Tesis sobre el tema "Arôme naturel"

La préférence des consommateurs pour des produits alimentaires naturels a mené à une croissance de la demande pour des arômes naturels.La biotechnologie est considérée comme une nouvelle alternative pour répondre à ces besoins. Cette approche est l'objet du projet de maîtrise présenté. Le travail a porté sur la récupération d'un ester volatil modèle, l'ethyle valerate, produit par bioconversion avec de la biomasse de Pseudomonas fragi. Le système de récupération étudié est l'absorption dans de l'éthanol. L'efficacité du système a été évaluée d'abord théoriquement, et par la suite expérimentalement pour une bioconversion simulée. L'alimentation d'ester dans l'air à l'entrée de la colonne provenait du bullage d'air dans un réservoir contenant de l'ethyle valerate pur. Les paramètres d'opération suivants ont été étudiés : le garnissage (selles de Berl en céramique, billes de verre), le volume d'éthanol (50 et 100 ml), le débit d'éthanol (0.5, 2.5 et 5 ml/min) et la durée de l'absorption (0.6-15 heures). Un volume d'éthanol de 50 et de 100 ml avec des billes de verre comme garnissage, et un débit d'éthanol de 0.5 ml/min a permis de récupérer la totalité de l'ester contenu dans l'air. Les faibles débits permettent de concentrer l'ester dans l'éthanol, mais la durée pour atteindre l'état de régime permanent du système est plus longue. Un essai pour évaluer l'application de ce système d'absorption pour une bioconversion réelle a été non-concluant. Ces essais ont révélé plusieurs problèmes tant au niveau de la méthode d'analyse (effet de la présence de l'eau et des cellules) que de la stabilité de la synthèse de l'ethyle valerate au cours de la bioconversion.

La 6-pentyl-alpha-pyrone (6PAP) est un métabolite fongique spécialisé, isolé pour la première fois dans les années 1970 à partir de cultures du champignon Trichoderma viride. Outre ses nombreuses propriétés biologiques (agent antifongique, hormone de croissance et inducteur de mécanismes de défense pour les plantes, etc.), ce composé possède des propriétés organoleptiques proches de celles de la massoia lactone et de la delta-décalactone, dont il est par ailleurs un précurseur potentiel. Son agréable odeur de noix de coco nuancée de noisette et de fève tonka en fait un arôme d’intérêt, utilisé aujourd’hui comme additif dans certaines boissons et aliments. A ce jour, la 6PAP n’est cependant synthétisée à l’échelle industrielle que par voie chimique. Sa production par voie biotechnologique et biosourcée est inexistante en dépit d’importants efforts de recherche encouragés par une demande croissante des consommateurs pour les molécules d’origine naturelle. Dans ce travail de recherche, nous avons donc développé un procédé de fermentation à partir de matières premières végétales peu coûteuses, en conditions douces, avec une souche fongique du genre Trichoderma n’ayant subi aucune modification génétique. En nous appuyant dans un premier temps sur des études par plans d’expériences, nous avons finalement obtenu des concentrations de 6PAP allant jusqu'à 1 g/L, aussi bien en fioles qu’en fermenteur, par un procédé de fermentation biphasique liquide-liquide
6-pentyl-alpha-pyrone (6PAP) is a specialized fungal metabolite first isolated in the 1970s from cultures of the fungus Trichoderma viride. In addition to its numerous biological properties (antifungal agent, phytohormone-like effect, inducer of plant defense mechanisms, etc.), it has organoleptic properties similar to those of massoia lactone and delta-decalactone, of which it is also a potential precursor. Its pleasant smell and taste of coconut, with a hint of nutty and tonka bean, makes it an aroma of interest on its own, already used as an additive in some food products and beverages. To date, 6PAP has been produced on industrial scale only by chemical synthesis. Its biotechnological production from bio-based materials is non-existent despite the extensive research efforts encouraged by a growing consumer demand for molecules of natural origin. In this work, we have therefore developed a fermentation process from inexpensive agricultural raw materials, under mild conditions, with a fungal strain of Trichoderma that has not undergone any genetic modification. Based initially on design of experiments (DOE) studies, we finally obtained up to 1 g/L of 6PAP, both in flask and in bioreactors, by a biphasic liquid-liquid fermentation process

Au cours de ce travail, nous avons cherche a synthetiser, par voie biotechnologique un isomere naturel du 6-desoxy-hexulose, precurseur du furaneol#+. Dans un premier temps, nous avons montre que la transcetolase extraite de feuilles d'epinard catalyse la synthese du 6-desoxy-l-sorbose et du 6-desoxy-d-fructose en presence d'hydroxypyruvate commercial et de 4-desoxytetrose obtenu chimiquement. Dans un deuxieme temps nous avons synthetise le 6-desoxy-l-sorbose naturel a partir de substrats naturels. La synthese de l'hydroxypyruvate naturel substrat donneur est catalysee par la glyoxylate aminotransferase extraite de feuilles d'epinard en presence de l-serine et de glyoxylate. Le substrat accepteur, le 4-desoxy-l-threose est synthetise par isomerisation du 4-desoxy-l-erythrulose naturel en presence de corynebacterium equi ou de serratia liquefaciens. Nous avons montre grace a des extraits enzymatiques obtenus a partir de ces deux micro-organismes, que l'isomerisation est catalysee par deux oxydo-reductases. L'une reduit la fonction cetone en fonction alcool de configuration r en presence de nadh et l'autre oxyde la fonction alcool primaire en fonction aldehyde en presence de nad ou nadp. Le couplage des reactions catalysees par les micro-organismes et la tk conduit en presence de 4-desoxy-l-erythrulose en 6-desoxy-l-sorbose, alors qu'en presence de 4-desoxy-d,l-erythrulose il conduit au 6-desoxy-l-sorbose et au 6-desoxy-d-fructose. Ce resultat confirme que la reaction d'isomerisation biologique n'est pas enantioselective. Finalement, la reaction catalysee par la tk en presence de substrats naturel conduit a un precurseur naturel du furaneol

