Les co-produits sont les parties non utilisées et récupérables lors des opérations de transformation du poisson, comme les têtes, les peaux, les os ou la pulpe. L’industrie de transformation du saumon Atlantique d’élevage (Salmo salar) génère environ 50% de co-produits qui constituent une source de protéines de haute qualité. Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre du projet Pesk&Co, qui réunit quatre partenaires industriels (Meralliance-Thai Union, Yslab, SPF-DIANA, AGH-Socofag) et un partenaire académique (LEMAR UMR 6539, UBO) dans le but d’extraire et de caractériser des ingrédients à haute valeur ajoutée issus des co-produits de saumon Atlantique d’élevage (Salmo salar). Le premier objectif de la thèse visait à développer un procédé d’extraction du collagène à partir des peaux de saumon par la mise en place d'un procédé non conventionnel au LEMAR, puis développé au stade pilote et enfin industriel. Le collagène obtenu a été caractérisé par différentes méthodes analytiques (SEC-FPLC, SDS-PAGE, FTIR, rhéologie, microscopie). Ensuite, des essais de réticulation du collagène par voie enzymatique avec une transglutaminase microbienne ont conduit à l’obtention d’un hydrogel. Le deuxième objectif de ce travail a porté sur l’hydrolyse en conditions contrôlées des têtes de saumon pour générer des peptides fonctionnels pour l’aquaculture. Deux protocoles d’hydrolyse enzymatique ont été développés et transposés à l’échelle pilote. Les hydrolysats ont été incorporés dans des aliments aquacoles afin d’être testés sur des larves de bar (Dicentrarchus labrax). Les deux ingrédients développés au cours de ce travail ont pour vocation future d'être commercialisés, et différents marchés et applications sont visés. / By-products are the not used parts and recoverable in the fish processing operations, such as heads, skins, bones or pulp. The processing industry of farmed Atlantic salmon (Salmo salar) generates about 50% of co-products, which are a source of high quality protein. This work is part of Pesk&Co project, which gather four industrial partners (Meralliance-Thai Union Yslab, SPF-DIANA, AGH-SOCOFAG) and one academic partner (LEMAR UMR 6539, UBO) in order to extract and characterize high value ingredients from farmed Atlantic salmon by-products (Salmo salar). The first aim of the thesis was to develop a method for extracting collagen from salmon skins by the setting up of a non-conventional process at LEMAR and finally developed it at pilot and industrial scale. The collagen obtained was characterized by different analytical methods (FPLC-SEC, SDS-PAGE, FTIR, rheology, microscopy). Then, enzymatic cross-linking assays of collagen with a microbial transglutaminase led to obtain a collagen hydrogel. The second objective of this work was focused on the hydrolysis under controlled conditions of salmon heads to generate functional peptides for aquaculture. Two enzymatic hydrolysis protocols have been developed and transferred at pilot scale. The hydrolysates were incorporated into diets to be tested on bass larvae (Dicentrarchus labrax). Both ingredients developed during this work have for future use to be commercialized and different markets and applications are targeted.

