FR2840305A1

FR2840305A1 - Procedes d'obtention d'oligo-mannuronates et guluronates, les produits obtenus et leurs utilisations

Info

Publication number: FR2840305A1
Application number: FR0206541A
Authority: FR
Inventors: Dominique Brault; Alain Heyraud; Vincent Lognone; Myriam Roussel
Original assignee: Centre dEtude et de Valorisation des Algues SA CEVA
Current assignee: Centre dEtude et de Valorisation des Algues SA CEVA
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2002-05-29
Publication date: 2003-12-05
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: FR2840305B1; AU2003258776A1; WO2003099870A3; AU2003258776A8; WO2003099870A2

Abstract

L'invention concerne notamment un procédé d'obtention d'oligo-mannuronates saturés et/ ou insaturés, caractérisé par le fait qu'il consiste à mettre en oeuvre les étapes suivantes :a) disperser en milieu acide et à chaud des algues brunes, à un pH inférieur ou égal à 2;b) séparer, notamment par filtration, la fraction insoluble de la fraction soluble issues de l'étape a), cette fraction insoluble contenant notamment la cellulose algale des algues, et les blocs α -L-guluronique (G) et β -D-mannuronique (M); c) ajuster le pH de ladite fraction insoluble à environ 2, 8 par ajout d'une base;d) séparer, notamment par filtration, la fraction insoluble de la fraction soluble issues de l'étape c), la fraction soluble contenant des blocs d'acide ( β -D-mannuronique (M);e) soumettre ladite fraction soluble récupérée à l'étape d) à une dépolymérisation par voie acide, ou par voie enzymatique ou par voie mixte acide/ enzymatique, de manière à recueillir des oligo-mannuronates saturés et/ ou insaturés.

Description

La présente invention se rapporte à des procédés d'obtention d'oligomannuronates et d'oligo-guluronates.

Elle concerne également les oligo-mannuronates et les oligoguluronates obtenus par la mise en #uvre de ce procédé. Elle se rapporte enfin à des utilisations de ces oligo-mannuronates et oligo-guluronates.

Les alginates sont présents dans les parois des algues brunes ou Phéophycées. La biosynthèse d'alginate n'est pas seulement réalisée par les algues brunes mais aussi par des bactéries (Azotobacter sp et Pseudomonas sp) qui produisent des alginates acétylés dans le milieu extracellulaire.

Les alginates sont extraits industriellement, principalement, à partir d'espèces appartenant aux ordres des laminariales et des fucales, répertoriées dans le tableau Ici-après:
TABLEAU

<tb>
<tb> Ordre <SEP> Famille <SEP> Espèces
<tb> Durvillaelales <SEP> Durvilleaceae <SEP> Durvillea <SEP> antartica
<tb> Durvillea <SEP> potatorum
<tb> Laminariales <SEP> Alariaceae <SEP> Ecklonia <SEP> maxima
<tb> Ecklonia <SEP> cava
<tb> Ecklonia <SEP> radiata
<tb> Eisenia <SEP> bicyclis
<tb> Laminariaceae <SEP> Laminaria <SEP> japonica <SEP>
<tb> Laminaria <SEP> hyperborea
<tb> Laminaria <SEP> digitata
<tb> Laminaria <SEP> pallida
<tb> Laminaria <SEP> longicruris
<tb> Lessoniaceae <SEP> Lessonia <SEP> flavicans <SEP>
<tb> Lessonia <SEP> trabeculata
<tb> Lessonia <SEP> nigrescens
<tb> Macrocystis <SEP> pyrifera
<tb> Nereocystis <SEP> sp
<tb> Fucales <SEP> Fucaceae <SEP> Ascophyllum <SEP> nodosum
<tb> Fucus <SEP> serratus
<tb> Fucus <SEP> vesiculosus
<tb> Cystoseiraceae <SEP> Cystoseira <SEP> sp
<tb> Sargassaceae <SEP> Sargassum <SEP> wigtii
<tb> Sargassum <SEP> ilicifolium
<tb> Sargassum <SEP> myriocystum
<tb> Turbinaria <SEP> conoides
<tb> Turbinaria <SEP> ornata
<tb> Turbinaria <SEP> decurrens
<tb>

Les principaux alginates commercialisés le sont sous forme de sels de sodium. Ils sont répartis entre alginates gélifiants et épaississants en fonction de leur structure chimique. La production mondiale annuelle s'élève à plus de 30 000 tonnes extraites à partir de 100 000 tonnes d'algues brunes (équivalent sec). Pour chaque type d'alginate, différents grades sont disponibles en fonction de leur viscosité.