Dans le domaine de la chimie des parfums, l’optimisation des propriétés biologiques et sensorielles de substances naturelles complexes, via la biocatalyse, présente un fort intérêt. Dans un contexte de chimie durable, ces travaux de recherche sont dédiés aux développements de modifications enzymatiques de composés purs, d’extraits et d’huiles essentielles de l’industrie des arômes et parfums. Une étude bibliographique a ainsi été consacrée à la composition des matières premières naturelles, leurs propriétés et les principales voies de biosynthèse des composés présents dans les substances naturelles complexes, ainsi que quelques éléments de réglementation. Dans un premier volet, selon un procédé de chimie durable, le but a été de rendre des produits naturels plus sains tout en conservant leurs propriétés et leur « naturalité ». La détoxification en atranol et en chloroatranol de l’extrait de mousse de chêne a été effectué menant à des absolues de mousse de chêne modifiées par biocatalyse conservant leur qualité odorante. Dans le cadre d’un projet collaboratif public-privé, des protocoles de suivis de transformations biocatalytiques ont été établis et mis en œuvre. Dans un troisième volet, des méthodologies de chimie durable ont été mises à profit afin de proposer de nouveaux ingrédients grâce à l’utilisation de procédés biotechnologiques procédant selon le principe d’économie circulaire. Le caractère naturel a été conservé et la méthode a permis de réaliser des transformations fines et ciblées pour développer des facettes olfactives intéressantes
In the field of flavor and fragrance industry, the optimization of natural flavoring essential oils and extracts’ properties by biocatalysis is really interesting. In a context of sustainable chemistry, this research project is dedicated to the development of pure compounds, extracts and essential oils by enzymatic modifications. In this way, a bibliographic study has been carried out on the composition of the natural raw materials, their properties and the main biosynthetic pathways of the compounds present in the natural complex substances and some regulation elements. In the first place, according to a process of sustainable chemistry, the goal is to make healthier natural products while keeping their properties and their "naturalness". The detoxification in atranol and chloroatranol of the oak moss extract was carried out with the oak moss absolute by biocatalysis preserving their olfactory quality. Through an academic /industrial collaboration, protocols for monitoring biocatalytic transformations were established and implemented. In a third part, sustainable chemistry methodologies were used to propose new ingredients through the use of biotechnological processes based on the circular economy principle. The natural character has been preserved and the method allowed targeted transformations to develop interesting olfactory facets

Cette thèse a été réalisée en collaboration avec ENNOLYS, une société de biotechnologies spécialisée dans la production de biomasse, d'enzymes et de molécules aromatiques naturelles. Dans ce contexte, l'objectif principal de ce projet de thèse est l'ingénierie métabolique d'actinobactéries, dont celles du genre Amycolatopsis, pour le développement et l'amélioration de procédés de bioproduction de molécules aromatiques naturelles, dont la vanilline. Pour ce faire, nous avons séquencé le génome de la souche industrielle Amycolatopsis ZYL926 afin de mieux connaitre ses potentialités dans la production de métabolites spécialises ainsi que dans la biosynthèse de la vanilline. De plus, par comparaison de séquence nous avons pu identifier des gènes impliqués dans la dégradation de la vanilline (ou de ces intermédiaires de biosynthèse). Ensuite, nous avons identifié des outils (vecteurs et promoteurs) pour l'insertion et l'expression efficace de gènes hétérologues chez Amycolatopsis. En plus, nous avons développé des outils pour la délétion propre (sans marqueur de résistance) de gènes ou de grandes régions génomiques chez ces bactéries. Ces outils génétiques sont polyvalents et susceptibles d'être utilisés chez de nombreuses espèces du genre Amycolatopsis. Enfin, dans le but d'implémenter une voie de biosynthèse de la vanilline à partir d'un substrat peu coûteux, nous avons choisi et étudié quelques enzymes candidates pour chaque nouvelle étape de biosynthèse. Ces études nous ont permis d'identifier parmi les enzymes candidates celles qui sont actives chez Amycolatopsis dans les conditions de bioconversion utilisées industriellement. De plus, nous avons pu étudier une étape limitante et suggérer des moyens pour améliorer l'efficacité de cette voie de biosynthèse
This thesis was carried out in collaboration with ENNOLYS, a French biotechnology company specialised in the production of biomass, enzymes, and natural aromatic molecules. In this context, the main objective of this thesis project is the metabolic engineering of actinobacteria, including those of the genus Amycolatopsis, for the development and improvement of bioproduction processes for natural aromatic molecules, including vanillin, the most used flavouring agent in the world. To this end, we sequenced the genome of the industrial strain Amycolatopsis ZYL926 in order to better understand the potential of this bacterium in the production of specialised metabolites and in the biosynthesis of vanillin. Furthermore, we were able to identify genes involved in the degradation of vanillin (or of its biosynthetic intermediates) by sequence comparison analysis. Secondly, we have identified genetic tools (including vectors and promotors) for the stable insertion and efficient expression of heterologous genes in Amycolatopsis. In addition, we have developed tools for marker-free deletion of genes or large genomic regions in these bacteria. These genetic tools are versatile and could be used in many species of the genus Amycolatopsis. Finally, in order to implement a vanillin biosynthetic pathway from a low-cost substrate, we selected and studied a few candidate enzymes for each new biosynthetic step. These studies enabled us to identify among the candidate enzymes those which are active in Amycolatopsis under the bioconversion conditions used industrially. In addition, we were able to study a limiting step and suggest ways to improve the efficiency of the studied biosynthetic pathway

