Le rôle des pectines dans la nutrition et dans l’industrie alimentaire

Sources des substances pectiques

Les substances pectiques sont des polymères de l’acide galacturonique avec des groupements carbonyles plus ou moins estérifiés par des radicaux méthyles.
La pectine est contenue naturellement dans l’endocarpe des fruits sous forme de protopectines qui sont libérées sous forme de pectines lors de la cuisson. La teneur en pectines des fruits est variable en fonction de la nature de fruits et de leur maturité (Michel, 2002).

Structure chimique des substances pectiques

La pectine est un composant de la paroi cellulaire de tous les végétaux supérieurs (N’BeMiller, 2001). La pectine est abondamment présente dans matières végétales comme constituant important des lamelles moyennes et des parois primaires de cellules (Van Rijssel, 1993).
Les polysaccharides pectiques sont formés de chaînes principales constituées de galacturonane et de rhamnogalacturonane, et de chaînes latérales constituées d’arabinane et de galactane (Yamaguchi et al., 1996 ; Schols et Voragen, 2002).

Les coudes pectiques

Le L-rhamnose (figure 6 et 8), un désoxyose, interrompt la suite des résidus galacturonyles de la chaîne principale à des intervalles plus ou moins réguliers et lui confère sa forme caractéristique en zigzag (figure 8). Des polysaccharides neutres, par exemple le galactane, sont rattachés aux unités rhamnose et forment des chaînes latérales (Gerhard, 1993). Ces résidus de rhamnose incorporés au hasard aux chaînes principales forment des coudes pectiques qui ont comme conséquence la modification de la linéarité de la chaîne principale (Morris et al., 2002).
Les rhamnogalacturonanes sont principalement constitués d’une séquence répétée de [ – 2) a- Rha (1→4) a – GalA (1 ], dans laquelle le L – rhamnose porte quelques chaînes latérales neutres d’arabinose et/ou de galactose (Bonnin et al., 2002).

Les chaînes latérales

Il semble qu’il existe, selon la source, des polymères à régions entièrement galacturoniques interrompues sans régularité par des rhamnoses, où l’alternance rhamnoseacide galacturonique se répète sur un segment de longueur faible. Dans la plupart des cas la chaîne principale est substituée par des glucosides riches en arabinose et en galactose, se lient (majoritairement) sur le C-4 des coudes rhamnosylés de la chaîne. Le plus souvent le polymère apparaît comme une macromolécule où alternent des segments non substitués (zones lisses) et des segments où les chaînes latérales sont nombreuses (zones hérissées).

Degré d’acétylation

La répartition et la longueur des zones homogalacturoniques et rhamnogalacturoniques, le degré d’estérification et la distribution du méthanol, de l’acide acétique et de l’acide férulique, la quantité, la longueur et les ramifications des chaînes latérales sont variables selon les espèces, la maturité, la localisation dans la plante et les conditions d’extraction (Ralet, 2006).
Les acides D -galacturonique (GalA) liés par des liaisons a-(1→4) peuvent être acétylés sur les positions C2 et/ou C3 (Figure 11) (Wicker et al., 2003; Tillmann et al., 2002).
Le degré d’acétylation (DAc) est défini comme le pourcentage des résidus de GalA estérifiés par un groupe d’acétyle (Bonnin et al., 2002 ; Levigne et al., 2002).
Il n’y a aucune explication claire au sujet de l’origine des propriétés émulsifiantes des pectines. Suite à la présomption qu’un contenu élevé d’acétyles pourrait augmenter l’hydrophobicité de la pectine, des études de la capacité d’ émulsification de la pectine de betterave sucrière par rapport à sa structure chimique, ont conclu qu’il n’y avait aucune évidence pour un rapport entre la composition chimique et les capacités d’émulsification.

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Mots clés : Extraction des pectines, écorces d’oranges, dattes, DE, DAc, SN, pectine LM et HM.