Parallèlement aux alginates de sodium sont commercialisés des alginates de potassium, de magnésium, d'ammonium, de calcium, de sodium/ triéthanolamine, de propylène glycol et de l'acide alginique.

Ils sont utilisés principalement dans l'industrie agro-alimentaire pour leurs propriétés épaississantes, gélifiantes et stabilisantes mais également dans les secteurs de la pharmacie, de la cosmétique et du textile.

Le terme "alginates" est un terme générique désignant toute une famille de polysaccharides linéaires constitués d'unités d'acide a-L-guluronique (G) et d'acide P-D-mannuronique (M) liés en 1#4. Ces unités sont organisées le long de la macromolécule en zones homopolymériques des acides a-L-guluronique (G) et p-D-mannuronique (M) et en zone alternée de ces deux acides, comme le montre l'enchaînement suivant : ...MMMMMMMGGGGGGGGGMGMGMGMMGGMMMGMMMMGMG...

Chaque alginate est caractérisé non seulement par une proportion d'acide a-L-guluronique (G) et d'acide p-D-mannuronique (M) communément appelé le ratio M/G mais encore par la longueur des blocs homopolymériques et par la répartition de ces blocs le long de la macromolécule.

Cette structure est fonction de l'espèce, de l'âge de l'algue, du tissu considéré, de la période de récolte. Elle conditionne directement les propriétés de la macromolécule : gélification par le calcium, réaction avec les ions divalents ou multivalents, sensibilité à l'hydrolyse acide ou à la dépolymérisation enzymatique, volume hydrodynamique, propriétés biologiques. De ce fait, des blocs homopolymériques d'acide a-L-guluronique (G) et d'acide p-D-mannuronique (M) ont été produits à partir d'alginate afin d'exprimer des propriétés spécifiques.

La demande internationale WO-A-98/51710 décrit un procédé pour fractionner des alginates commerciaux en deux types de blocs homopolymériques ces fractions sont utilisées pour des applications spécifiques telles que des modulateurs de rhéologie, des stabilisants de systèmes colloïdaux et des stimulants du système immunitaire (blocs M).

Cette technique s'inspire très largement des travaux de Haug et Smidsrod (1966). A. Haug and O. Smidsrod (1966, A study of the constitution of

alginic acid by partial hydrolysis Acta Chem Scand ; 20 183-190) et (A. Haug, B Larsen and O. Smidsrod (1967) Studies of the séquence of uronic acid residues in alginic acid Acta Chem Scand 21, 691-704).

Le protocole de préparation des blocs décrit les étapes suivantes :
1) l'acide alginique est hydrolysé en milieu hétérogène à 100 C pendant 3 à 5 heures avec pour conséquence la solubilisation des zones alternées et l'insolubilisation des blocs homopolymériques ;
2) les blocs insolubles sont séparés par filtration des zones alternées solubles ;
3) les blocs homopolymériques sont solubilisés par neutralisation jusqu'à un pH de 7 ;
4) les blocs d'acide a-L-guluronique (G) sont précipités spécifiquement en ajustant le pH entre 2. 4 et 2.8 ;
5) les blocs d'acide a-L-guluronique (G) insoluble sont séparés des blocs d'acide p-D-mannuronique (M) soluble par filtration ;
6) les blocs d'acide P-D-mannuronique (M) sont précipités pour faciliter leur récupération en abaissant le pH à 1.3.

Le procédé mis en #uvre limite les dilutions importantes nécessaires pour la précipitation des blocs d'acide a-L-guluronique (G) en solubilisant directement les blocs d'acide p-D-mannuronique (M) après l'étape d'hydrolyse en ajustant le pH entre 2. 8 et 4. A ces pH, les blocs d'acide a-L-guluronique (G) demeurent insolubles et sont séparés des blocs d'acide p-D-mannuronique (M) solubles par séparation solide/liquide.

Les documents EP-A-0 987 272 et EP-A-1 035 136 proposent un autre procédé de fabrication. Ils se sont concentrés sur la production de bloc a-Lguluronique (G) de degré de polymérisation inférieur à 20 présentant : - des propriétés chélatantes du calcium pour des applications dans le traitement des effluents et la détergence ; - des propriétés de stabilisation de système colloïdaux pour des applications dans la stabilisation des encres d'imprimerie ; - des propriétés biologiques vis à vis des plantes (amélioration de la croissance racinaire).