"Pycnoporus cinnabarinus" est capable de biotransformer l'acide p-coumarique en p-hydroxybenzaldéhyde, molécule de l'arôme vanille, en acide caféique, antioxydant fort. Le p-hydroxybenzaldéhyde est produit dans un milieu riche en phospholipides et supplémenté avec de faibles concentrations en acide p-coumarique. L'acide caféique est produit dans un milieu glucose et en présence de fortes concentrations d'acide p-coumarique. Le schéma du métabolisme de l'acide p-coumarique est proposé. "Aspergillus niger" a été sélectionné pour ses capacités à hydrolyser l'acide chlorogénique en acide caféique. La chlorogénate hydrolase a été purifiée jusqu'à homogénéité. La masse moléculaire de la protéine native est de 170 kDa et le pI de 6. L'optimum du pH et de la température est de 6 et 55ʿ C, respectivement. La séquence N-terminale ne présente aucune homologie avec d'autres enzymes. Appliquée sur des substrats naturels riches en acide chlorogénique, cette enzyme libère de l'acide caféique.

Certains extraits naturels sont très rares et onéreux. La tentation est alors forte pour les producteurs de matières premières ou intermédiaires d’avoir recours à des adultérations. Le mélange avec des extraits issus d’origines botaniques apparentées, d’origines géographiques différentes, l’ajout d’un composé synthétique présent dans l’extrait naturel ou d’un autre extrait végétal, l’utilisation de produits phytosanitaires réglementés, la mise en place de procédés d’extractions non standardisés, en sont quelques exemples. Ces différences de qualité sont de plus en plus difficilement décelables. Cette thèse a pour objet de mettre au point une méthodologie rapide, efficace et non ciblée. Une approche métabolomique en UHPLC-HRMS est développée pour identifier ces défauts ou pratiques frauduleuses pour les absolues destinées au secteur arômes et parfums. Cette mise en évidence est réalisée par la détection de métabolites marqueurs. Les absolues présentent un défi particulier : entre 50 et 95 % de l’extrait peut être constitué de composés non volatils, rarement décrits dans la littérature. La recherche d’authenticité de ces extraits est alors plus complexe que dans le cas d’un extrait volatil tel qu’une huile essentielle, dont la composition peut être plus facilement déterminée par des techniques analytiques éprouvées et l’utilisation de bases de données. Deux plantes emblématiques de la parfumerie ont été étudiées : la violette (Viola odorata) et la rose (Rosa damascena et Rosa centifolia). Des marqueurs d’origine géographique ont été identifiés dans le cas de la violette, et des marqueurs d’origine botanique dans le cas de la rose
Some natural extracts are very scarce and expensive. The temptation is therefore very high for producers or brokers to resort to adulterations. Mixing of extracts from related botanical origins, from different geographical origins, addition of synthetic compounds with natural occurrence in the extract, or addition of another vegetal extract, use of phytosanitary products, non-standardized extraction processes, are some examples. The quality differences are more and more difficult to detect. The objective of this PhD study was to develop a fast, efficient and non-targeted methodology. Metabolomics approach in UHPLC-HRMS was developped to identify defects or fraudulent practices in absolutes used in flavour and fragrances. These identifications are realized by the detection of chemical markers. Absolutes are a great challenge: between 50 and 95 % of the extracts consist of non-volatile compounds; moreover these products are seldom described in literature. The quest for validation for authenticity is then much more complex than in cases of volatile extracts such as essential oils, whose composition can be more easily determined by robust analytical instruments and numerous databases. Two symbolic plants used in perfumery were studied: viola (Viola odorata) and rose (Rosa damascena and Rosa centifolia). Markers of French origin were identified for viola, and markers of R. centifolia were identified for rose. Their characterizations were nevertheless the fundamental limit for this technique being at trace level in the extract. This work demonstrated the performance and limitation of the non-targeted metabolomics approach on absolutes, which are specialties of perfumery