Les travaux de recherche présentés dans ce manuscrit ont pour but de développer des procédés industriels pour la production de quatre ingrédients alimentaires infantiles ayant des propriétés hypoallergéniques et des teneurs réduites en phytoestrogènes. Les propriétés nutritionnelles des protéines de riz et de soja en font des sources intéressantes. Néanmoins, plusieurs problématiques liées aux caractéristiques des produits apparaissent aujourd’hui : la présence de phytoestrogènes (isoflavones) dans les isolats protéiques de soja ; la difficulté à solubiliser et isoler les protéines de riz et la forte allergénicité des protéines dans le cas du soja. Ces travaux présentent l’étude du fractionnement des protéines de soja et de riz pour le développement : d’isolat protéique à teneur réduite en isoflavones ; isolat protéique de riz ayant une teneur supérieure à 90% de protéines ; hydrolysats protéiques de soja et de riz dont le profil de poids moléculaire est maitrisé et potentiellement hypoallergénique. Afin d’y parvenir, la réduction de la taille des protéines par des processus enzymatiques puis le contrôle de leur poids moléculaire ont dû être étudiés. Concernant l’élimination des phytoestrogènes (isoflavones), deux méthodes ont permis d’atteindre de hauts rendements d’extractions. En premier lieu, l’étude de l’extraction par éthanol via une optimisation à petite échelle, suivie d’une mise à l’échelle industrielle ont permis de développer un premier produit à teneur résiduelle en isoflavones inférieure à 50 μg/g de produit sec représentant une réduction de près de 98% de la teneur en isoflavones. Le second procédé étudié a été la rétention des isoflavones sur résine d’adsorption à partir d’un hydrolysat protéique de soja préalablement mis au point, et ceci, par l’utilisation de solution aqueuse sans étape préalable d’extraction. Ce procédé a fait l’objet d’une mise à l’échelle industrielle et d’une étude du comportement chromatographique des isoflavones. L’extraction des isoflavones par eau subcritique et CO2 supercritique est aussi présentée dans cette thèse. Elle a permis de mettre en évidence l’influence de la polarité des différents composés et de la teneur en protéines des produits de soja utilisés. Ces travaux de thèse ont aussi permis de définir un nouveau procédé pour la production d’isolat protéique de riz par l’intermédiaire d’enzymes de types cellulolytiques et amylases, à partir de coproduits issus de l’industrie du sirop de glucose. Des études sur des matières moins transformées telles que le son de riz et la farine ont aussi été étudiées pour la concentration des protéines. L’étude de l’hydrolyse des protéines de soja et de riz a été possible par le suivi de différents indicateurs tels que le pH, la solubilité des protéines, le degré d’hydrolyse, le profil de poids moléculaire par électrophorèse et par chromatographie d’exclusion stérique. Ces procédés ont permis la production de quatre nouveaux ingrédients pouvant être testés pour leurs caractéristiques hypoallergéniques avant une éventuelle production industrielle / The objectives of these works were to develop industrial processes for the production of four infant food ingredients with hypoallergenic properties and reduced levels of phytoestrogens. For this purpose, the nutritional properties of the rice and soy protein are promising. However, due to the presence of phytoestrogens (isoflavones) the consumption of soy protein isolates is a big concern for infant food security because the high exposure to these compounds, known to be endocrine disruptors. Consequently, it was first intended to develop a soy protein isolate with reduced content of isoflavones below 50 μg/g following the recommendations of French and European health authorities. Rice protein isolates are either non-existent on the market, or extremely rare. Therefore, the development of rice protein isolate with a minimum content of 90 % protein was another objective. For the sensitive population, such as infants, the aim of this work was also to develop soy and rice protein hydrolysates conferring hypoallergenic properties. To achieve this goal, the reduction of the size of proteins and the control of their molecular weight was studied. Two methods were used to achieve high extractions yields. A study of ethanol extraction ranging from small-scale optimization to industrial scale was used for a final product with a residual content in isoflavones below 50 μg/g. The second method was to retain isoflavones on adsorption resin from a soy protein hydrolysate. This was possible without preliminary extraction step by solvent. This method was also tested in the industrial scale. The chromatographic behavior of different isoflavones was also studied. The extraction of isoflavones with subcritical water and supercritical CO2 is also presented in this thesis even though these methods were not retained. These pressurized extractions showed the influence of the polarity of isoflavones and the protein content of soy products onto the isoflavone extraction. These works also identified a novel process for the production of rice protein isolate by the hydrolysis of polysaccharides with cellulolytic enzymes and amylases from concentrated protein byproducts from the glucose syrup industry. Studies on less processed materials such as rice bran and flour were also studied for protein isolation. The study of the hydrolysis by proteases of soy and rice proteins were monitored by various indicators such as pH, protein solubility, the degree of hydrolysis, the molecular weight profile by electrophoresis, and size exclusion chromatography. These processes are enabled for the production of four new ingredients that will be tested for their hypoallergenic characteristics before a large scale production.