Table des matières

Introduction
Partie 1 : Étude bibliographique
Chapitre 1 : Généralités sur les substances pectiques
1. Historique
2. Définition des pectines
2.1. Les substances pectiques
2.2. Types de pectines
3. Localisation et biosynthèse des substances pectiques
4. Sources des substances pectiques
Chapitre 2 : Structure et caractéristiques des substances pectiques
1. Structure chimique des substances pectiques
1.1. La chaîne principale
1.2. Les coudes pectiques
1.3. Les chaînes latérales
2. Caractéristiques des substances pectiques
2.1. Le poids moléculaire
2.2. Le degré de méthylation
2.3. Le degré d’acétylation
2.4. Le degré d’amidation
3. Évolution et stabilité des substances pectiques
3.1 Dégradation par voie enzymatique
3.1.1. Applications biotechnologiques des pectinases
3.1.1.1. Extraction de jus de fruits
3.1.1.2. Traitement des eaux usées
3.1.1.3. Fermentation de thé et de café
3.1.1.4. Extraction des huiles
3.2. Dégradation par voie chimique
Chapitre 3 : Procédés d’extraction et propriétés physico-chimiques des substances pectiques et leurs rôles dans la nutrition et dans le domaine industriel, pharmaceutique, médical et autres
1. Extractions et précipitations des pectines
1.1. Extraction enzymatique
1.2. Extraction des pectines par les agents complexants
1.3. Extraction par l’alcool
1.4. Extraction physique
2. Solubilité
3. Viscosité des pectines
4. Pouvoir gélifiant
5. Pouvoir stabilisant et pouvoir épaississant
6. Pouvoir émulsifiant
7. Pouvoir moussant
8. Le rôle des pectines dans la nutrition et dans l’industrie alimentaire
8.1. Leur rôle comme additif alimentaire
8.2. Leur rôle comme produit pharmaceutique
8.3. Autres applications des pectines
9. Effets de la pectine sur la biodisponibilité en minéraux et en vitamines
9.1. Effets de la pectine sur la biodisponibilité en minéraux
9.2. Effets de la pectine sur la biodisponibilité en vitamines
10. Normes relatives aux pectines
Partie 2 : Partie expérimentale
Chapitre 1 : Extractions des pectines et déterminations de leurs rendements
1. Échantillons de matières premières
2. Blanchiment et lavage
3. Pressage
4. Séchage
5. Extraction des pectines
5.1. Solubilisation
5.2. Filtration
5.3. Purification
5.4. Précipitations
5.4.1. Précipitation par les sels minéraux
5.4.1.1. Précipitation par le sulfate d’aluminium (Al2(SO4)3 18H2O)
5.4.1.2. Précipitation par le chlorure d’aluminium (AlCl3)
5.4.2. Séchage et stockage des pectines
Chapitre 2 : Caractérisation et propriétés des pectines
1. Rendements
2. Caractérisation des oses
2.1. Dosage colorimétrique
2.1.1. Dosages des oses totaux
2.1.2. Dosages des acides uroniques par la méthode du MétaHydroxyDiPhényl
2.1.3 Détermination du degré de méthylation estérification (DM)
2.2. Chromatographie phase gazeuse « composition osidique des polymères »
2.2.1. Méthanolyse et sylilation des polysaccharides : analyse par CPG
3. Dosage des protéines (azote total) par la méthode de Kjeldhal
4. Taux de cendres
5. Activité émulsifiante et stabilité d’emilsification
6. Pouvoir gélifiant
Chapitre 3 : Résultats et discussions
1. Rendements et teneurs en humidité des pectines extraites
2. Teneurs en sucres totaux, protéines et cendres des pectines extraites
3. Teneurs en acides galacturoniques des pectines extraites
4. Composition en sucres neutres des pectines extraites
5. Degré de methylestérification (DM) des pectines extraites
6. Activité émulsifiante et stabilité d’émulsification des pectines extraites
7. Pouvoir gélifiant des pectines extraites
Conclusion générale
Références bibliographiques
ANNEXE

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