Th. doct.-ing.--Génie biochimique et aliment.--Toulouse--I.N.P., 1983. N°: 273.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

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Actuellement, 70 % de la population mondiale est concernée par la baisse génétiquement programmée de l’activité de la lactase. Pour ces sujets, la consommation de lactose peut entrainer de sévères troubles digestifs. Les produits diététiques étudiés, réhydratés à l’aide de lait par le consommateur, sont donc potentiellement source d’inconforts. La première partie de ce projet s’est par conséquent attachée à développer des moyens permettant l’obtention de produits convenant à la majorité de la population intolérante au lactose. Dans le même temps, de plus en plus conscient du lien étroit liant alimentation, santé et bien être, le consommateur tend depuis quelques années à modifier ses habitudes alimentaires. Cela se traduit par un intérêt grandissant pour les aliments « santé ». La formulation de tels produits se heurte toutefois encore au manque de connaissances quant à la biodisponibilité de certains macro et micronutriments. Ce projet à visée industrielle propose par conséquent d’optimiser la digestibilité de l’amidon et des protéines contenus dans différents produits diététiques destinés à remplacer l’intégralité de la ration journalière. Pour ce faire, la digestibilité de différentes sources d’amidon (blé, maïs, maïs cireux, manioc, pomme de terre, riz et riz cireux) et de différentes protéines (caséines, concentrat de protéines de lait, isolat de protéines de pois, poudre de blanc d’œuf, concentrat de protéines sériques et isolat de protéines de soja) a été étudiée in vitro et comparée / Currently, 70% of the world population is affected by the genetically programmed decline in lactase activity. For these subjects, lactose consumption can cause severe digestive disorders. The studied dietetic products, usually rehydrated with milk by the consumer before use, are hence a potential source of digestive discomfort. The first part of this project deals therefore with development ways in order to obtain suitable products for the majority of lactose intolerant population. Laterraly, increasingly aware of the close link between food and health, consumers tend to change their eating habits. This is reflected by a growing interest in "healthy" foods. The formulation of these products is however still hampered by a lack of knowledge about some macro and micronutrients bioavailability. This industrial project aims to maximize the digestibility of starch and protein contained in dietary products replacing the entire daily ration. The digestibility of different starch sources (wheat, corn, waxy maize, cassava, potato, waxy rice and rice) and different food proteins (caseins, milk protein concentrate, pea protein isolate, egg white powder, whey protein concentrate and soya protein isolate) has thus been studied and compared in vitro

L'amidon contenu dans les céréales est une source glucidique fréquemment utilisée dans l'alimentation des chevaux athlètes pour couvrir leurs besoins en énergie. Une partie de ce travail est consacrée à l'adaptation de la technique des sachets mobiles pour mesurer la digestibilité antécæcale de l'amidon. Cette méthode in sacco a permis de mettre en évidence que l'origine botanique est un facteur contrôlant l'intensité de la digestion antécæcale de l'amidon. Selon la source d'amidon, des digestibilités antécæcales comprises entre 36 % et 99 % ont été mesurées. Ces résultats permettent de proposer des données de référence, pour différentes matières premières, afin de prendre en compte le paramètre " amidon digestible en antécæcal ", dans le rationnement des chevaux. Un autre volet de ce travail est consacré à l'étude des mécanismes mis en ?uvre pour digérer l'amidon. L'étude des facteurs biotiques et abiotiques associés à la digestion des polysaccharides dans les différents compartiments du tractus digestif a mis en évidence la présence d'un écosystème microbien en antécæcal. Parce que le mode de digestion de l'amidon, chimique ou biologique, conditionne le rendement énergétique de ce glucide, des travaux complémentaires sur le rôle de l'écosystème gastrique et la partition de la digestion en antécæcal sont nécessaires pour une valorisation optimale de l'énergie fournie par l'amidon.

La fabrication d'une nouvelle capsule v��g��tale a ��t�� r��alis��e au cours de ce travail en utilisant deux biopolym��res bien connus: les amidons et les carragh��nanes. En relation avec les param��tres du proc��d�� industriel existant, les structures et les propri��t��s de ces deux polysaccharides �� l'��tat liquide et gel ont ��t�� d��termin��es en utilisant principalement des outils rh��ologiques. En appliquant des contraintes de cisaillements sur les empois, les solutions et les gels et en construisant des diagrammes de phases, l'influence de l'origine botanique des amidons ainsi que l'influence de traitements chimiques tels que l'hydroxypropylation ont ��t�� analys��es. Les propri��t��s visco��lastiques et en ��coulement des compos��s pris s��par��ment et des m��langes ont ��t�� mesur��es afin de reproduire au mieux le comportement rh��ologique (temp��ratures de g��lification, force du gel,...) de la g��latine, mati��re actuellement utilis��e pour la fabrication de g��lules. Enfin, une description num��rique du proc��d�� de trempage �� chaud a ��t�� conduite. Sur les bases d'un mod��le 3D thermom��canique, la croissance moyenne de la couche solidifi��e pendant le proc��d�� de trempage a ��t�� simul��e, et l'influence de la viscosit�� du polym��re et de la vitesse du moule sur son ��paisseur a ��t�� calcul��e.