Le COS est une impureté soufrée acide particulièrement problématique dans les industries du raffinage et de production d’énergie. Son élimination nécessite la mise en œuvre de méthodes spécifiques, nommément des procédés d’adsorption et d’hydrolyse catalytique.Ce travail de thèse a été entrepris dans le but d’identifier les leviers d’amélioration de ces procédés via l’étude des interactions du COS avec la surface d’oxydes métalliques utilisés comme adsorbant ou catalyseur, des phénomènes de compétition d’adsorption avec le CO2 et l’H2S, et du vieillissement des adsorbants.La combinaison de plusieurs techniques expérimentales (ATG, spectroscopie IR, chromatographie inverse) a été mise en œuvre. Il a été montré que la proportion des groupements hydroxyles de la surface avec lequel le COS interagit est très faible, bien qu’elle augmente avec la basicité des solides (nature de l’oxyde et dopage). Simultanément à cette adsorption, le COS est partiellement hydrolysé au contact des groupements hydroxyles de surface, non régénérés par la suite, et responsable en partie d’une baisse de la capacité d’adsorption au cours du cyclage. L’étude de la co-adsorption des trois espèces COS, CO2 et H2S a permis de mettre en évidence des compétitions d’adsorption entre COS et CO2 interagissant avec des groupements hydroxyles similaires, alors que l’H2S interagit de préférence avec les sites acides de Lewis. La formation de soufre élémentaire a également été observée lors des expériences d’adsorption. Celle-ci est directement corrélée à l’acidité de surface, dont les sites acides de Lewis semblent agir comme des oxydants – accepteurs d’électrons – vis-à-vis de l’H2S. / COS is a sulfuric impurity particularly problematic in refining and energy production industries. Its elimination requires specific methods such as adsorption or catalytic hydrolysis processes. The work has as objective the amelioration of COS elimination process by studying COS interaction with oxide surfaces used as adsorbents or catalysts, adsorption competition with CO2 and H2S and adsorbent aging. Three experimental technics were used (IR spectroscopy, TGA, reverse chromatography). It has been shown that not all hydroxyl groups interacts with COS even if their basicity was enhanced by doping. In parallel to its adsorption, COS is partially hydrolyzed by some unregenerated hydroxyl groups. This causes performance lose during cycling. COS co-adsorption with CO2 or H2S shows adsorption competition between COS and CO2 for the same hydroxyl groups. H2S mainly interacts with Lewis acid sites. Elemental sulfur was observed and was correlated to surface acidity where lewis acid sites could act as electron acceptors for H2S.

In der vorliegenden Arbeit wird die Synthese von Bismut- und Neodymsilanolaten beschrieben. Durch partielle Hydrolyse ausgewählter Bismutsilanolate konnten neue Bismut-oxo-cluster synthetisiert werden. Die Darstellung von heterometallischen Bismut-Neodym-oxo-clustern ausgehend von Bismut- und Neodymsilanolaten wurde untersucht, ergaben jedoch keine definierten Cluster. Das Thermolyseverhalten der Silanolate und Oxo-cluster wurde beschrieben und die erhaltenen Zersetzungsprodukte charakterisiert. Weiterhin wurden in dieser Arbeit Koordinationspolymere von Bismuthalogeniden mit Phosphonsäureestern synthetisiert. Die so erhaltenen ein- und zweidimensionalen Koordinationspolymere wurde in Hinsicht auf ihr Verhalten unter thermischer Belastung untersucht. Das Hauptaugenmerk der vorliegenden Arbeit lag auf der strukturellen Charakterisierung der synthetisierten Verbindungen insbesondere durch Einkristallröntgenstrukturanalysen. Weiter