Extraction du chitosane et élaboration d'un film alimentaire biosourcé

Informations

Contexte

A l'heure où la chimie a besoin de se détacher du prétrosourcé et alors que 8 millions de tonnes de déchets de crustacés sont produits par an, la valorisation de ces déchets pour obtenir du chitosane est une alternative prometteuse. Ce biopolymère présente en effet de nombreuses propriétés et applications potentielles, notamment la capacité de former des films, ce qui ouvre la voie à des applications aussi bien dans le domaine de l'agroalimentaire que dans le domaine médical. 

Objectifs

LVGP6-bilan d'extraction.png

LVGP6-film chitosane bilan.png

Matériel

Produits utilisés

Machines utilisées

Étapes du projet

Étape 1 : Réaliser un film à partir de chitosane commercial (1)(3)
Étape 2 : Extraire le chitosane des déchets de crevettes (2)
Étape 3 : Réaliser un film à partir d'extrait de chitosane 
Étape 4 : Etude de la biodégradabilité (hors Fablab), de la capacité à préserver une banane (hors Fablab) et de la solubilisation du film dans l'eau

Journal de bord

25/03/2024 : (R+L+S)

Objectif : préparer une solution pour former des films à base de chitosane commercial en premier test pour avoir une idée de volume de solution à utiliser pour avoir une épaisseur de film satisfaisante ainsi que tester la façon de les décoller. 

Fablab 2503 films v1.jpgFigure 1. Moules de cuisine en verres utilisés pour couler les 3 solutions de film. 

26/03/2024 Hors Fablab (S) :

Objectif : récupérer des déchets de crevettes et les faire sécher avant de commencer l'extraction de la chitine

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Figure 2. Caracasses de crevettes après séchage

27/03/2024 (R) : 

Objectifs :   - préparer la solution de soude pour la 1ère étape de l'extraction
                   - Décoller les films en chitosane et relancer une autre préparation

27/03/2024 Hors Fablab (S) : 

Objectif : Récupérer plus de déchets de crevettes pour l'extraction

28/03/2024 (L) : 

Objectifs : - broyer les déchets de crevettes 
                 - repréparer une solution de NaOH 2M pour la déprotéinisation pour en avoir suffisamment 

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Figure 3. Poudre de déchets de crevettes sèches après broyage

29/03/2024 (R+S) : 

Objectifs : - 1ere étape de l'extraction : déprotéinisation
                 - Démoulage des films préparés le 27 mars 
                 - rebroyer la poudre de déchets de crevettes pour qu'elle soit la plus fine possible

LVGP6_poudre crevettes.jpg

Figure 4. Poudre de déchets de crevettes après 2e broyage

Figure 5. Montage utilisé pour la filtration 

02/02/2024 : (R)

Objectifs : - fin de la déprotéinisation 
- 2e étape de l'extraction : déminéralisation

03/04/2024 (S) : 

Objectif :   - Etape de développement 
                - Repréparer une solution de formation de film avec le chitosane commercial pour tester la reproductibilité

20240403_160712.jpgFigure 6. Chitine obtenue après une nuit de séchage à l'étuve

04/04/2024 (S) : 

Objectifs : - préparation d'une solution de NaOH 60% pour l'étape de déacétylation
                 - Etape de déacétylation de la chitine en chitosane
                 - Caractérisation IR de la chitine 
                 - préparation de solutions de films avec le nouveau protocole qui utilise du glycérol

20240404_131501 (1).jpgFigure 8. Chitine décolorée après une nuit à l'étuve

déacétylation.jpg

Figure 9. Solution de chitine dans NaOH 60% après agitation

→ La couleur de la solution est liée à la forte concentration en NaOH et non à l'échec de la fabrication. 

05/04/2024 : (L+S)

Objectifs : - Caractérisation IR du produit obtenu après déacétylation
- Démoulage des films préparés le 03 avril avec le 1er protocole (sans glycérol)

20240405_132558 (1).jpgFigure 10. Chitosane obtenu après une nuit à l'étuve
→ la couleur vient de la soudure pas encore rincée

08/04/2024 : (L+S) 

Objectifs :  - Démoulage des films réalisés le 04 avril 
- préparation de nouvelles solution de films avec et sans glycérol avec 0.5g de chitosane commercial pour choisir le protocole et tester les meilleures conditions avant la réalisation du film avec l'extrait de chitosane
- terminer les rinçages du extrait de chitosane pour éviter que l'excès de base neutralise l'acide lors de la formation du film

09/04/2024 : (L)

Objectifs :   - décoller les films formés la veille et choisir le protocole à suivre
                  - préparer une solution de formation de film à partir du chitosane extrait

10/04/2024 : (L+S)

Objectif :  - Voir si un film est obtenu avec le chitosane extrait 

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Figure 11. Chitosane qui a reprécipité dans la boîte de pétri sans ancien de film

12/04/2024 : (S)

Objectif :   voir les modifications de protocole ont permis d'obtenir un film avec le chitosane extrait

Figure 12. Chitosane qui a reprécité sans former de film

étude de la biodégradabilité et de la capacité à préserver une banane à partir des échantillons de films à base de chitosane commercial 

Conclusion : 

Références :

  1. Cazón, P., Morales-Sánchez, E., Velázquez, G. et Vázquez, M. (2022).
    Mesure de la perméabilité à la vapeur d'eau des films de chitosane : une expérience en laboratoire sur
    les matériaux d'emballage alimentaire. Journal d'éducation chimique, 99(6), 2403-2408.
    https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.2c00449
  2. Aldila, H., Asmar, Fabiani, VA, Dalimunthe, DY et Irwanto, R. (2020). L'effet de
    la température de déprotéinisation et de la concentration de NaOH sur l'étape de désacétylation pour optimiser l'extraction
    du chitosane des déchets de carapaces de crevettes. Série de conférences IOP, 599(1), 012003.
    https://doi.org/10.1088/1755-1315/599/1/012003
  3. Siripatrawan, U., Vitchayakitti, W. (2016). Améliorer les propriétés fonctionnelles des films de chitosane en tant qu'emballage alimentaire actif en les incorporant à la propolis, Food
    Hydrocolloids 61 (695-702) https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2016.06.001 


Revision #51
Created 2 May 2024 21:37:49 by Siek Stephanie
Updated 23 May 2024 12:39:38 by Siek Stephanie