Soutenance de thèse d'Adeline LELUC

doctorante au Centre RAPSODEE UMR CNRS 5302

Génie des procédés et de l'environnement

sur "Développement d’un procédé assisté par CO₂ pour l’extraction et l’encapsulation d’un composé bioactif issu de co-produits agricoles : de l’étude fondamentale à la preuve de concept"

mercredi 9 décembre à 14h00

Amphi 1 - IMT Mines Albi

Sous réserve de l'autorisation de soutenir par le chef d'établissement

Composition du jury

    •   Mme Fabienne ESPITALIER : Professeure Centre RAPSODEE UMR CNRS 5302 IMT Mines Albi - Directrice de thèse
    •   Mme Suênia DE PAIVA LACERDA : Maîtresse assistante Centre RAPSODEE UMR CNRS 5302 IMT Mines Albi - Co-directrice de thèse
    •   M. Jean-Jacques LETOURNEAU : Maître assistant Centre RAPSODEE UMR CNRS 5302 IMT Mines Albi - Co-encadrant de thèse
    •   M. Arnaud ERRIGUIBLE : Professeur Bordeaux INP - Rapporteur
    •   Mme Claire MAYER : Directeur de recherche INRAE UMR 1208 IATE - Examinatrice
    •   Mme Claudia COGNÉ : Maîtresse de conférences Université Claude Bernard Lyon 1 - Rapporteure

Résumé

La valorisation des co-produits agricoles et agroalimentaires constitue un enjeu stratégique pour une gestion durable des ressources et pour la réduction de leur impact environnemental. Grâce à leur abondance, ces produits représentent une ressource prometteuse pour le développement de stratégies de valorisation visant à réduire les déchets, à favoriser le développement de nouveaux produits et, par conséquent, à créer de nouvelles opportunités économiques. En effet, ces co-produits sont, parfois, riches en molécules bioactives qui peuvent être utilisées dans le domaine pharmaceutique, bien-être et/ou cosmétique. Dans ce contexte, cette thèse propose une approche interdisciplinaire combinant le génie des procédés, les technologies d’extraction écoresponsables et les sciences pharmaceutiques, pour la valorisation des co-produits issus de la taille de théier (Camellia sinensis) en produits à haute valeur ajoutée pour des applications santé. Ces co-produits sont riches en épigallocatéchine gallate (EGCG), qui est reconnue pour ses nombreux bienfaits : cardioprotection, neuroprotection, antioxydant et anti-inflammatoire. Cette thèse s’articule donc autour de 4 axes. Le premier axe concerne la mesure de la solubilité de l’EGCG dans des mélanges CO₂ supercritique-éthanol avec un dispositif expérimental, validé et développé au laboratoire. Un modèle de type Chrastil permet d’étudier la sensibilité de la solubilité à la pression, la température et la concentration en éthanol et d’évaluer la faisabilité du procédé notamment en termes de pression et de température. Le deuxième axe porte sur la compréhension de l’état de la matière végétale (broyée vs non broyée) et de la température sur les vitesses d’extraction et de dégradation de l’EGCG en un milieu aqueux. Une modélisation macroscopique de cette extraction montre que la dégradation se produit non seulement dans la phase aqueuse mais aussi dans la matrice végétale et de déterminer les constantes cinétiques des vitesses d’extraction et de dégradation en fonction de la température. Des essais d’encapsulation de l’EGCG par une méthode de gélification ionotropique, en utilisant le chitosane comme biopolymère, présentés dans le 3ème axe, visent à comprendre les propriétés et les limitations du système de délivrance conçu, d’évaluer ses propriétés biopharmaceutiques, et d’étudier l’influence de différents paramètres sur l’efficacité d’encapsulation de l’EGCG. Les avantages de l’utilisation d’un procédé assisté par CO₂ supercritique par rapport aux techniques conventionnelles sont démontrés. Le quatrième axe traite de la conception et du développement d’un procédé d’encapsulation assisté par CO₂ supercritique. Celui-ci repose sur une extraction préalable de l’EGCG en utilisant de l’eau comme solvant. S’ensuit une étape de formulation par solubilisation directe du chitosane dans cette eau aqueuse grâce à une acidification du milieu par du CO₂ sous pression (13 MPa). La gélification est ensuite réalisée par une injection coaxiale de la phase aqueuse et de l’agent gélifiant en microfluidique sous pression. Au-delà des connaissances fondamentales apportées dans les différents domaines explorés au cours de ce projet, cette étude propose une approche intégrée et interdisciplinaire pour la valorisation durable des coproduits agricoles. Elle contribue aux stratégies d’économie circulaire en introduisant une nouvelle voie de transformation écoresponsable visant à optimiser les filières de valorisation existantes, qui n’exploitent actuellement que partiellement le potentiel des molécules bioactives présentes dans ces coproduits. Ce travail ouvre ainsi un large champ d’investigation, permettant d’explorer différentes thématiques, allant de la conception des procédés et de la modélisation thermodynamique au développement de formulations pharmaceutiques, ainsi qu’à leur caractérisation physico-chimique et
biopharmaceutique.