Methoden wie NMR-Spektroskopie in Lösung und im Festkörper, DTA-TG, IR-Spektroskopie, Pulverröntgendiffraktometrie und Elektronenmikroskopie wurden zur Charakterisierung zur Hilfe genommen. / The present thesis deals with the synthesis of bismuth- and neodym silanolates. The partial hydrolysis of selected bismuth silanolates gave a series of novel bismuth-oxo-clusters. The synthesis of heterometallic bismuth-neodymium-oxo-clusters starting from bismuth- and neodymium silanolates has been assayed but did not give defined clusters. In addition the behavior of the silanolates and oxo-clusters towards thermal decomposition has been studied and the decomposition products have been characterized. In the second part of this work the synthesis of coordination polymers starting from bismuth halides and phosphonic acid esters is presented. Several one- and two-dimensional coordination polymers have been synthesized, structurally characterized and analyzed with respect to their thermally induced decomposition. The main focus of this work was to characterize the novel compounds in particular by single crystal X-ray diffraction analysis. Aditionally, NMR spectroscopy in solution and the solid state, DTA-TG, IR spectroscopy, powder X-ray diffraction and SEM-EDX have been used for the characterization of the products.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Anwendung spektroskopischer Methoden gekoppelt mit thermodynamischen und quantenmechanischen Berechnungen zur Charakterisierung der Speziation von U(IV) in Lösung untersucht. Darauf aufbauend wurden die U(IV)-Hydrolyse sowie die anorganischen Ligandsysteme Chlorid und Sulfat analysiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass Spektroskopie über die Anwendung als reine Detektionsmethode für das Vorhandensein von U(IV) hinaus zur Aufklärung der Speziation und von Strukturmotiven von U(IV) auf molekularer Ebene eingesetzt werden kann. Diese Arbeit leistet einen bedeutenden Beitrag zum grundlegenden Verständnis der absorptions- und fluoreszenzspektroskopischen Eigenschaften sowie zur spektroskopischen Charakterisierung der wässrigen Speziation von Uran unter reduzierenden Bedingungen.:Abstract Kurzfassung Abkürzungsverzeichnis 1 Motivation und Zielstellung 2 Grundlagen 3 Ergebnisse 3.1 U4+-Aquoion 3.2 Korrelation der Bildungskonstanten von U(IV) Komplexen 3.3 U(IV)-Hydrolyse 3.4 U(IV)-Chlorid 3.5 U(IV)-Sulfat 3.6 U(IV) in realen anthropogen gestörten Wässern 4 Diskussion 4.1 Spektroskopische Charakterisierung der U(IV)-Speziation 4.1 Löslichkeit und Mobilität von U(IV) in natürlichen Wässern 4.2 Verlässlichkeit von thermodynamischen Daten 5 Zusammenfassung und Ausblick 6 Experimenteller Teil Literaturverzeichnis Veröffentlichungen Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Danksagung

Die Verfügbarkeit von Metallen in der Geo- und Biosphäre wird durch deren chemische Form, die Speziation, bestimmt. Zur Analyse der Speziation gibt es eine Vielzahl von Techniken. Für spektroskopische Methoden sind untersuchbare Konzentrationsbereiche unter anderem durch entsprechende Detektionsgrenzen eingeschränkt. Vor allem für niedrige Konzentrationen (< 10 µM), wie sie für viele natürliche Systeme von Bedeutung sind, ist die Lumineszenzspektroskopie ein geeignetes Werkzeug. Die Zerlegung spektroskopischer Daten von komplexen Systemen stellt eine zusätzliche Herausforderung dar. Zur Extraktion spektraler Informationen individueller chemischer Spezies werden moderne mathematische Verfahren verwendet. Die so erhaltene spektroskopische Charakterisierung kann zur strukturellen und thermodynamischen Interpretation genutzt werden. In dieser