Les procédés décrits dans ces documents diffèrent de celui cité plus haut par le choix d'une première étape d'hydrolyse homogène à un pH proche de la neutralité. Les blocs d'acide a-L-guluronique (G) sont précipités à un pH plus acide compris entre 3 et 3. 6. Les blocs d'acide a-L-guluronique (G) sont séparés des

zones alternées et des blocs d'acide p-D-mannuronique (M) par séparation solide/ liquide. De plus, le procédé décrit dans le EP-A-1 035 136 intercale une étape d'oxydation pour augmenter le caractère chélatant des blocs d'acide a-Lguluronique (G) en augmentant le nombre des fonctions carboxyliques.

Or, de nombreuses publications et brevets décrivent les propriétés de mélange d'oligo-alginates saturés et insaturés, de degré de polymérisation inférieur ou égal à 20.

Les travaux de Yonemoto (YONEMOTO Y., TANAKA H., YAMASHITA T., KITABATAKE N., ISHIDA Y., KIMURA A.. et MURATA K., 1993a. Promotion of germination and shoot elongation of some plants by alginate oligomers prepared with bacterial alginate lyase. Journal of fermentation and bioengineering, 75(1) : 68-70. ) démontrent l'effet éliciteur d'oligo-alginates insaturés de degré de polymérisation moyen de 9. 5 obtenu par dépolymérisation enzymatique d'un alginate extrait d'Eisenia bicyclis. Le mélange obtenu accroît l'élongation de la tige de Brassica rapa, de riz et de calles de tabac.

Plus spécifiquement, Natsume (NATSUME M, KAMO Y, HIRAYAMA M et ADACHI T., 1994. Isolation and characterization of alginatederivated oligosaccharides with root growth-promoting activities. Carbohydrate Research, 258:187-197.) démontre que des trimères insaturés de structure homogène des sels de sodium des acides a-L-guluronique (AGG) ou ss-Dmannuronique (M) (AMM) stimulent la croissance des racines d'orge. Les trimères ont été isolés par chromatographie à partir de blocs homopolymériques de degré de polymérisation de 10 dépolymérisés par voie enzymatique.

Dans le secteur de la nutrition, Akiyama (AKIYAMA H., ENDO T., NAKAKITA R., MURATA K., YONEMOTO Y. et OKAYOMA K., 1992. Effect of depolymerized alginates on the growth of bifidobacteria. Bioscience, biotechnology, and biochemistry, 56 (2) : 355-356) a montré un effet positif d'oligoalginates insaturés sur la croissance de bifidobactéries .

Les oligo-alginates produits servent d'intermédiaire de synthèse de nouvelles molécules.

Le brevet américain US-A-5 646 130 décrit des blocs riches en unité mannuronate de degré de polymérisation d'environ 20, estérifiés par du propanol, du 2-propanol et du méthanol. Les molécules synthétisées sont utilisées pour prévenir des thromboses.

Les oligo-mannuronates pourraient également servir de synthons pour la synthèse d'alkyl mannuronate d'alkyl et d'acide alkyl mannuronique

utilisés pour leurs propriétés amphiphiles : pouvoir moussant, émulsionnant, dispersant, capacité à former des aggrégats supramoléculaires dans des milieux dilués, des cristaux liquides...

Les techniques décrites précédemment montrent l'intérêt des applications des oligo-alginates, saturés ou insaturés. Ils sont principalement produits à partir d'alginate par des voies acide et/ou enzymatique. Ils aboutissent à des mélanges complexes d'oligo-alginates alternés et homogènes. Des blocs homopolymériques de très faible degré de polymérisation (Degré de polymérisation de 10) ont également servi de matière première pour la production d'oligo-alginate homogène et insaturé. Toutefois le fait de devoir dépolymériser des blocs produits à partir d'alginate dont le coût est élevé limite leur développement industriel. Pour de nombreuses applications, il est en effet essentiel de mettre en #uvre des structures homogènes produites par des procédés simples.

La présente invention a pour but de pallier à ces inconvénients en proposant des procédés simples d'obtention d'oligo-mannuronates et d'oligoguluronates, qui permettent de se dispenser de l'achat coûteux d'alginates et d'obtenir des produits finaux de structure homogène (et non pas des mélanges de produits divers), ces oligo-mannuronates et oligo-guluronates présentant avantageusement des degrés de polymérisation relativement bas qui leur ouvrent des applications diverses et variées.

Par les termes "oligo-mannuronates" et "oligo-guluronates", on entend des sels obtenus à partir de blocs d'acide a-L-guluronique et ss-Dmannuronique au moins partiellement dépolymérisés. Cette définition est valable pour l'ensemble de la présente demande.