Procédé biotechnologique, la biocatalyse solide/gaz pourrait permettre de produire des arômes à label naturel à un coût inférieur à celui des extraits naturels. Les travaux réalisés prouvent la faisabilité technique et la viabilité économique de la production d'esters naturels par ce procédé à l'échelle industrielle. La synthèse de propionates d'alkyle a été catalysée par la lipase B de Candida antarctica (Novozym 435) dans des réacteurs solide/gaz à lit fixe, au laboratoire et à l'échelle préindustrielle. Dans les deux cas, la synthèse de propionate d'éthyle a été utilisée comme modèle d'étude. D'après les essais menés au laboratoire, le comportement du réacteur solide/gaz obéit au modèle d'un réacteur à lit fixe à écoulement de type piston. L'activité catalytique du réacteur à l'équilibre thermodynamique est essentiellement due aux 2/5 du catalyseur, situé en entrée du réacteur ; la perte d'activité de ce dernier est d'ailleurs plus rapide. La pression (0,25 à 0,75 atm) ou la nature du gaz vecteur (air ou azote) n'affectent pas la stabilité du catalyseur, en revanche, certains substrats entraînent une perte d'activité catalytique accélérée. La variation d'énergie libre et les conditions de productivité optimale ont été déterminées pour la synthèse de sept esters et utilisées pour leur transfert à l'échelle pilote. Une installation pilote préindustrielle a été mise en place et validée par la production de lots-tests de 50 à 200 kg de cinq propionates d'alkyle, avec une productivité minimale de 2kg/h. Le retraitement de phases issues d'une production est également possible. Le taux de conversion des substrats reste inférieur à celui obtenu au laboratoire à cause des effets du changement d'échelle sur le tassage et le maintien du lit catalytique et d'un échauffement important de ce dernier, dû au caractère exothermique de la réaction. Ce dernier représente actuellement la principale limite aux performances du procédé
As a biotechnological process, gas/solid biocatalysis is a valuable way to produce natural aromas at a lower cost than natural extracts. Technological and economical feasibility studies related to the production of natural esters at an industrial scale have been carried out. Lipase B from Candida antarctica has been used to catalyse alkyl propionate synthesis in gas/solid fixed bed reactors, both at laboratory and industrial scales. In both cases, ethyl propionate synthesis has been chosen as a model reaction. At the laboratory scale, the gas/solid reactor has been shown to obeys a piston like model. At the thermodynamic equilibrium, more than 70% of the reactor catalytic activity is due to the 2/5th of the catalyst, located at the reactor entry. In fact, the loss of catalytic activity is faster at the reactor entry. Pression (0. 25 to 0. 75 atm) or vector gas (air or nitrogen) do not seem to affect the catalyst stability whereas some substrates do. For the synthesis of seven esters, thermodynamic results and best productivity conditions were determined at the laboratory scale and used to fix production parameters at the pilot scale. A preindustrial plant has been set up and tested through the production of five alkyl propionates. In most cases, a minimal productivity of 2 kg/h was reached. Reprocessing of a failed batch and recycling of an aqueous phase containing non transformed substrates were also shown to be possible. The conversion rate is still lower at that scale than at the laboratory one due to effects of the scale-up. In particular, the packing down of the catalyst bed and its overheating, which is a consequence of the exothermic character of the reaction, are up to now the main limits to the process performances

Les extraits naturels tels que les huiles essentielles, les absolues ou les résinoïdes utilisés en parfumerie, arômes et cosmétique sont produits à partir de matières premières naturelles. La culture de ces matières premières est souvent basée sur la monoculture et implique l'utilisation de pesticides. La réglementation pour les matières premières destinées à ces industries devient de plus en plus stricte en termes de niveaux résiduels autorisés de pesticides, en raison de leur impact sur la santé publique et sur l'environnement. Dans ce manuscrit, un état de l’art montrant la problématique pour l’analyse des pesticides dans les extraits naturels et les travaux dédiés à cette étude, est présenté. Une méthode d’analyse multi-résidus de pesticides a ensuite été mise au point dans les roses et les extraits (concrètes et absolues) issus de la rose. La préparation d’échantillon s’appuie sur l’approche QuEChERS utilisant l’extraction et la purification par SPE-dispersive. Les échantillons ont ensuite été analysés par GC-MS/MS. Les méthodes ainsi développées ont permis d’étudier les devenir des pesticides au cours du procédé d’extraction des roses. Le travail a été fait dans un premier temps sur des roses issues d’un champ bio puis dopées avec 57 pesticides. Chaque intermédiaire de transformation, excepté les cires, a été analysé mettant en évidence la répartition des pesticides. Il y est montré que les pesticides présents dans les roses sont co-extraits durant le procédé d’extraction et sont concentrés entre 100 et 300 fois dans l’absolue. Cette étude a ensuite été réalisée sur des roses et leurs extraits issus de champs avec des traitements phytosanitaires « classiques »
Natural extracts in form of essential oils, concretes, resinoids, as well as absolutes used in perfume, aroma, and cosmetic industries are produced from natural raw materials. The cultivation of natural raw materials is often based on monoculture and involves the use of pesticides. Legal regulations for raw materials intended for these industries become increasingly stricter in terms of the allowed residual levels of chemicals used for treatment because of their impact on public health and on the environment. In this manuscript, a review showing pesticide analysis problems in natural extracts and works dedicated to this study, is presented. Next, a method for multi-residue pesticides analysis was developed in roses and extracts (concrete and absolute) from roses. The sample preparation is based on the QuEChERS approach using extraction and purification by SPE-dispersive. The samples were then analyzed by GC-MS / MS. Thus the developed methods were used to study pesticides behavior during the extraction process of the roses. In a first time, the work was done on roses from organic field and spiked with 57 pesticides. Each transformation intermediate, except waxes, was analyzed showing the distribution of pesticides. It showed that pesticides which were present in rose flowers were coextracted during extraction process and concentrated by factor between 100 and 300 in absolute. This study was then performed on roses and extracts from fields with pesticide "classic" phytosanitary treatments. The trend observed for these samples was the same as for the model: pesticides were concentrated in the absolute reaching concentrations of several milligrams per kilogram

