Rangées de graines.. © Inra, Elena Schweitzer © Fotolia

Nos résultats

Sommaire
  1. Introduction
  2. Impact des traitements thermiques sur la digestion du lait maternel chez le nourrisson prématuré
  3. La manière dont les protéines s’agrègent lors d’un traitement thermique module leur capacité sensibilisante
  4. Accroître la survie des probiotiques au séchage en stimulant leur adaptation aux stress
  5. Le pouvoir adhésif deLactococcus lactis: une histoire tirée par les « pili » ?
  6. Quand les biopolymères s'assemblent : un jeu d'énergie et d'entropie.
  7. Toute la digestion gastro-intestinale dans un laboratoire sur puce : le microdigesteur
  8. Dis, comment une goutte de lait devient-elle un grain de poudre ?
  9. Recherches et Innovations 2016 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  10. 13 minutes pour tout savoir sur la qualité des fromages et des recherches qu'elle implique
  11. Un nouveau procédé pour le bio-raffinage du végétal
  12. La membrane bactérienne sous la lumière UV du synchrotron SOLEIL
  13. L’ingénierie inverse ou la machine à remonter… le pain !
  14. Chimie verte : Améliorer la production de lipides chez la levure
  15. Des vins de qualité à teneur réduite en alcool acceptés par le consommateur
  16. Impact des procédés de fractionnement sur la distribution des mycotoxines dans le blé dur
  17. Pâtes aux légumineuses : comment la formule et le procédé confèrent à l’aliment ses qualités nutritionnelles
  18. Contrôler le brunissement des vins blancs par la sélection raisonnée de levures
  19. Des bactéries lactiques pour réduire l’allergénicité de certaines protéines du lait
  20. Eliminer les biofilms avec un détergent enzymatique : une alternative aux traitements à base de soude
  21. Néo-enzymes à façon pour la conception de vaccins antibactériens
  22. RMN : une méthode non destructive pour identifier et quantifier les molécules phosphorées
  23. Marché des viandes transformées : vers une méthode de référence ?
  24. Modélisation mécanique multi-échelle : de l’échelle nanométrique aux propriétés macroscopiques de la mie de pain
  25. Minimoulin : 500 g pour apprécier la valeur meunière des blés
  26. Production microbienne de lipides à usages énergétiques ou chimiques
  27. L'acide férulique, acteur discret mais universel de la construction des parois lignifiées
  28. Eco-conception de matériaux à base de co-produits du bois
  29. L'analyse des composés volatils pourrait permettre d'authentifier le système de production des poulets
  30. Des nanoparticules comme marqueurs de biopolymères en microscopie
  31. Pasteurisation, UHT, microfiltration... Tous les traitements n'ont pas le même impact sur la qualité nutritionnelle du lait
  32. Des rayons X pour caractériser les couches accumulées lors des opérations de filtration
  33. L'intégration des connaissances expertes appliquées à l'affinage des camemberts
  34. Maîtriser la perte de masse des fromages pendant l'affinage
  35. La mémoire de l'amidon
  36. Recherches et innovations 2015 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  37. Comportement des micelles de caséine lors de la filtration du lait
  38. Nouvelle enzyme de dégradation des pectines
  39. Digestion du nourrisson : un modèle permet d’étudier les allergènes alimentaires
  40. Digestion des protéines carnées
  41. Des émulsions modèles de la digestion révèlent l’effet protecteur des polyphénols
  42. Perception de l’astringence : un nouvel éclairage grâce à la spectrométrie de masse
  43. Hautes pressions : Nouvelles voies d'utilisation et de valorisation sur les aliments emballés
  44. Fours à injection de vapeur d’eau : jusqu'à 12% d’économie d’énergie
  45. Nouvelle méthode d’analyse rapide de la qualité des tomates et des abricots
  46. Jambon de Bayonne : des marqueurs de texture et d’arôme pour maîtriser la qualité
  47. Suraccumulation de lipides chez la levure S. cerevisiae : vers une production de biocarburants à usage aéronautique
  48. Fractionner la ventilation des hâloirs de fromagerie : 50% d’économie d’énergie
  49. Connaître la structure de l'amidon pour maîtriser ses applications
  50. L’IRM pondérée en diffusion : un outil générique pour la micro-imagerie des lipides dans les matrices alimentaires