Arbeit wurde die parallele Faktoranalyse (PARAFAC) zur Auswertung spektroskopischer Datensätze genutzt. Diese Technik wurde hier erstmals auf Uranyl(VI)-Systeme angewendet, wodurch eine umfassende lumineszenzspektroskopische Charakterisierung der Uranyl(VI)-Hydrolyse generiert wurde. Zusätzlich wurde der bestehende PARAFAC-Algorithmus (N-way Toolbox) erweitert. Damit wird die Zerlegung auf chemisch interpretierbare Ergebnisse beschränkt und eine direkte Extraktion thermodynamischer Daten ermöglicht. Für die mononuklearen Hydrolysespezies konnten korrigierte Komplexstabilitätskonstanten vorgeschlagen werden, wodurch entsprechende Speziationsrechnungen belastbarer werden. Die extrahierten spektralen Eigenschaften einzelner Spezies wurden anschließend sorgfältig analysiert. Dazu wurden quantenmechanische sowie semiempirische Ansätze genutzt. Neben einerValidierung der angenommenen Speziesbezeichnung wurde dadurch erstmals eine fundierte lumineszenzspektroskopische Signal-Struktur-Beziehung für die Uranyl(VI)-Hydrolyse generiert. Die entwickelten Algorithmen wurden im Rahmen der Arbeit auf komplexere Systeme des Uranyl(VI) und Europium(III) übertragen und deren Gültigkeit nachgewiesen. So konnten neue Erkenntnisse zur Lumineszenzlöschung des Uranyl(VI)-Ions und der Europium(III)-Hydrolyse gewonnen werden. Zudem wurde eine Strategie zur einfachen und akkuraten Bestimmung der Anzahl von Bindungsstellen am Beispiel des Proteins Calmodulin vorgestellt. Der aufgezeigte breite Anwendungsbereich wird zusätzlich durch die erfolgreiche Übertragung der SpecConst-Erweiterung auf andere spektroskopische Techniken (am Beispiel der UV-vis Spektroskopie) erweitert. Die vorgestellten Werkzeuge verbessern die Auswertung spektroskopischer Daten und erweitern das damit verbundene Verständnis komplexer umweltrelevanter Systeme.:Danksagung I Abkürzungen IV 1 Motivation 1 2 Einleitung und Hintergrund 4 2.1 Speziation 4 2.1.1 Hydrolyse 6 2.2 Uran 7 2.2.1 Uranyl(VI) 13 2.3 Optische Spektroskopie 14 2.3.1 Absorptionsspektroskopie 15 2.3.2 Lumineszenz 16 2.3.3 Uranyl(VI)-Lumineszenz 18 3 Material und Methoden 24 3.1 Chemikalien 24 3.2 Komplexbezeichnung 25 3.3 Probenvorbereitung 26 3.4 Absorptionsspektroskopie 27 3.5 Lumineszenzspektroskopie 27 3.5.1 Continuous Wave Spektroskopie 27 3.5.2 Zeitaufgelöste laserinduzierte Fluoreszenzspektroskopie 30 3.6 Datenauswertung - PARAFAC 34 3.7 Extrapolation auf Standardbedingungen 38 4 Ergebnisse und Diskussion 40 4.1 Methodenentwicklung 40 4.1.1 Exponentielle Einschränkung für PARAFAC - ’ExpConst’ 40 4.1.2 Speziationseinschränkung für PARAFAC - ’SpecConst’ 42 4.1.3 Spektrenzerlegung 45 4.2 Validierung der Methoden am Beispiel der Uranyl(VI)-Hydrolyse 51 4.2.1 Hydrolyse von 10−5 M Uranyl(VI) 51 4.2.2 Hydrolyse von 10−8 M Uranyl(VI) 62 4.2.3 Absorptionsspektroskopie der Uranyl(VI)-Hydrolyse 72 4.3 Übertragung der Methoden auf komplexere Uranyl(VI)-Systeme 75 4.3.1 Das Uranyl(VI)-Carbonat-System 75 4.3.2 Das Uranyl(VI)-Halogenid-System 79 4.4 Übertragung der Methoden auf Europium(III)-Systeme 86 4.4.1 Die Europium(III)-Hydrolyse 86 4.4.2 Interaktion von Europium(III) mit Calmodulin 94 5 Zusammenfassung 103 Literaturverzeichnis 106 Abbildungsverzeichnis 131 Tabellenverzeichnis 134 Publikationen im Rahmen dieser Arbeit i Konferenzbeiträge iii Eidesstattliche Erklärung iv Versicherung v