L’analyse sensorielle descriptive et les techniques modernes d’analyse par chromatographie en phase gazeuse, couplée à différents modes de détection (détection olfactométrique, spectrométrie de masse, spectrométrie infra-rouge), sont utilisées pour étudier les relations existant entre la description de l’arôme et les substances volatiles odorantes identifiables dans l’arôme de vieillissement typique des vins doux naturels non muscatés. Les mécanismes de formation de certains composés volatils sont étudiés à travers des essais de vieillissement accéléré en étuve, en présence et en absence d’air. L’évolution des composés volatils étudiés en conditions réelles est identique à celle observée au laboratoire. Sur l’ensemble des composés volatils identifiés et dosés, six d’entre eux présentent des indices aromatiques fréquemment élevés ( I ≥ I ). Il s’agit du furfural, du 5-éthoxyméthylfurfural, du sotolon, de la vanilline et des isomères trans et cis de la méthyl-g-octalactone. L’impact sensoriel du sotolon évolue fortement selon son niveau de concentration moins de 300 mg/l, le sotolon participe au caractère " pruneau " alors qu’entre 300 et 600 mg/l, il est responsable du caractère " figue-sèche, fruits secs ". Au delà de 600 µg/l, les vins doux naturels sont caractérisés par un arôme " rancio " typique. Le sotolon est responsable du caractère " rancio " typique des vieux vins doux naturels blancs et des rancios secs oxydés. Les différences aromatiques entre les vins doux naturels blancs et les vins doux naturels rouges, doivent leur origine à la présence de composés polyphénoliques en quantité importante dans les vins rouges. Dans les VDN, nous montrons que la formation du sotolon fait appel à des mécanismes chimiques. Par le dosage de différentes molécules et la prise en compte de leurs équilibres, il est désormais possible d’obtenir des informations fiables quant aux conditions d’élevage et du niveau de vieillissement des vins doux naturels. Ces données peuvent être mises à profit pour mieux contrôler et maîtriser l’élaboration des vins doux naturels et la construction des assemblages.

L’hydroperoxyde lyase (HPL) est une enzyme issue de la voie de la lipoxygénase, voie métabolique très représentée chez les végétaux, impliquée dans la production de composés aromatisants (l’hexanal, le 3Z-hexenal et le 2E-hexenal). Ces composés sont responsables de l’odeur fraîche de l’herbe coupée dite « note verte » et sont très utilisés par les industries cosmétiques et agroalimentaires. Leur biosynthèse résulte de l’oxydation des acides gras polyinsaturés en hydroperoxydes par la lipoxygénase, puis de leur clivage par l’hydroperoxyde lyase (HPL). Les procédés actuels de production de ces composés présentent certains inconvénients, ils sont notamment très polluants et peu performants, aussi l’utilisation d’enzymes recombinantes dans de tels procédés permettrait d’obtenir ces molécules de manière plus efficace tout en bénéficiant du label "naturel". L’ADNc codant pour l’hydroperoxyde lyase (HPLwt) a été isolé au laboratoire à partir d’olives noires. Afin d’améliorer la solubilité de l’enzyme, une HPL dépourvue de son peptide de transit chloroplastique (HPLdel) a également été produite. Les deux enzymes ont été exprimées chez E.coli, purifiées par chromatographie d’affinité puis caractérisées biochimiquement. Elles agissent exclusivement sur les 13-hydroperoxydes (13-HPL) à un pH et une température optimum de 7,5 et 25°C. De plus l’évaluation des paramètres cinétiques de l’enzyme montre qu’elles ont une meilleure efficacité catalytique (kcat/Km) sur les 13-hydroperoxydes d’acide linolénique (3,68 s-1.µM-1) que sur les 13-hydroperoxydes d’acide linoléique (0,54 s-1.µM-1). La bioconversion des 13-hydroperoxydes d’acide linoléique et linolénique en hexanal et 3Z-hexénal par l’action de l’HPLwt et l’HPLdel a été étudiée. Des taux de conversion maximum atteignant 93 % et 68 % pour la production d’hexanal et 73 % et 45% pour la production d’3Z-hexénal ont été obtenus quand l’HPLwt et l’HPLdel sont utilisées respectivement. La stabilité de l’enzyme a ensuite été étudiée. Des essais de conservation montrent que l’utilisation de glycérol à 10% (v/v) permet le maintien de la totalité de l’activité de l’HPLwt et de l’HPLdel durant cinq semaines de stockage à -80°C. De plus, l’ajout de composés chimiques tels que le KCl, le NaCl, le Na2SO4, la glycine et le glycérol permettent d’augmenter l’activité enzymatique des deux enzymes et d’améliorer les conditions de synthèse de l’hexanal et du 3Z-hexénal en diminuant la quantité d’enzyme nécessaire à leur production
The hydroperoxide lyase (HPL) derives from a metabolic pathway named lipoxygenase pathway widely represented in plants and involved in the production of flavoring compounds (hexanal, 3Z-hexenal and 2E-hexenal). These volatile compounds are responsible for the fresh odor of cut grass known as "green note" and have a particularly interest for flavor and food industries. Their biosynthesis results from the oxygenation of linoleic and linolenic acids by lipoxygenase action to form fatty acid hydroperoxides, then of their cleavage by hydroperoxide lyase action. The processes of production currently used are highly polluting or lead to a low yield. To overcome these drawbacks, the use of recombinant enzymes in such processes constitutes an attractive alternative because they would allow producing these molecules in a more effective way, while benefiting from the "natural" label.A cDNA encoding for HPL (HPLwt) from black olive fruit was isolated, and in order to improve the enzyme solubility, the HPL deleted of its chloroplast transit peptide (HPLdel) was then produced. Both enzymes were expressed into E. coli (M15), purified by affinity chromatography, and characterized. They act exclusively on 13-hydroperoxide (13-HPL) and display an optimum pH at 7.5 and an optimum temperature at 25 °C. The bioconversion of 13-hydroperoxides of linoleic and linolenic acids in hexanal and 3Z-hexenal respectively, using HPLwt or HPLdel was studied. Conversion yields reach a maximum of 93 % and 68 % for hexanal production, and 73 % and 45 % for 3Z-hexenal when reactions were performed by HPLwt and HPLdel respectively.The enzyme stability was then studied. Conservations tests using 10 % glycerol (v/v) allows the maintenance of the entire activity of HPLwt and HPLdel during five weeks of storage at -80°C. Furthermore, the addition of chemical compounds such as KCl, NaCl, Na2SO4, glycine, and glycerol can increase the efficiency of both enzymes and improve the synthesis of hexanal and 3Z-hexenal by decreasing the amount of enzyme required to produce them

