Le résidu solide est mélangé pour être homogène, pesé puis mis au réfrigérateur pour la nuit. L’hydrolysat est lyophilisé. M 2 g of solid residue and a hydrolyzate are obtained. The various experimental conditions are summarized in Table 7. The solid residue is mixed to be homogeneous, weighed and then refrigerated for the night. The hydrolyzate is lyophilized.
Tableau 7 : Conditions expérimentales des différentes hydrolyses enzymatiques en fonctions des insectes utilisés Table 7: Experimental conditions of the different enzymatic hydrolyses as functions of the insects used
• Traitement basique du résidu solide • Basic treatment of solid residue
Dans un tricol de 2 L muni d’un réfrigérant et d’un agitateur mécanique In a 2 L tricolor equipped with a refrigerant and a mechanical stirrer
(Heidolph® RZR1 ), on place m2g de résidu solide obtenu à l’étape précédente (Matière sèche = n2 %), et un volume Vi (Vi = m2 * n2 *25 mL) de solution aqueuse d’hydroxyde de sodium (ou d’hydroxyde de potassium) de concentration égale à 1 ,0 mol.L 1. Le milieu est chauffé avec un bain d’huile à une température de 90 ± 2°C pendant 48 heures. Pendant toute la réaction, le milieu réactionnel est soumis à une agitation de 300 rpm.
• Récupération, lavage et séchage de la chitine (Heidolph® RZR1), place m 2 g of solid residue obtained in the preceding step (dry matter = n 2 %), and a volume Vi (Vi = m 2 * n 2 * 25 mL) of aqueous solution of sodium hydroxide (or potassium hydroxide) of concentration equal to 1.0 mol.L 1 . The medium is heated with an oil bath at a temperature of 90 ± 2 ° C for 48 hours. Throughout the reaction, the reaction medium is stirred at 300 rpm. • Recovery, washing and drying of chitin
La chitine est récupérée à l’issue de l’étape de traitement basique, lavée puis séchée dans les conditions décrites aux étapes 5, 6 et 7 de l’Exemple 1 respectivement. Chitin is recovered at the end of the basic treatment step, washed and then dried under the conditions described in steps 5, 6 and 7 of Example 1 respectively.
Les conditions expérimentales du traitement basique pour différents insectes sont présentées dans le Tableau 8. Experimental conditions of basic treatment for different insects are presented in Table 8.
Tableau 8 : Conditions expérimentales du traitement basique de différents insectes Table 8: Experimental conditions of basic treatment of different insects
On recueille une masse m3 de chitine. Le rendement est calculé de la manière suivante : m3/m’i*100 et les résultats sont indiqués dans le Tableau 9. A mass m 3 of chitin is collected. The yield is calculated as follows: m 3 / m * 100 and the results are shown in Table 9.
Tableau 9 : Rendements d’extraction de chitine pour différents insectes Table 9: Chitin extraction yields for different insects
Les chitines sont ensuite analysées selon les méthodes d’analyses indiquées au point II de l’Exemple 1. Les résultats d’analyses sont présentés dans le Tableau 10, dans lequel les teneurs en cendres, lipides et acides aminés correspondent à des teneurs en
gramme pour 100 g de matière sèche. The chitins are then analyzed according to the analysis methods indicated in point II of Example 1. The results of analyzes are shown in Table 10, in which the ash, lipid and amino acid contents correspond to levels of gram per 100 g of dry matter.
Tableau 10 : Propriétés des chitines obtenues à partir de différents insectes et différentes protéases Table 10: Properties of chitins obtained from different insects and different proteases
Le procédé selon l’invention permet d’obtenir une chitine présentant une pureté élevée, et ce, quel que soit l’insecte ou les conditions d’hydrolyse (protéase et base) utilisé(es). The method according to the invention makes it possible to obtain a chitin having a high purity, and this, whatever the insect or the hydrolysis conditions (protease and base) used.
L’abondance relative en acides aminés des chitines obtenues est présentée dans le Tableau 1 1 ci-dessous et est exprimée en pourcentages.
The relative amino acid abundance of the chitins obtained is shown in Table 1 1 below and is expressed in percentages.
de différents insectes different insects
Les conditions d’hydrolyse enzymatique (protéase utilisée), du traitement basique (NaOH ou KOH) ainsi que les insectes utilisés influent sur la composition en acides aminés de la chitine résultante. The conditions of enzymatic hydrolysis (protease used), basic treatment (NaOH or KOH) as well as the insects used influence the amino acid composition of the resulting chitin.
EXEMPLE 5 : Obtention de chitosan selon l’invention à partir de différents insectes EXAMPLE 5 Obtaining chitosan according to the invention from different insects
• Broyage de la chitine • Grinding of chitin
Chaque chitine obtenue à l’Exemple 4 est broyée finement dans un broyeur centrifuge (Retsch® ZM200) avec une grille de pores 250 pm. Each chitin obtained in Example 4 is finely ground in a centrifugal mill (Retsch® ZM200) with a 250 μm pore grid.