Ainsi, le procédé d'obtention d'oligo-mannuronates selon l'invention consiste essentiellement à mettre en oeuvre les étapes suivantes : a) disperser en milieu acide et à chaud des algues brunes, à un pH inférieur ou égal à 2 ; b) séparer, notamment par filtration, la fraction insoluble de la fraction soluble issues de l'étape a), cette fraction insoluble contenant notamment la cellulose algale des algues, et les blocs a-L-guluronique (G) et P-D-mannuronique (M); c) ajuster le pH de ladite fraction insoluble à environ 2,8 par ajout d'une base ;

d) séparer, notamment par filtration, la fraction insoluble de la fraction soluble issues de l'étape c), la fraction soluble contenant des blocs d'acide p-D-mannuronique (M) ; e) soumettre ladite fraction soluble récupérée à l'étape d) à une dépolymérisation par voie acide, ou par voie enzymatique ou par voie mixte acide/enzymatique, de manière à recueillir des oligo-mannuronates saturés et/ou insaturés.

Quant au procédé d'obtention d'oligo-guluronates selon l'invention, celui-ci consiste à mettre en #uvre les étapes suivantes : a) disperser en milieu acide et à chaud des algues brunes, à un pH inférieur ou égal à 2 ; b) séparer, notamment par filtration, la fraction insoluble de la fraction soluble issues de l'étape a), cette fraction insoluble contenant notamment la cellulose algale des algues, et les blocs a-L-guluronique (G) et (3-D-mannuronique (M); c) ajuster le pH de ladite fraction insoluble à environ 2,8 par ajout d'une base ; d) séparer, notamment par filtration, la fraction insoluble de la fraction soluble issues de l'étape c), la fraction insoluble notamment de la cellulose algale et les blocs a-L-guluroniques ; e') ajuster le pH de la fraction insoluble issue de d) à environ 4, par ajout d'une base ; f) séparer notamment par filtration, la fraction insoluble de la fraction soluble issue de l'étape e') la fraction soluble contenant des blocs d'acide aL-guluronique (G) ; g') soumettre la fraction soluble récupérée à l'étape f) à une dépolymérisation par voie acide, ou par voie enzymatique ou par voie mixte acide/enzymatique, de manière à recueillir des oligo-guluronates saturés et/ou insaturés.

Finalement, le présent demandeur s'est rendu compte qu'il était possible d'obtenir de telles fractions d'alginate directement à partir d'algues brutes, en procédant dans une première étape à une hydrolyse acide particulièrement drastique, apte notamment à échanger les cations liés aux alginates par des protons, à hydrolyser les structures alternées de l'alginate et à solubiliser la majorité des molécules algales (mannitol, fucanes, protéines, peptides, acide aminés).

On peut alors récupérer la phase insoluble contenant les blocs d'acide a-L-guluronique (G) et d'acide P-D-mannuronique (M) pour les traiter sélectivement dans des étapes ultérieures.

Selon d'autres caractéristiques avantageuses mais non limitatives de ces procédés : - à l'étape a) on disperse des algues brunes fraîches ou déshydratées ; - à l'étape a), on utilise une teneur en algue (en équivalent sec par rapport au poids total) d'environ 5 % ; - on utilise un acide minéral fort tel que l'acide sulfurique ; - la réaction est poursuivie environ 2 heures à 95 C ; -à l'étape b, on utilise une terre filtrante qui est conservée dans les fractions insolubles subséquentes ; - à l'étape c) et/ou à l'étape c'), on utilise de l'hydroxyde de sodium ; - lorsque l'on dépolymérise la phase soluble par voie acide, on chauffe celle-ci à environ 95 C et que l'on récupère des oligo-mannuronate saturés, respectivement des oligo-guluronates saturés après neutralisation ; - lorsque l'on dépolymérise la phase soluble par voie enzymatique, on utilise une alginate lyase obtenue par la mise en culture de la souche bactérienne de Pseudomonas alginovora déposée le 6 mars 1998 auprès de la CNCM sous le numéro d'enregistrement 1.1989.

Enfin, la présente invention se rapporte également aux utilisations de ces oligo-mannuronates à titre d'agents éliciteurs de végétaux, de prébiotiques ou d'agents immunologiques, et de ces oligo-guluronates à titre de prébiotiques, d'agents immunologiques ou d'agents de chélation.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre :
La première étape a) des procédés consiste à disperser en milieu acide à chaud les algues sous forme fraîche ou déshydratée. L'objectif de cette étape est triple. Elle permet d'échanger les cations liés aux alginates par des protons, d'hydrolyser les structures alternées de l'alginate et de solubiliser la majorité des molécules algales : mannitol,fucanes, protéines, peptides, acides aminés. La teneur en algue (équivalent sec) est de l'ordre 5 %. Le pH est inférieur à 2 obtenu en acidifiant le milieu avec un acide, notamment un acide minéral fort tel que l'acide sulfurique. La teneur finale en acide sulfurique est de 1. 5 %. Le traitement acide dure 2 heures à 95 C.