Ce mémoire présente la mise en place de plusieurs protocoles de mesure par RMN-2H des abondances isotopiques spécifiques (Ai), au moyen du signal de référence électronique ERETIC. La méthode présente les mêmes caractéristiques en termes de précision et de justesse que la référence interne chimique classique (TMU). Les contraintes et inconvénients rencontrés avec une référence chimique sont ainsi évités : superposition de pics, solubilité, prix, pollution de l'échantillon. . . Un protocole, nommé "à TR court", met à profit les caractéristiques de la méthode ERETIC, où la relation TR ≥ 5. T1 pour une erreur systématique de 0,7 % n'est plus vérifiée. Ainsi, la durée totale d'expérience peut être divisée par 4. Cette étude établit également une méthode d'authentification du salicylate de méthyle et de la caféine. L'observation des Ai distingue le composé naturel du synthétique, et dans le cas du salicylate de méthyle, son origine botanique
In the present dissertation we developed a methods for a thermodynamical analysis and control of a synthesis of new materials in a solid state. We based it on the abilities of the irreversible processes thermodynamics and on the experimental analysis techniques (such as DSC-TG, XRD, SEM, etc. ). We applied that methods to two kinds of problems with a practical application: i) the LiCoPO4 synthesis; and ii) the PdSe2, PdTe2 and PtTe2 phase transitions under high pressure. Thanks to our study we prepared a pure LiCoPO4 with average particle size of 0. 5µm. Moreover, we got the ability to prognosticate its particle size, obtained in a random thermal regime. Concerning the second problem we found the phase transition order under high pressure of the PdSe2, the PdTe2 and the PtTe2: first order one and no phase transition respectively. We also explored the phases stabilities in respect of pressure and temperature