  51. Caractérisation d’un gène majeur de la biosynthèse des anthocyanes dans la baie de raisin
  52. Nouveaux détecteurs d’activités enzymatiques à base de nanocouches semi-réflectives de biopolymères
  53. Vers la connaissance de la structure de la micelle de caséine
  54. Le chauffage du lait semble favoriser le développement de l’allergie chez les nourrissons
  55. Mieux comprendre le pouvoir moussant des protéines en étudiant leur comportement aux interfaces eau-air
  56. Nouveau modèle d’organisation en 3D de la membrane de globules gras du lait
  57. Comment les protéines alimentaires s’auto-assemblent en objets micrométriques
  58. Une nouvelle méthode de séparation permet de déterminer la structure complète de biopolymères
  59. Intérêt des métabolites volatils des produits carnés pour révéler les contaminations des animaux d’élevage aux micropolluants environnementaux
  60. SensinMouth quand le goût fait sens
  61. Un logiciel d’aide au choix d’un emballage pour la filière Fruits et Légumes frais construit sur une démarche d’ingénierie des connaissances
  62. SOLEIL nous éclaire sur la structure des protéines stabilisatrices des réserves lipidiques de plantes oléagineuses
  63. Un zoom sur le processus d’assemblage multi-échelle des protéines 
  64. Maîtrise du séchage de produits laitiers infantiles par la prise en compte des interactions eau-constituants
  65. Maîtriser l’acidité du vin par un procédé électro-membranaire : une nouvelle pratique œnologique autorisée en Europe et dans les pays viticoles du nouveau monde
  66. Stratégies de réduction du taux de sodium dans les aliments
  67. Pour une meilleure persistance de Lactococcus lactis dans le tractus digestif
  68. L’allergie alimentaire au blé : une histoire d’épitopes
  69. Des essais sur un modèle de souris allergiques révèlent le fort potentiel allergisant d’un procédé alimentaire : la désamidation du gluten de blé
  70. Protéger les lipides omega-3 de l’oxydation : le rôle clé des émulsifiants
  71. Quel impact de la cuisson sur la qualité des viandes ? Des images aux modèles mathématiques.
  72. Comment améliorer le pouvoir moussant des protéines ?
  73. Une cellule d’observation sous cisaillement de gels, mousses, pâtes et autres systèmes complexes
  74. Vers une compréhension des mécanismes impliqués dans la synthèse de tanins astringents
  75. Fractionnement du lait : des procédés membranaires éco-performants
  76. Qualité des vins : de l'oxygène un peu, beaucoup, ... pas du tout ?
  77. Obtenir des émulsions très stables sans tensioactifs grâce à des nanocristaux de polysaccharides issus de la biomasse.
  78. Découverte de nouvelles enzymes de dégradation des polysaccharides végétaux dans le microbiome intestinal humain
  79. La cutine de la peau des tomates pour de nouveaux polymères
  80. La texture des fruits : phénotypage et chémotypage de déterminants histologiques et pariétaux
  81. Simulation de la fragmentation orale d'aliments céréaliers fragiles ... Scrountch !
  82. La déglutition, un carrefour physiologique clé pour libérer les arômes 
  83. Un nouveau procédé de cuisson des viandes sous dioxyde de carbone pour réduire l'apparition de composés indésirables
  84. Dénaturation thermique des protéines musculaires par microspectroscopie FT IR localisée couplée au rayonnement synchrotron
  85. Des résines époxy biosourcées, sans bisphénol A, à partir de polyphénols naturels
  86. Structure d'un colloïde naturel : la micelle de caséine du lait
  87. Identification d'une souche d'Aspergillus qui améliore de 20% le rendement en glucose de la biomasse en conditions industrielles
  88. Une enzyme impliquée dans la polymérisation de la cutine
  89. Une farine de blé dur adaptée à la fabrication de baguettes traditionnelles
  90. Le virtuel pour guider la construction d’enzymes « sur mesure »
  91. Jusqu’où est-il possible de réduire la teneur en sel dans les charcuteries cuites ?
  92. Diffusion des molécules organiques dans les matériaux polymères : retour sur les lois connues
  93. Mousse intelligente : différentes manières de détruire une mousse sur demande !
  94. La Datte, riche en tanins et pourtant ni amère ni astringente
  95. Réduire la teneur en sel des aliments
  96. Recherches et innovations 2014