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit Untersuchungen zur Trockenentschwefelung von Brenngasen durch Partialoxidation von H2S an Herdofenkoks. Hierzu wurden Versuche in der Technikumsanlage VTE 2004 mit einem simulierten PHTW Gas durchgeführt. Es zeigte sich, dass der COS-Abbau nicht wie bisher angenommen durch die COS-Partialoxidation sondern durch die COS-Hydrolyse erfolgt. Die COS-Hydrolyse gewinnt dabei mit abnehmender Raumbelastung an Bedeutung. Der Entschwefelungsgrad erhöht sich mit steigendem Sauerstofffaktor und abnehmender Raumbelastung. Sauerstofffaktoren &amp;gt;4 sind aufgrund des vollständigen H2S-Umsatzes und der nicht ablaufenden COS-Partialoxidation nicht sinnvoll. Die Gewinnung des abgeschiedenen Schwefels auf dem Herdofenkoks konnte nachgewiesen werden. Abschließende Berechnungen ergaben, dass sich mit den erreichten Schwefelkonzentrationen im Reingas das Verfahren im aktuellen Entwicklungsstand für die Vorentschwefelung im IGCC-Kraftwerk eignet.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den Synthesen, Charakterisierungen und umfassenden Reaktivitätsstudien von unterschiedlich substituierten Organosilanolverbindungen, die ausgehend von den niedervalenten Siliziumverbindungen Tetramesityldisilen Mes2Si=SiMes2 (Mes = 2,4,6-Trimethylphenyl) und Hexakisarylcyclotrisilan (ArN2Si)3 (ArN = 2-[(Dimethylamino)methyl]phenyl) dargestellt wurden. Das durch Oxygenierung und Hydrolyse synthetisierte Tetramesitylsiloxandiol Mes2Si(OH)O(OH)SiMes2 wurde hinsichtlich seiner Reaktivität gegenüber Wasser und verschiedenen Ethern untersucht und dabei eingehend durch NMR- und IR-spektroskopische Analysen charakterisiert. Die Isolierung von Einkristallen ermöglichte darüber hinaus die Charakterisierung dreier polymerähnlicher Siloxandiol-Ether-Addukte im Festkörper. Neben Unterschieden der Struktur und Reaktivität in Lösung und im Festkörper konnte zusätzlich durch eine Kooperation mit Prof. Schalley (FU Berlin) anhand eines Gasphasenexperimentes des 18O-markierten Siloxandiolanions, in einem FT-ICR-ESI-Massenspektrometer der vollständige Austausch aller Sauerstoffatome durch Wassermoleküle nachgewiesen werden. Darüber hinaus führte die Einführung intramolekular stabilisierender Liganden wie in dem Siloxandiol ArN2(OH)Si(O)Si(OH)ArN2 zur vollständigen Austauschreaktion in organischen Lösemitteln. Ausgehend von dem [(Dimethylamino)methyl]phenylsubstituierten Cyclotrisilan (ArN2Si)3 konnte das Silylen-Lewispaar ArN2Si–B(C6F5)3 unter Einsatz der starken Lewis-Säure B(C6F5)3 isoliert werden. Durch Hydrolyse wird das Silanolboran ArN2H2OSi–B(C6F5)3 gebildet, das sich durch starke Wasserstoffbrückenbindungen zu den Aminsubstituenten auszeichnet. In Gegenwart von Base, H2O und Luft entsteht nach Dehydrogenierung und Kondensation das Borosiloxan [(HArN2(OB(C6F5)3)Si)2O]. Alle Verbindungen wurden isoliert und vollständig charakterisiert. Zusätzlich ergänzen DFT-Rechnungen (Prof. Kaupp, TU Berlin), die experimentell erhaltenen Beobachtungen. / The following thesis deals with the synthesis, characterization and detailed reactivity studies on differently substituted organosilanols, synthesized by the low valent silicon compounds tetramesityldisilene Mes2Si=SiMes2 (Mes = 2,4,6-trimethylphenyl) and hexakisarylcyclotrisilane (ArN2Si)3 (ArN = 2-[(dimethylamino)methyl]phenyl). Oxygenation and hydrolysis of tetramesityldisilene yielded tetramesitylsiloxanediol Mes2Si(OH)O(OH)SiMes2, the reaction behavior of which towards water and various ethers was studied by means of NMR and IR spectroscopy. Additionally, single crystal analysis delivered three different siloxanediol ether polymer-like structures in the solid state. Besides studies in solution and the solid state, gas phase reactions in a FT-ICR-ESI mass spectrometer of the 18O-labelled siloxanediol anion, showed complete exchange of all O-atoms in presence of gaseous water molecules (cooperation with Prof. Schalley, FU