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior
Este trabalho teve como objetivo avaliar as caracterÃsticas operacionais (geometria da solda e diluiÃÃo) e metalÃrgicas (microestrutura, composiÃÃo quÃmica, microdureza e resistÃncia à corrosÃo) de revestimentos compostos pela mistura das ligas de nÃquel Inconel 625 e Hastelloy C-276 depositadas simultaneamente pelo processo MIG/MAG duplo arame sobre chapas de aÃo ASTM 516 Gr 60. Inicialmente foi realizado um estudo preliminar para conhecer os parÃmetros iniciais de soldagem e os limites operacionais do processo. Em seguida, foram realizados ensaios em simples deposiÃÃo atravÃs da aplicaÃÃo do MÃtodo Taguchi com intuito de selecionar os melhores parÃmetros de cada fator de controle avaliado em um nÃmero reduzido de experimentos. Posteriormente, foram realizados revestimentos iniciais a partir dos parÃmetros selecionados. Em seguida foram realizados revestimentos definitivos nos quais foram feitas anÃlises das caracterÃsticas geomÃtricas e diluiÃÃo, alÃm de uma caracterizaÃÃo metalÃrgica com uso de microscopia Ãtica, microscopia eletrÃnica de varredura e anÃlise de composiÃÃo quÃmica. Ainda foram realizadas anÃlises do perfil de microdureza dos revestimentos, bem como anÃlise de resistÃncia à corrosÃo. Os resultados mostraram que os nÃveis de diluiÃÃo global mÃnimos alcanÃados nos ensaios definitivos foram de aproximadamente 22%. A microestrutura dos revestimentos soldados com a mistura das ligas Inconel 625 e Hastelloy C-276 foi constituÃda de uma maneira geral por uma matriz gama com precipitaÃÃo de fases secundÃrias ricas em niÃbio, molibdÃnio e titÃnio. A anÃlise de composiÃÃo quÃmica revelou que o percentual de Fe na solda à crescente com o aumento da diluiÃÃo. O aumento de Mo, W e reduÃÃo do Fe no metal de solda contribuiu para a formaÃÃo de fases secundÃrias. Em relaÃÃo à microdureza, nÃo houve diferenÃas significativas entre o primeiro e o Ãltimo cordÃo de solda e os valores obtidos foram adequados para revestimento. Jà para a resistÃncia à corrosÃo, algumas amostras atingiram temperatura crÃtica de pite (TCP) de 80ÂC e houve uma relaÃÃo entre os fatores de controle os principais elementos de liga presentes nos revestimentos.
The aim of this work was to evaluate the operational (weld geometry and dilution) and metallurgical characteristcs (microstructure, chemical composition, microhardness and corrosion resistance) of Inconel 625 and Hastelloy C-276 nickel-based alloys weld overlay deposited simultaneously by GMAW Double Wire process on steel plate ASTM 516 Gr 60. Initially a previous study was carried out in order to know the early welding parameters and the operational limits of process. Next, single passes welding trials was conducted by applying Taguchi method aiming to select the best parameters of each control factor studied in a reduced numbers of experiments. After, weld overlays were made based on selected parameters. Next, the definitive weld overlays were deposited on steel plates and thus were analysed the geometric features, dilution and metallurgical characterization using optical microscopy and scanning electron microscopy, also a chemical composition analysis was carried out. The profile of microhardness were also performed, as well as analysis of corrosion resistance. The results showed that the minimal global dilution levels measured on definitive weld overlays were 22% approximately. The microstructure of the weld overlays deposited by mixing Inconel 625 and Hastelloy C-276 was constituted generally by a gamma matrix and secondaries phases enriched in niobium, molybdenum and titanium. The chemical composition analysis revealed that the the percentage of Fe on weld increases when dilution levels rises. The increase in Mo, W and reduction in Fe content on the weld metal contributed to the formation of secondaries phases. Regarding the microhardness, no significative differences between first and last weld bead and the microhardness values obtained were appropriate for weld overlays. For corrosion resistance, some of the samples supported Critical Pitting Temperature (CPT) of 80 ÂC and there were a relation between the controled factors and principals alloy elements presents in the weld overlays.

PESSOA, E. F. Soldagem de revestimento com ligas de níquel empregando o processo MIG/MAG com duplo arame para aplicações em componentes do setor de petróleo e gás natural. 2014. 196 f. Tese (Doutorado em Ciências de Materiais) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.
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The aim of this work was to evaluate the operational (weld geometry and dilution) and metallurgical characteristcs (microstructure, chemical composition, microhardness and corrosion resistance) of Inconel 625 and Hastelloy C-276 nickel-based alloys weld overlay deposited simultaneously by GMAW Double Wire process on steel plate ASTM 516 Gr 60. Initially a previous study was carried out in order to know the early welding parameters and the operational limits of process. Next, single passes welding trials was conducted by applying Taguchi method aiming to select the best parameters of each control factor studied in a reduced numbers of experiments. After, weld overlays were made based on selected parameters. Next, the definitive weld overlays were deposited on steel plates and thus were analysed the geometric features, dilution and metallurgical characterization using optical microscopy and scanning electron microscopy, also a chemical composition analysis was carried out. The profile of microhardness were also performed, as well as analysis of corrosion resistance. The results showed that the minimal global dilution levels measured on definitive weld overlays were 22% approximately. The microstructure of the weld overlays deposited by mixing Inconel 625 and Hastelloy C-276 was constituted generally by a gamma matrix and secondaries phases enriched in niobium, molybdenum and titanium. The chemical composition analysis revealed that the the percentage of Fe on weld increases when dilution levels rises. The increase in Mo, W and reduction in Fe content on the weld metal contributed to the formation of secondaries phases. Regarding the microhardness, no significative differences between first and last weld bead and the microhardness values obtained were appropriate for weld overlays. For corrosion resistance, some of the samples supported Critical Pitting Temperature (CPT) of 80 °C and there were a relation between the controled factors and principals alloy elements presents in the weld overlays
Este trabalho teve como objetivo avaliar as características operacionais (geometria da solda e diluição) e metalúrgicas (microestrutura, composição química, microdureza e resistência à corrosão) de revestimentos compostos pela mistura das ligas de níquel Inconel 625 e Hastelloy C-276 depositadas simultaneamente pelo processo MIG/MAG duplo arame sobre chapas de aço ASTM 516 Gr 60. Inicialmente foi realizado um estudo preliminar para conhecer os parâmetros iniciais de soldagem e os limites operacionais do processo. Em seguida, foram realizados ensaios em simples deposição através da aplicação do Método Taguchi com intuito de selecionar os melhores parâmetros de cada fator de controle avaliado em um número reduzido de experimentos. Posteriormente, foram realizados revestimentos iniciais a partir dos parâmetros selecionados. Em seguida foram realizados revestimentos definitivos nos quais foram feitas análises das características geométricas e diluição, além de uma caracterização metalúrgica com uso de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e análise de composição química. Ainda foram realizadas análises do perfil de microdureza dos revestimentos, bem como análise de resistência à corrosão. Os resultados mostraram que os níveis de diluição global mínimos alcançados nos ensaios definitivos foram de aproximadamente 22%. A microestrutura dos revestimentos soldados com a mistura das ligas Inconel 625 e Hastelloy C-276 foi constituída de uma maneira geral por uma matriz gama com precipitação de fases secundárias ricas em nióbio, molibdênio e titânio. A análise de composição química revelou que o percentual de Fe na solda é crescente com o aumento da diluição. O aumento de Mo, W e redução do Fe no metal de solda contribuiu para a formação de fases secundárias. Em relação à microdureza, não houve diferenças significativas entre o primeiro e o último cordão de solda e os valores obtidos foram adequados para revestimento. Já para a resistência à corrosão, algumas amostras atingiram temperatura crítica de pite (TCP) de 80°C e houve uma relação entre os fatores de controle os principais elementos de liga presentes nos revestimentos