L'acide férulique, acteur discret mais universel de la construction des parois lignifiées

Les propriétés des parois lignifiées sont conditionnées par le processus de lignification. L’impact de la structure et du mode de mise en place des lignines est encore mal appréhendé, ce qui constitue un verrou important pour les applications visées dans les bioraffineries des parois lignifiées. En collaboration avec l’USDA de Madison (Wisconsin), Nous avons établi que l’acide férulique est un acteur discret, mais universel, dans la construction des parois lignifiées car il participe à la polymérisation des lignines de deux façons. Dans toutes les parois (et pas seulement chez les graminées), les esters féruliques liés aux polysaccharides servent d’amorce de lignification. Sous forme d’acide libre, l’acide férulique est à l’origine d’une nouvelle structure de branchement dans les lignines, structure facilitant leur dépolymérisation en conditions douces.

Stère de rondins de bois. © NICOLAS Bertrand
Mis à jour le 17/06/2013
Publié le 11/06/2013
Mots-clés :

La mise en place des lignines dans les parois végétales, un processus encore mal connu

L’aptitude des parois lignifiées à être converties en fibres, en biocarburants ou en d’autres molécules d’intérêt est conditionnée par la lignification. Or l’impact de la structure des lignines et de leurs capacités d’interactions avec les polysaccharides est mal appréhendé, ce qui freine le développement de nouvelles voies de bioraffineries des lignocelluloses. En partenariat avec des chimistes (John Ralph, USDA Madison) et des biologistes moléculaires (Lise Jouanin, Unité Biologie Cellulaire, INRA Versailles), nous avons étudié les lignines de parois de plantes normales et de plantes affectées dans leur lignification en focalisant les travaux sur les paramètres impliqués dans les interactions des lignines et des polysaccharides.

L’acide férulique, un acide impliqué dans la polymérisation des lignines

Les résultats, publiés dans le cas d’A. thaliana et du peuplier, ont été vérifiés chez d’autres plantes (gymnospermes et angiospermes). Nous avons établi que l’acide férulique est un acteur discret, mais universel, de la construction des parois lignifiées. Cet acide participe à la polymérisation des lignines selon les 2 modes suivants.

  • L’acide férulique estérifiant les polysaccharides pariétaux sert de site d’initiation de la lignification. Ce phénomène est bien établi pour les parois de graminées chez lesquelles il a été mis en évidence par l’identification de structures diagnostiques de l’arrimage des lignines aux polysaccharides. Nous avons découvert qu’il est omniprésent, bien que beaucoup plus discret, en identifiant ces mêmes structures d’arrimage dans des parois de dicotylédones ou de gymnospermes. Les esters féruliques pariétaux constituent donc un mode universel de liaisons covalentes des lignines aux polysaccharides (Fig. 1).

