Développement de procédés intégrés en flux continu pour l'extraction et la diversification d'ingrédients naturels par voie chimique ou biocatalyse
La richesse des molécules présentes dans le monde végétal représente une source abondante de plateformes chimiques pour des applications industrielles de plus en plus axées sur la durabilité environnementale. Les métabolites secondaires des végétaux présentent en particulier un potentiel d'acti...
Enregistré dans:
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| Andre forfattere: | , , , , , |
| Format: | Thèse numérique |
| Sprog: | Français Anglais |
| Udgivet: |
2023.
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| Fag: | |
| Kommentar: |
Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Institut de chimie organique et analytique (Orléans ; 2012-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Chrystel Lopin-Bon (Président du jury) ; Zacharias Amara (Membre(s) du jury) ; Maryline Abert Vian, Laurent Picot (Rapporteur(s)) |
| Autres localisations: | Voir dans le Sudoc |
| Variante du titre: | Development of integrated continuous flow processes for extraction and diversification of natural ingredients via chemical or biocatalytic routes |
| Summary: | La richesse des molécules présentes dans le monde végétal représente une source abondante de plateformes chimiques pour des applications industrielles de plus en plus axées sur la durabilité environnementale. Les métabolites secondaires des végétaux présentent en particulier un potentiel d'activité biologique pour des applications cosmétiques, médicinales ou agro-alimentaires. Pourtant, des problématiques d'éco-efficacité pèsent sur les procédés d'extraction et de modifications structurales visant à obtenir des ingrédients naturels ou des dérivés à partir de la biomasse. Dans cette optique, nous avons cherché à implémenter des procédés intégrant l'extraction de la biomasse et la modification structurale afin de proposer des ingrédients naturels améliorés dans une démarche plus éco-responsable. Les avantages de la chimie en flux continu ont été étudiés et adaptés à cet effet. Dans un premier temps, une unité d'extraction de la biomasse pouvant être couplée à des réactions de modification de l'extrait a été développée, basée sur la technique d'extraction par liquide pressurisé. L'extraction des flavonoïdes du bois de Robinier et du thé vert se sont révélées aussi efficaces que les techniques d'extraction conventionnelles, voire permettant de réduire la consommation de solvant pour le thé vert. Ensuite, des voies chimiques et enzymatiques pour diversifier la structure, les propriétés physico-chimiques et biologiques des substances naturelles ont été élaborées et appliquées aux différents extraits. Celles-ci ont fourni des dérivés O-acétylés, O-méthylés, et O-glycosylés de flavonoïdes, à la fois sur des flavonoïdes isolés, mais également au sein d'extraits. Les modules d'extraction et de modification ont été séparément optimisés dans un premier temps, puis couplés afin d'établir des preuves de concept de procédés intégrés et de leur potentiel pour valoriser la biomasse en des substances naturelles fonctionnalisées avec un meilleur impact environnemental. The diversity of plant-based molecules represents a significant source of chemical products with potential industrial applications increasingly focused on environmental sustainability. Particularly, secondary metabolites offer strong bioactive potentials for cosmetic, therapeutic or food applications. However, conventional processes to produce natural ingredients and their derivatives from biomass often lack eco-efficiency. In this context, we investigated the implementation of processes integrating both biomass extraction and structural modification to produce enhanced natural ingredients in a more sustainable manner. Continuous flow chemistry advantages were considered and adapted to this aim. First, a biomass extraction unit that can be coupled was developed, based on the principles of pressurized liquid extraction. Flavonoids extraction from Robinia wood and green tea leaves were found as efficient as conventional extraction techniques, with improved solvent economy for green tea. Next, chemical and enzymatic pathways were elaborated to diversify the physico-chemical and biological properties of natural products in extracts. O-acetylated, O-methylated and O-glycosylated flavonoids were obtained, both isolated or in total extracts. After separately optimizing the extraction and structural modification units, they were coupled to establish a proof of concept for the integrated processes and their potential for biomass valorization into functionalized natural products with a more favorable environmental impact. |
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| Emne beskrivelse: | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Santé, Sciences Biologiques et Chimie du Vivant (Centre-Val de Loire ; 2012-....) Partenaire(s) de recherche : Institut de chimie organique et analytique (Orléans ; 2012-....) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Chrystel Lopin-Bon (Président du jury) ; Zacharias Amara (Membre(s) du jury) ; Maryline Abert Vian, Laurent Picot (Rapporteur(s)) |
| Format: | Configuration requise : un logiciel capable de lire un fichier au format : PDF |
| Adgang: | Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 12 décembre 2026 |