L'étape b) consiste à séparer la fraction insoluble contenant la cellulose algale, les blocs d'acides a-L-guluronique (G) et p-D-mannuronique (M) insolubles de la fraction soluble contenant les oligo-alginates de structure alternée, des cations et des molécules organiques comme les fucanes, les laminaranes, les protéines, peptides et acides aminés, le mannitol. Afin de faciliter la séparation solide/liquide on peut procéder par filtration, notamment avec de la terre filtrante ajoutée à la suspension.

L'étape c) consiste à ajuster le pH à environ 2. 8 afin de solubiliser spécifiquement les blocs mannuronates.

L'étape d) consiste à séparer la fraction insoluble contenant la cellulose, les blocs d'acides a-L-guluronique (G) et la terre filtrante, de la fraction soluble contenant les blocs d'acide p-D-mannuronique (M).

L'étape e) consiste à dépolymériser spécifiquement les blocs d'acide p-D-mannuronique (M) par voie acide, par voie enzymatique ou par voie mixte acide et enzymatique.

L'hydrolyse acide en phase homogène peut se faire au pH initial de 2. 8, la solution de blocs est chauffée à 95 C. La durée du chauffage va conditionner la composition du mélange en terme de répartition des tailles des oligo-alginates produits. L'hydrolyse peut être réalisée à un pH supérieur à 2. 8 ou à une température inférieure à 95 C afin de mieux contrôler la cinétique d'hydrolyse.

L'hydrolyse ultime conduit à l'acide p-D-mannuronique (M) et/ou à sa forme lactone.

La dépolymérisation enzymatique se fait à un pH de 7. 5 à 22 C, par exemple en présence d'une alginate lyase produite par la souche de Pseudomonas alginovora (décrite dans le WO-A-98/40 511). Le taux d'enzyme va conditionner le degré de polymérisation moyen du mélange final. Le mélange ultime présente un degré de polymérisation moyen compris entre 3 et 4. On peut toutefois utiliser une autre lyase, sous réserve qu'il s'agisse d'une mannuronate-lyase.

La combinaison de ces deux voies de dépolymérisation conduit à des mélanges saturés et insaturés. L'ordre de mise en #uvre des deux étapes aura une influence sur la proportion des unités saturées et insaturées.

L'étape e') consiste à solubiliser les blocs d'acide a-L-guluronique (G) à un pH de 4. L'ajustement de pH se fait par exemple à l'aide d'hydroxyde de sodium.

L'étape f) consiste à séparer la cellulose et la terre filtrante insoluble de la solution d'acide a-L-guluronique (G).

L'étape g') consiste à dépolymériser les blocs d'acide a-Lguluronique (G) par voie acide, par voie enzymatique ou par voie mixte acide et enzymatique.

L'hydrolyse acide en phase homogène peut se faire au pH initial de 4, la solution de blocs est chauffée à 95 C. La durée du chauffage va conditionner la composition du mélange en terme de répartition des tailles des oligo-alginates produits. Afin de produire des oligo-guluronates saturés de degré de polymérisation moyen le plus bas possible, l'hydrolyse acide se fait par étape successive en ajustant le pH de plus en plus bas. Après l'étape d'hydrolyse à pH 4, une deuxième étape à pH 3 permet de mieux hydrolyser les blocs guluronates.

La dépolymérisation enzymatique se fait à un pH de 7. 5 à 22 C en présence de l'alginate citée à la page précédente. Ici également, le taux d'enzyme va conditionner le degré de polymérisation moyen du mélange final. Le mélange ultime présente un degré de polymérisation compris entre 3 et 4.

Finalement, les procédés décrits ont permis de fractionner la matière algale en produits spécifiques comme les oligo-mannuronates saturés et/ou insaturés, les oligo-guluronates saturés et/ou insaturés et en produits constitués des fractions solubles de l'algue en présence des oligo-alginates de structure alternée qui peuvent être également dépolymérisable par voie acide, par voie enzymatique ou par voie mixte, acide et enzymatique. Le co-produit du procédé est constitué de la cellulose algale, des lipides et de la terre filtrante.