Figure 1. Mode d’arrimage universel des polysaccharides pariétaux aux lignines, via l’acide férulique.Dans le cas des parois de graminées, les polysaccharides impliqués sont les arabinoxylanes. Dans le cas d’autres parois, ils restent à identifier.. © Inra
Figure 1. Mode d’arrimage universel des polysaccharides pariétaux aux lignines, via l’acide férulique.Dans le cas des parois de graminées, les polysaccharides impliqués sont les arabinoxylanes. Dans le cas d’autres parois, ils restent à identifier. © Inra

  • L’acide férulique libre participe à la polymérisation des lignines. Son incorporation génère une nouvelle structure de branchement. Les lignines natives sont constituées de fragments linéaires liés par des points de branchements. Auparavant, seulement deux structures de branchement étaient connues (structures biphényle et biphényle éther). La participation de l’acide férulique à la lignification en génère une 3ème de type acétal (Fig. 2). Dans les plantes déficientes en activité cinnamyl-CoA réductase ou cinnamyl alcool déshydrogénase, ces structures de branchement sont plus abondantes. Elles constituent un maillon faible du polymère car elles peuvent être facilement dégradées en milieu acide dilué.

Figure 2. Nouvelle structure de branchement identifiée dans les lignines et issue de l’incorporation d’acide férulique libre. Cette structure de type acétal, plus abondante dans les parois de plantes affectées dans leur lignification, facilite la dépolymérisation des lignines au cours des pré-traitements indispensables pour convertir la cellulose en bioéthanol.. © Inra
Figure 2. Nouvelle structure de branchement identifiée dans les lignines et issue de l’incorporation d’acide férulique libre. Cette structure de type acétal, plus abondante dans les parois de plantes affectées dans leur lignification, facilite la dépolymérisation des lignines au cours des pré-traitements indispensables pour convertir la cellulose en bioéthanol. © Inra

Vers des matériaux agro-industriels à base de parois végétales

Ces découvertes ouvrent deux nouvelles pistes d’amélioration de l’aptitude à la saccharification des lignocelluloses, en liaison avec les objectifs de recherche d’un programme national consistant à manipuler l’acide férulique dans la paroi  pour élucider l’effet de la structure des lignines sur la saccharification de la biomasse, ou encore les objectifs du projet européen RENEWALL. (Improving Plant Cell Walls for Use as a Renewable Industrial Feedstock) qui vise à développer l’usage des parois végétales en tant  que matériau agro-industriel.

  • L’augmentation des amorces potentielles de lignification (esters féruliques pariétaux) pourrait favoriser la dispersion des lignines dans les parois sous forme de domaines morcelés et réduire ainsi l’effet-barrière de ces polymères vis-à-vis de la cellulolyse, tout en améliorant leur extractibilité.
  • Accentuer l’incorporation d’acide férulique libre dans les lignines permettra d’améliorer l’aptitude des lignocelluloses à la saccharification. En effet, les structures de branchement (de type acétal) associées à cette incorporation sont aisément dégradées en milieu acide dilué. Leur présence facilitera donc les prè-traitements de dépolymérisation des lignines préalables à la cellulolyse.

Un partenariat entre biologistes et chimistes

Lise Jouanin, Unité biologie cellulaire INRA Versailles ;
John Ralph, USDA Madison
Catherine Lapierre, UMR Chimie Biologique, AgroParisTech-Inra Grignon

En savoir plus

  • Mir Derikvand M, Sierra JB, Ruel K, Pollet B, Do C-T, Thevenin J, Buffard D, Jouanin L, Lapierre C (2008) Redirection of the phenylpropanoid pathway to feruloyl malate in Arabidopsis mutants deficient for cinnamoyl-CoA reductase 1. Planta 227: 943-56.
  • Ralph J, Kim H, Lu F, Grabber JH, Leple JC, Berrio-Sierra J, Derikvand MM, Jouanin L, Boerjan W, Lapierre C (2008) Identification of the structure and origin of a thioacidolysis marker compound for ferulic acid incorporation into angiosperm lignins. Plant J. 53: 368-379.