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Auto-assemblage de polysaccharides fonctionnalisés : une étude thermodynamique

Authors
  • Vuillemin, Marie
Publication Date
Nov 27, 2019
Source
HAL-Descartes
Keywords
Language
French
License
Unknown
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Abstract

Les polymères en solution peuvent s’auto-assembler pour former différents types de complexes (coacervats, agrégats, etc.). Ces objets, en plus de régir l’organisation cellulaire peuvent être détournés pour encapsuler des molécules d’intérêt. Cependant, avant de pouvoir les utiliser en tant que tel, la compréhension des mécanismes d’auto-assemblage est indispensable pour pouvoir les contrôler et ainsi former des objets à façon. Ce travail de thèse porte sur l’auto-assemblage entre la gomme d’Acacia et le chitosane. Les interactions mises en jeu lors de la séparation de phases associatives reposent principalement sur des interactions électrostatiques. Dans un premier temps, la formation de ce complexe a été analysée d’un point de vue thermodynamique par titration calorimétrique isotherme, en fonction des paramètres physico-chimiques, en particulier du pH, de la température et du ratio molaire. Il a ainsi été démontré qu’une augmentation de température ou de pH favorisait l’enthalpie au dépend de l’entropie et qu’il était possible de former des coacervats dans toutes les conditions étudiées en jouant sur le couple pH/température. Pour changer le nombre et la nature des interactions entre les polysaccharides, ces derniers ont été modifiés par voie enzymatique. Un procédé développé au laboratoire reposant sur l’utilisation d’une laccase pour oxyder l’acide férulique a été mis en œuvre. Dans un premier temps, la modification de la gomme d’Acacia a été démontrée, notamment grâce à des outils spectroscopiques (FTIR, RMN). De plus, la structure des nombreux produits d’oxydation a été étudiée (RMN, LCMS). Les produits obtenus sont majoritairement des dimères d’acide férulique et une structure complète a été élucidée. Les produits greffés sur la gomme étant de nature phénolique, leur greffage a un impact sur les propriétés techno-fonctionnelles de cette dernière (solubilité dans l’eau, comportements thermique et rhéologique, tension de surface, propriétés antioxydantes, etc.). Enfin, le greffage de composés phénoliques modifiant l’hydrophobie et les charges des polysaccharides, des auto-assemblages entre les différents polymères ont été réalisés pour déterminer leur impact sur les interactions mises en jeu et la nature des complexes formés. Dans des conditions données et en fonction des polysaccharides mis en présence, il est possible de former des coacervats, des agrégats voire un mélange des deux. La formation de ces objets a été corrélée avec une étude des paramètres thermodynamiques mis en jeu. Ces résultats ouvrent de nouvelles voies dans la compréhension et le contrôle de la complexation entre polysaccharides qui, à plus long terme, déboucheront sur des applications dans le domaine de l’encapsulation.

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