Ces procédés peuvent être représentés de la manière apparaissant sur les figures annexées dans lesquelles la figure 1 est un diagramme relatif à la production d'oligo-mannuronates, tandis que la figure 2 est un diagramme relatif à la production d'oligo-guluronates.

On décrira ci-après un exemple spécifique de réalisation à partir de farine micronisée de Laminaria digitata.

Etape d'hydrolyse des zones alternées (étape a)
60 g de farine micronisée de Laminaria digitata à 95,2 % de matière sèche sont dispersés dans 1121. 4 g d'une solution d'acide sulfurique à 1. 55 % dans un ballon muni d'un réfrigérant pendant 3 heures sous agitation magnétique (18.58g d'acide sulfurique à 95% sont dilués dans 1102,8 g d'eau ultra-pure).

Le ballon est chauffé dans un bain d'huile à 96 C pendant 2 heures.

La montée en température pour atteindre 96 C est de 30 minutes.

La réaction est stoppée par refroidissement du ballon dans de la glace.

Séparation des blocs homopolymériques insolubles et des oligo-alginates alternés solubles (étape b).

17. 90 g de terres filtrantes (Becoghur ref 1200) sont dispersés dans 1193. 5 g de suspension pendant 2 heures sous agitation magnétique (% de terre/suspension = 1.5 %). Le pH de la suspension est de 1.2.

La suspension est filtrée sur büchner avec un support en porcelaine et un filtre papier. 1029. 3 g de filtrat acide à 5.15% de matière sèche contenant les oligo-alginates alternés sont récupérés ainsi que 173. 7 g de gâteau de filtration.

Solubilisation des blocs homopolymériques d'acide ss- Dmannuronique (en partie sous forme de sel de sodium) (étape c).

Le gâteau de filtration est dispersé dans 1026. 3 g d'eau ultra-pure pendant une heure sous agitation magnétique à température ambiante. Le pH de la suspension initialement de 1. 8 est ajusté à 2. 85 avec 4. 90 g d'hydroxyde de sodium à 30 % et maintenu pendant 1 heure sous agitation magnétique.

Séparation des blocs homopolymériques d'acide a -Lguluronique et des blocs homopolymériques d'acide ss- D-mannuronique (en partie sous forme de sel de sodium) (étape d).

1198. 85 g de suspension sont filtrés sur büchner avec un support en porcelaine et un filtre papier.

1045. 7 g de solution contenant les blocs mannuronates sont récupérés.

Le ratio M/G des blocs est de 13 ce qui correspond à une pureté en M de 94 %.

L'analyse a été réalisée par RMN du proton.

La matière sèche du filtrat est de 0. 74 %. Le rendement de récupération des blocs est de 13. 5 % par rapport à la masse sèche d'algue.

La masse de gâteau de filtration est de 147. 82 g.

Dépolymérisation enzymatique des blocs de ss-D- mannuronate (étape e)
Le pH de 480. 24 g de solution de blocs d'acide p-D-mannuronique est ajusté à 7. 5 avec 0. 84 g d'hydroxyde de sodium à 30 %. 0. 746 g de lyophilisat enzymatique sont ajoutés à la solution. Le ratio d'enzyme par rapport au bloc est de 5%.

La température est maintenue à 22 C dans une enceinte thermostatée et la solution agitée mécaniquement pendant 24 h. Le pH est contrôlé et maintenu à 7. 5 si nécessaire. La répartition des différents oligo-mannuronates insaturés est déterminée à partir des résultats obtenus par chromatographie liquide basse pression sur un Bio-Gel P6. L'éluant est une solution de nitrate de sodium à 0.05 moles/1 avec 1 g/1 d'azoture de sodium. Le débit d'élution est de 0.5 ml/mn. La température est de 30 C. La détection se fait par réfractométrie.

Degré <SEP> de
<tb> polymérisation <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> Proportion <SEP> en <SEP> %
<tb> des <SEP> oligo-alginates <SEP> 14. <SEP> 3 <SEP> 43. <SEP> 0 <SEP> 31. <SEP> 3 <SEP> 11.4
<tb>

Hydrolyse acide des blocs d'acide ss-D mannuronique (étape e)
Le pH de 485. 22 g de solution est ajusté à 3 avec 1 g d'hydroxyde de sodium M.

La solution est chauffée et agitée dans un ballon muni d'un réfrigérant à l'aide d'un bain d'huile placé sur une plaque chauffante magnétique..