Berlin). Furthermore, we could show that altering the ligand system of the siloxanediol to the amine substituted siloxanediol ArN2(OH)Si(O)Si(OH)ArN2, resulted in a complete exchange of all oxygen atoms in solution when H217O was present. Starting from the [(dimethylamino)methyl]phenyl substituted cyclotrisilane (ArN2Si)3, formation of the Lewis acid stabilized silylene-borane ArN2Si–B(C6F5)3 was accomplished. In presence of water the silanolborane ArN2H2OSi–B(C6F5)3 was formed, showing characteristic strong intramolecular hydrogen bonding to its amino ligands. When reacted with a base and water under ambient air, a dehydrogenation reaction followed by condensation leads to the borosiloxane motif [(HArN2(OB(C6F5)3)Si)2O]. All compounds were isolated separately and fully characterized by means of NMR and IR spectroscopy, as well as X-ray diffraction analysis. In cooperation with Prof. Kaupp (TU Berlin), DFT-calculations were carried out to support the achieved experimental data.

L’hydrolyse enzymatique de la β-lactoglobuline (β-LG) génère un nombre conséquentdepeptides dont certains possèdent desactivités biologiques. Cependant, l’étape d’hydrolyse peut être améliorée en diminuant le temps de réaction tout en générant unrendementpeptidique plus important. Ainsi, plusieurs travauxse sont intéressés à l’utilisation des hautes pressions hydrostatiques (HPH)afin d’engendrer une dénaturation de la β-LG et ainsi accélérer l’étape d’hydrolyse enzymatique et la production de peptides bioactifs. Cependant, les HPHimpactent également surles profils peptidiques par une modification du ratio peptideshydrophiles/hydrophobes. Une telle modification est ainsi susceptible d’avoir une répercussion négative sur les performances de l’ultrafiltration (UF) lors du fractionnement et de la concentration des peptides bioactifs. Par conséquent, ce projetvisaità étudier l’impact d’un prétraitement de la β-LG parlesHPH (400 et 600 MPa, 10 min) sur les performances du procédé d’UFlors de la séparation d’un hydrolysat trypsiquede β-LG. Suite aux étapes d’UF en mode recirculation et concentration, il a été démontré qu’un prétraitement de la β-LG à 400 MPaa permisde générer des hydrolysats dont les abondances peptidiques, y compris celles de certains peptides bioactifs (VAGTWY et ALPMHIR) étaient supérieures comparativement aux autres conditions(0.1 et 600 MPa).Cependant, à 400 MPa, les flux de perméationétaient inférieursde 31%. La désorption peptidique des membranes d’UFa permis d’identifierle peptide antihypertenseur ALPMHIRcomme l’espèce colmatante majeure. Cependant, et spécifiquement à 400 MPa, d’autres peptides chargés négativement ont été caractérisés, notamment VAGTWY (peptide antidiabèteet antioxydant). Par conséquent, bien qu’un prétraitement par les HPH à 400 MPa permette une augmentation des rendements peptidiques, les performances de l’UF sont considérablement réduites. / Enzymatic hydrolysis of β-lactoglobulin (β-LG) generates a large amount of peptide species including some bioactive peptides.However, the stepof protein hydrolysis can be improved by decreasing the digestion time while increasing the peptide yield. Several studies focused on the use of high hydrostatic pressure (HHP) to improve the denaturationof the native β-LG structure and thus to accelerate its enzymatic hydrolysis and yieldof bioactive peptides.Nevertheless, HHP is reported to affect the resulting peptide profiles by modifying hydrophobic/hydrophilic peptides ratiowhich may negatively affect the performance of ultrafiltration (UF) used to fractionate and concentrate bioactive peptides.Therefore, the aim of this project was to evaluate