Le présent travail sinscrit dans le cadre de la recherche dune meilleure compréhension de l'incidence des traitements de séchage du maïs sur la séparation des fractions amylacées et protéiques ainsi que sur les propriétés techno-fonctionnelles de ces fractions. Létude de linfluence des températures de séchage sur les propriétés techno-fonctionnelles du maïs a montré que les températures élevées du séchage provoquent une insolubilisation des protéines salino-solubles et de la zéine, rendant difficile la séparation des protéines et des amidons au fractionnement du maïs par voie humide. Lévolution des rendements dextraction de lamidon et des indices de solubilité des protéines en fonction des températures de séchage a été ajustée dune façon satisfaisante à laide dun modèle sigmoïdal à deux asymptotes. Ce modèle a lavantage dinclure dans sa structure mathématique, des informations sur la dynamique interne de la variation des paramètres suivis. Les corrélations entre les indices de solubilité de différentes familles de protéines du maïs et laptitude au fractionnement des grains permettent de préconiser lutilisation des indices de solubilité des protéines salino-solubles totales comme paramètre dévaluation de la sévérité de traitement thermique subis par les grains au régard des rendements dextraction damidons observés. Les températures élevées de séchage confèrent aux granules damidon une rigidité thermique, qui se manifeste par laugmentation de leurs températures de début de gélatinisation, par la diminution de leur capacité de gonflement et de rétention deau, ainsi que par la diminution de leur solubilité à la gélatinisation. Cette rigidité résulte des restructurations internes aux granules et est la principale cause de laltération du comportement des amidons pendant leur cuisson en milieu aqueux et de la modification des propriétés rhéologiques et texturales des gels quils forment.

La cellulose, composé organique le plus courant et polysaccharide le plus abondant sur Terre, est une ressource naturelle très importante. Les initiatives pour remplacer totalement ou partiellement les polymères pétrochimiques conventionnels avec des bio-polymères à base de cellulose ont donc attiré l'intérêt des chercheurs ces dernières décennies, non seulement parce que la cellulose est renouvelable et biodégradable, mais aussi en raison de ses propriétés intéressantes telles que la biocompatibilité et la stabilité chimique. De plus, les propriétés de cellulose peuvent être encore améliorées par des procédés chimiques, des modifications physiques ou en préparant des composites avec des charges fonctionnelles.Les études concernant d'étudier plusieurs aspects fondamentaux comme la dissolution de la cellulose afin de produire des matériaux et le test de nouveaux concepts autour de la modification de surface ou des revêtements, à l'échelle du laboratoire. Nous présentons dans ce manuscrit nos travaux concernant la caractérisation de solutions de cellulose dans deux solvants différents (hydroxyde de sodium aqueux et un liquide ionique) et la préparation de deux nouveaux types de matériaux à base de cellulose (un matériau hybride cellulose-amidon et un composite cellulose-noir de carbone), qui sont tous les deux préparés à partir de ces solutions de cellulose.

Ce travail a pour objet l'obtention et la caractérisation de nouveaux copolymères amphiphiles et d'hydrogels à hydrophilie contrôlée, à partir de polymères naturels, avec comme utilisations potentielles la vectorisation de principes actifs. En conséquence, il est donc nécessaire que les polymères utilisés pour l'obtention de ces architectures répondent à un certain nombre de contraintes, notamment être non-toxiques, biocompatibles et biodégradables. Pour ces raisons, on retient le plus souvent comme matériaux de départ des polymères naturels, en particulier les polysaccharides. Quelques polymères synthétiques répondent aussi à ces contraintes, telle que la polycaprolactone. Ainsi, le matériau de base utilisé dans ce travail est l'amidon sur lequel a été greffé soit la poly (ε-caprolactone), soit une chaîne grasse. La thèse est structurée en cinq chapitres consacrés d'une part au greffage de structures hydrophobes sur l'amidon et la formation d'hydrogels à hydrophobie modulable, d'autre part à la vectorisation de la lévofloxacine par ces composés. La première partie traite du greffage de la polycaprolactone sur l'amidon par "click chemistry" (CuAAC) entre l'amidon fonctionnalisé par des fonctions alcynes et des polycaprolactones à fonction azoture en bout de chaîne, ces dernières étant préalablement obtenues par POC de la caprolactone. Les réactions de CuAAC ont été effectuées non seulement selon les protocoles habituels, mais aussi par micro ondes. Par ailleurs, l'amidon a aussi été hydrophobisé par les méthodes usuelles d'estérification par une chaîne grasse via le chlorure de l'acide palmitoique. Les produits ainsi obtenus ont été caractérisés par RMN, IR, XPS et leur comportement dans différents solvants (solubilité, gonflement) a été étudié. Une seconde partie est consacrée à l'élaboration d'hydrogels à base d'amidon et d'amidon modifié avec des chaînes d'acides gras et de PCL par réticulation avec l'acide citrique. Afin d'atteindre les objectifs, une stratégie multifactorielle expérimentale avec deux variables indépendantes a été utilisée. La modélisation mathématique des données expérimentales permet de remonter aux paramètres physico-chimiques pertinents, montre les effets de synergie et établit les conditions d'optimisation. Une dernière partie a permis d'évaluer les cinétiques de libération de la lévofloxacine, un antibiotique de dernière génération, par les hydrogels obtenus. Les matériaux obtenus ont montré des propriétés de libération contrôlée potentiellement intéressantes. Les résultats obtenus au cours de cette thèse ont été évalués par la publication de trois articles et par dissémination des résultats au six conférences internationales.