La température de 96 C est atteinte en 30 minutes et la solution maintenue à cette température pendant 8 h à reflux. La solution est refroidie et neutralisée à un pH de 7,5. La répartition des différents oligo-mannuronates saturés est déterminée à partir des résultats obtenus par chromatographie liquide basse pression sur un Bio-Gel P6. L'éluant est une solution de nitrate de sodium à 0.05 moles/1 avec 1 g/1 d'azoture de sodium. Le débit d'élution est de 0. 5 ml/mn. La température est de 30 C. La détection se fait par réfractométrie.

Degré <SEP> de <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> >6
<tb> polymérisation
<tb> Proportion <SEP> en <SEP> % <SEP> des <SEP> 21. <SEP> 4 <SEP> 11. <SEP> 7 <SEP> 10. <SEP> 6 <SEP> 10. <SEP> 7 <SEP> 8.5 <SEP> 7.5 <SEP> 29.6
<tb> oligo-alginates
<tb>

Solubilisation des blocs homopolymériques d'acide a-L- 2uluronique(en partie sous forme de sel de sodium) (étape e').

147. 82 g de gâteau de filtration sont dispersés dans 452. 18 g d'eau ultra-pure pendant une heure sous agitation magnétique à température ambiante. Le pH de la suspension initialement de 2. 8 est ajusté à 4. 0 avec 26. 3 g d'hydroxyde de sodium à 1 mole/1 et maintenu pendant 1 heure sous agitation magnétique.

Séparation des blocs homopolymériques d'acide [alpha]-L- 2uluronique solubles de la fraction insoluble (terre filtrante, cellulose et fraction lipidique) (étape f')
643. 4 g de suspension sont filtrées sur büchner avec un support en porcelaine et un filtre papier.

467. 0 g de solution contenant les blocs guluronates sont récupérés.

Le ratio M/G des blocs est de 0.1ce qui correspond à une teneur en G des blocs de 91 %.

L'analyse a été réalisée par RMN du proton.

La matière sèche du filtrat est de 1. 25 %. Le rendement de récupération des blocs guluronate est de 10,2 % par rapport à la masse sèche d'algue. Le filtrat est dilué pour obtenir 557. 12 g de solution à une concentration de 1 % de blocs.

La masse de gâteau de filtration est de 167. 33 g avec une matière sèche de 17.2 %
Dépolymérisation enzymatique des blocs d'[alpha]-L-guluronate (étape g')
A 213. 02 g de solution de blocs d'acide a-L-guluronique sont ajoutés 0. 801 g de chlorure de magnésium hexahydraté. Le pH est ajusté à 7. 5 avec 1.18 g d'hydroxyde de sodium à 1 mole/1. 0.1065 g de lyophilisat enzymatique sont ajoutés à la solution. Le ratio d'enzyme par rapport au bloc est de 5 %.

La température est maintenue à 22 C dans une enceinte thermostatée et la solution agitée mécaniquement pendant 24 h. Le pH est contrôlé et maintenu à 7. 5 si nécessaire. La répartition des différents oligo-guluronates insaturés est déterminée à partir des résultats obtenus par chromatographie liquide basse pression sur un Bio-Gel P6. L'éluant est une solution de nitrate de sodium à 0.05 moles/1 avec 1 g/1 d'azoture de sodium. Le débit d'élution est de 0.5 ml/mn. La température est de 30 C. La détection se fait par réfractométrie.

Degré <SEP> de <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6
<tb> polymérisation
<tb> Proportion <SEP> en <SEP> % <SEP> des <SEP> 9.7 <SEP> 40.6 <SEP> 34.2 <SEP> 12.7 <SEP> 2.9
<tb> oligo-alginates
<tb>

Hydrolyse acide des blocs d'acide a-L- guluronique (étape g')
La solution à pH de 4 est chauffée et agitée dans un ballon muni d'un réfrigérant à l'aide d'un bain d'huile placé sur une plaque chauffante magnétique.

La température de 96 C est atteinte en 30 minutes et la solution maintenue à cette température pendant 8 h à reflux.

Après 8 h à pH 4, la solution est ajustée à pH 3 avec 0. 93 g d'acide chlorhydrique à 30 % et maintenue sous agitation à 96 C pendant 8 h. La solution est refroidie et neutralisée à pH 7. 5 avec 1.54 g d'hydroxyde de sodium à 30 %.

La solution est refroidie et neutralisée à un pH de 7,5. La répartition des différents oligo-guluronates saturés est déterminée à partir des résultats obtenus par chromatographie liquide basse pression sur un Bio-Gel P6.

L'éluant est une solution de nitrate de sodium à 0.05 moles/1 avec 1 g/1 d'azoture de sodium. Le débit d'élution est de 0.5 ml/mn. La température est de 30 C. La détection se fait par réfractométrie.