La grande diversité des composés d’arômes naturels produits par les levures est aujourd’hui décrite comme une option particulièrement intéressante du fait des métabolismes variés présents chez ces microorganismes et leur capacité à produire un large panel de composés organiques volatils (COVs). Parmi les levures non Saccharomyces citées dans la littérature, la levure Saprochaete suaveolens (anciennement connue sous le nom de Geotrichum fragrans) se distingue des autres levures aromatiques pour sa haute productivité en COVs tant du point de vue qualitatif que quantitatif. S. suaveolens est notamment très prometteuse pour sa production en esters α-insaturés à haute valeur ajoutée, qui sont rarement retrouvés dans les bouquets aromatiques des souches levuriennes à l’instar du tiglate d’éthyle, et produits industriellement par voie synthétique pour le marché des arômes. Le métabolisme aromatique de S. suaveolens peut ainsi être perçu comme un modèle pour la production de COVs par les levures. Cette étude avait pour objectif de mieux caractériser et de valoriser la production d’arômes par une souche sauvage de S. suaveolens à l’aide de trois approches. La première approche est basée sur l’utilisation des connaissances du métabolisme aromatique de S. suaveolens pour développer une méthode de criblage permettant de sélectionner des souches de levure sauvages productrices de COVs, notamment sous forme d’esters α-insaturés. La seconde approche a consisté à optimiser la production d’arômes chez S. suaveolens en générant et en sélectionnant des mutants surproduisant des esters insaturés par mutagénèse UV. La dernière approche a permis d’évaluer le pouvoir aromatisant de la levure S. suaveolens en condition de fermentation brassicole. Globalement, les résultats de ces travaux ont montré que notre modèle basé sur le métabolisme de S. suaveolens a permis d’isoler de nouvelles souches de levures productrices d’esters α-insaturés à partir d’échantillons prélevés sur les déjections d’animaux sauvages en Afrique du Sud. Par ailleurs, l’approche mutagénique a permis de démontrer la possibilité d’améliorer très significativement la production de COVs chez S. suaveolens grâce à l’inactivation de l’une des enzymes clées de son métabolisme aromatique, à savoir l’enoyl-CoA hydratase. Enfin, des essais de fabrication de bière ont clairement montré que la levure S. suaveolens possède un pouvoir aromatisant particulièrement appréciable dans le cadre de fermentations mixtes de moûts réalisées en condition industrielle en présence de la levure Saccharomyces cerevisiae
The huge diversity of natural aroma compounds produced by yeast is described as an option particularly interesting because of the various metabolisms occurring in these microorganisms and their ability of producing a large panel of volatile organic compounds (VOCs). Among the non-Saccharomyces yeast cited in the literature, the yeast Saprochaete suaveolens (former known as Geotrichum fragrans) is distinguishable from the others aromatic yeasts for its high productivity in VOCs both from a quantitative and qualitative point of view. S. suaveolens is notably very promising for its production in high valuable α-unsaturated esters such as ethyl tiglate, which are rarely refund in the aromatic bouquet of yeast strains and which are industrially produced by synthetical way for the aroma market. Aromatic metabolism of S. suaveolens could therefore be seen as a modele for VOCs production by yeast. This study aimed at better characterizing and valorizing the aroma production by a wild strain of S. suaveolens by three approaches. First approach is based on the use of the knowledges on aromatic metabolism of S. suaveolens to develop a screening method allowing the selection of natural VOCs producing wild strains, notably under form of α-unsaturated esters. The second approach consisted in optimizing the aroma production by S. suaveolens while generating and selecting mutants overproducing unsaturated esters via UV mutagenesis. The last approach allowed evaluating the aromatization power of S. suaveolens in brewery fermentation condition. Globally, results of these works have shown that our model based on S. suaveolens metabolism allowed isolating news α-unsaturated esters producing strains from samples taken from dejections of wild animals in South-Africa. Moreover, the mutagenic approach allowed demonstrating the possibility of very significantly increasing the overall VOCs production of S. suaveolens thank to the inactivation of a key-enzyme of its aromatic metabolism, namely the enoyl-CoA hydratase. Finally, beer making trials clearly showed that S. suaveolens posseses an aromatizing power particularly appreciable in the context of mixed fermentation of musts carried out in industrial conditions in the presence of the yeast Saccharomyces cerevisiae