the performances of UF forthe filtration of tryptic hydrolysates generated after pre-pressurization ofβ-LGat 400 and 600 MPafor10min.After hydrolysate fractionation by UF in total recirculation modeand concentration modes, it has been demonstrated that β-LGpre-pressurization at 400 MPainduced the recovery ofhigher peptide relative abundance in the hydrolysates, including several bioactive peptides (VAGTWY and ALPMHIR), compared to other conditions(0.1 and 600 MPa).At the same time, permeate fluxes were 31% lower at 400 MPa. Characterization of peptide desorbedfrom UF membranes has shown that the antihypertensive peptide (ALPMHIR) was identified as the main fouling peptide.However, other negatively charged peptides were specifically identified at 400 MPa, including VAGTWY (an antioxidant and antidiabetic peptide). Consequently, while pre-pressurization of β-LGat400 MPa improved the recoveryof bioactive peptidescompared to other conditions, UF performances were negatively impacteddue to thisHHP pretreatment.

La catalyse solide acide a été pendant longtemps l'objet d'activité de recherche intense, en particulier pour l'industrie pétrochimique. Aujourd'hui, les catalyseurs solides acides sont de plus en plus étudiés dans d'autres domaines et en particulier dans celles liées à la "chimie verte" et à la valorisation des bioressources, telles que la synthèse de biodiesel et la transformation des polysaccharides. L'objectif de la thèse est d'étudier le potentiel des matériaux poreux sulfonés ayant une porosité contrôlée dans des réactions catalysées par un acide en condition eau surchauffé telle que l'hydrolyse de la cellobiose. Dans une première partie, nous décrivons la préparation et la caractérisation des organosilicates mésoporeux périodiques sulfonés de type SBA-15, SBA-1 et KIT-6 par co-condensation de 1,4-bis (triéthoxysilyl) benzène (BTEB). Les matériaux ont été acidifiés suivant des voies différentes à l'aide de 3-mercaptopropyltriméthoxysilane (MPTMS)/H2O2 ou d'acide chlorosulfonique (ClSO3H). Leur propriété acide a été étudiée par adsorption d'NH3 suivie par calorimétrie et par la réaction de déshydratation d'isopropanol (IPA) comme réaction modèle en phase gazeuse. Contrairement à notre attente, l'adsorption d'NH3 suivie par calorimétrie a mis en évidence l'hétérogénéité de la force des sites suggérant la présence de sites distincts de la sulfonation. Les solides sulfonés avec l'acide chlorosulfonique ont une activité équivalente à celle de la résine sulfonée, Amberlyst 15, mais ils sont moins stables en raison de la libération des espèces de soufre. Les catalyseurs préparés en utilisant un groupement mercapto-propyle suivie d'une oxydation sont moins acides et ils ont donné des niveaux d'activité plus basse dans la réaction de déshydratation d'IPA. Pour l'hydrolyse de la cellobiose, de bonnes performances ont été obtenues à 150°C, mais, ces matériaux se sont montrés instables dans des conditions hydrothermales avec une lixiviation totale de soufre réalisant alors la réaction en phase homogène. Un lavage dans l'eau surchauffée des matériaux contenant des groupements propyles-SO3H conduit à une diminution de leur efficacité dans l'hydrolyse de la cellobiose, mais un gain de stabilité a été obtenu, permettant le recyclage de ces matériaux. Dans une deuxième partie, des répliques carbonées sulfonées par l'acide chlorosulfonique ou l'acide sulfurique ont été synthétisé. La sulfonation par l'acide sulfurique suivi par un lavage dans l'eau bouillante puis un prétraitement thermique à 300°C sous azote, de ces matériaux aboutissent au meilleur catalyseur en termes d'activité/stabilité.