Degré <SEP> de <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> >6
<tb> polymérisation
<tb> Proportion <SEP> en <SEP> % <SEP> des <SEP> 17.4 <SEP> 13. <SEP> 0 <SEP> 10. <SEP> 8 <SEP> 7.8 <SEP> 51.0
<tb> oligo-alginates
<tb>

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé d'obtention d'oligo-mannuronates saturés et/ou insaturés, caractérisé par le fait qu'il consiste à mettre en #uvre les étapes suivantes : a) disperser en milieu acide et à chaud des algues brunes, à un pH inférieur ou égal à 2 ; b) séparer, notamment par filtration, la fraction insoluble de la fraction soluble issues de l'étape a), cette fraction insoluble contenant notamment la cellulose algale des algues, et les blocs a-L-guluronique (G) et P-D-mannuronique (M); c) ajuster le pH de ladite fraction insoluble à environ 2,8 par ajout d'une base ; d) séparer, notamment par filtration, la fraction insoluble de la fraction soluble issues de l'étape c), la fraction soluble contenant des blocs d'acide P-D-mannuronique (M) ; e) soumettre ladite fraction soluble récupérée à l'étape d) à une dépolymérisation par voie acide, ou par voie enzymatique ou par voie mixte acide/enzymatique, de manière à recueillir des oligo-mannuronates saturés et/ou insaturés.

2. Procédé d'obtention d'oligo-guluronates saturés et/ou insaturés, caractérisé par le fait qu'il consiste à mettre en #uvre les étapes suivantes : a) disperser en milieu acide et à chaud des algues brunes, à un pH inférieur ou égal à 2 ; b) séparer, notamment par filtration, la fraction insoluble de la fraction soluble issues de l'étape a), cette fraction insoluble contenant notamment la cellulose algale des algues, et les blocs a-L-guluronique (G) et P-D-mannuronique (M); c) ajuster le pH de ladite fraction insoluble à environ 2,8 par ajout d'une base ; d) séparer, notamment par filtration, la fraction insoluble de la fraction soluble issues de l'étape c), la fraction insoluble notamment de la cellulose algale et les blocs a-L-guluroniques ; e') ajuster le pH de la fraction insoluble issue de d) à environ 4, par ajout d'une base f) séparer notamment par filtration, la fraction insoluble de la

fraction soluble issue de l'étape e') la fraction soluble contenant des blocs d'acide a- L-guluronique (G) ; g') soumettre la fraction soluble récupérée à l'étape f) à une dépolymérisation par voie acide, ou par voie enzymatique ou par voie mixte acide/enzymatique, de manière à recueillir des oligo-guluronates saturés et/ou insaturés.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'à l'étape a) on disperse des algues brunes fraîches ou déshydratées.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé par le fait qu'à l'étape a), on utilise une teneur en algue (en équivalent sec par rapport par rapport au poids total) d'environ 5 %.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'on utilise un acide minéral fort tel que l'acide sulfurique.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la réaction est poursuivie environ 2 heures à 95 C.

7. Procédé selon la revendication 1 à 6, caractérisé par le fait qu'à l'étape b, on utilise une terre filtrante qui est conservée dans les fractions insolubles subséquentes.

8. Procédé selon la revendication 1 à 7, caractérisé par le fait qu'à l'étape c) et/ou à l'étape c'), on utilise de l'hydroxyde de sodium.

9. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel on dépolymérise la phase soluble par voie acide, caractérisé par le fait qu'on chauffe celle-ci à environ 95 C et que l'on récupère des oligo-mannuronates saturés, respectivement des oligo-guluronates saturés après neutralisation.

10. Procédé selon la revendication 1 ou 2 dans lequel on dépolymérise la phase soluble par voie enzymatique, caractérisé par le fait qu'on utilise une alginate lyase obtenue par la mise en culture de la souche bactérienne de Pseudomonas alginovora déposée le 6 mars 1998 auprès de la CNCM sous le numéro d'enregistrement 1.1989.

11. Oligo-mannuronates obtenus par la mise en #uvre du procédé selon l'une des revendications 1 et 3 à 10.

12. Oligo-guluronates obtenus par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 2 à 10.

13. Utilisation des oligo-mannuronates selon la revendication 11 à titre d'éliciteurs de végétaux, de prébiotiques ou d'agents immunologiques.

14. Utilisation des oligo-guluronates selon la revendication 12 à titre de prébiotiques, d'agents immunologiques ou d'agents de chélation.