L'alginate, un biopolymère principalement dérivé des algues brunes, présente un potentiel significatif dans diverses applications industrielles, telles que la production alimentaire, les traitements pharmaceutiques et l'agriculture. Cependant, sous sa forme polymère naturelle, son utilisation pratique est limitée en raison de sa faible solubilité dans l'eau. En revanche, ses produits de dépolymérisation, les oligosaccharides d'alginate, sont beaucoup plus polyvalents dans ces applications industrielles grâce à leur meilleure solubilité dans l'eau et à leur poids moléculaire variable.Bien qu'il existe de nombreuses méthodes établies pour produire des oligosaccharides d'alginate, chacune présente des inconvénients en termes de production de déchets, de consommation d'eau et de coût. Cette thèse explore une approche nouvelle et durable pour produire ces oligomères par la dépolymérisation de l'alginate à l'aide de l'alginate lyase via une méthode mécanoenzymatique (c'est-à-dire avec un broyeur à boulets). En utilisant l'enzyme dans des solides-humides, l'étude vise à réduire le gaspillage d'eau et la consommation d'énergie tout en maintenant l'efficacité enzymatique.Les paramètres clés de la réaction tels que le rapport liquide-solide, la durée de réaction, la fréquence de broyage, la température d'incubation, le pH, et la quantité d’enzyme ont été systématiquement optimisés. Les meilleures conditions mécanoenzymatiques ont permis d'obtenir un rendement de produit comparable aux méthodes aqueuses traditionnelles, tout en réduisant la consommation d'eau par un facteur d’environ 680. La méthode mécanoenzymatique produit des oligosaccharides d'alginate avec une polydispersité restreinte et des poids moléculaires faibles, comparables à ceux obtenus avec les conditions aqueuses.Dans l'ensemble, cette recherche démontre la viabilité de la dépolymérisation mécanoenzymatique comme une alternative plus écologique pour la dépolymérisation de l'alginate, offrant une nouvelle méthode de production efficace d'oligosaccharides d'alginate pour des applications ultérieures en médecine, agriculture et science alimentaire

Alginate, a biopolymer primarily derived from brown seaweed, holds significant potential for various industrial applications, such as food production, pharmaceutical treatments, and agriculture. In its natural polymeric form, however, it is somewhat restricted in its practical use due to its low water solubility. Its depolymerization products, alginate oligosaccharides, on the other hand are much more versatile in these industrial applications because of their greater water solubility and variability in molecular weight. While there are many established methods of producing alginate oligosaccharides, each has drawbacks in aspects like waste production, water consumption, and affordability. This thesis explores a novel, sustainable approach to produce these oligomers through alginate depolymerization by alginate lyase using a mechanoenzymatic method (i.e.; ball-milling). By employing the enzyme under moist-solid conditions the study aims to reduce water waste and energy consumption while maintaining enzymatic efficiency.Key reaction parameters such as the liquid-to-solid ratio, milling time and frequency, incubation temperature, buffer pH, and enzyme loading were systematically optimized. The best mechanoenzymatic conditions yielded a reaction efficiency comparable to traditional aqueous methods, while reducing water consumption by ~680 times. The mechanoenzymatic method produced alginate oligosaccharides with narrow polydispersity and low molecular weights, comparable to those obtained in aqueous conditions.Overall, this research demonstrates the viability of mechanoenzymatic depolymerization as a greener alternative for alginate depolymerization, offering a new method of efficient alginate oligosaccharide production for further applications in medicine, agriculture, and food science

Auclair, Karine (Supervisor)