• Désacétylation de la chitine • Deacetylation of chitin
Dans un tricol de 2 L muni d’un réfrigérant et d’un agitateur (Heidolph® RZR1 ), on place une masse de m4 g de la chitine obtenue après l’étape de broyage, et un volume V2 (V2 = m4 *50 mL) de solution aqueuse d’hydroxyde de sodium (ou d’hydroxyde de
potassium) de concentration égale à 19,0 mol.L 1. Le milieu est chauffé avec un bain d’huile à une température de 100 ± 2°C pendant 2 heures. Pendant toute la réaction, le milieu réactionnel est soumis à une agitation de 300 rpm. In a 2 L three-neck equipped with a condenser and a stirrer (Heidolph® RZR1), a mass of m 4 g of the chitin obtained after the milling stage is placed, and a volume V 2 (V 2 = m 4 * 50 mL) of aqueous solution of sodium hydroxide (or hydroxide potassium) of concentration equal to 19.0 mol.L 1 . The medium is heated with an oil bath at a temperature of 100 ± 2 ° C for 2 hours. Throughout the reaction, the reaction medium is stirred at 300 rpm.
• Récupération du chitosan • Recovery of chitosan
Le milieu réactionnel obtenu à l’issue de l’étape de désacétylation est ensuite filtré (Filtre SEFAR MEDIFAB® 03-60/42) de sorte à récupérer le chitosan. The reaction medium obtained at the end of the deacetylation step is then filtered (SEFAR Filter MEDIFAB® 03-60 / 42) so as to recover the chitosan.
• Lavage du chitosan • Washing of chitosan
Le chitosan récupéré est ensuite rincé à l’eau tiède du robinet jusqu’à neutralisation du pH. The recovered chitosan is then rinsed with warm tap water until the pH is neutralized.
II est ensuite remis en réaction dans un tricol contenant la même quantité de solution aqueuse d’hydroxyde de sodium (ou d’hydroxyde de potassium) et les 3 étapes précédentes (désacétylation, récupération et lavage) sont répétées à l’identique. It is then reacted in a tricolor containing the same amount of aqueous solution of sodium hydroxide (or potassium hydroxide) and the previous 3 steps (deacetylation, recovery and washing) are repeated identically.
• Séchage du chitosan • Drying of chitosan
Les étapes de désacétylation, récupération et lavage sont donc réalisées deux fois au total. A l’issue de ces étapes, le chitosan est séché pendant 24 heures, à 60‘O, dans une étuve de séchage (Binder®, modèle FP53). On recueille une masse m5 de chitosan. Le rendement est calculé de la manière suivante : m5/m4 *100 et les résultats sont résumés dans le Tableau 12. En particulier, le Tableau 12 fait référence à un ratio base : chitine : eau qui est un ratio en poids sec en g pour la base et la chitine, et en poids en g pour l’eau. The deacetylation, recovery and washing steps are therefore carried out twice in total. At the end of these steps, the chitosan is dried for 24 hours, at 60 ° C., in a drying oven (Binder®, model FP53). A mass m 5 of chitosan is collected. The yield is calculated as follows: m 5 / m 4 * 100 and the results are summarized in Table 12. In particular, Table 12 refers to a base ratio: chitin: water which is a ratio by dry weight in g for base and chitin, and in weight in g for water.
Tableau 12 : Masses de chitine, volume
base et rendement d’obtention de chitosan en fonction des insectes Table 12: Chitin masses, volume base and yield of obtaining chitosan according to insects
Les chitosans sont ensuite analysés selon les méthodes d’analyses indiquées au point II de l’Exemple 1 . Les résultats d’analyses sont présentés dans le Tableau 13, dans lequel les teneurs en cendres, lipides et acides aminés correspondent à des teneurs en gramme pour 100 g de matière sèche. Dans ce tableau, la teneur en lipides mesurée est à la limite de détection. The chitosans are then analyzed according to the analysis methods indicated in point II of Example 1. The results of analyzes are shown in Table 13, in which the ash, lipid and amino acid contents correspond to contents in grams per 100 g of dry matter. In this table, the measured lipid content is at the limit of detection.
Tableau 13 ’ropriétés des chitosans obtenus à partir de différents insectes Table 13 Ownership of chitosans obtained from different insects
Le procédé selon l’invention permettant d’obtenir une chitine de pureté élevée, le chitosan résultant présente également cette caractéristique, même dans des conditions de désacétylation différentes.
Since the process according to the invention makes it possible to obtain a chitin of high purity, the resulting chitosan also has this characteristic, even under different deacetylation conditions.