ADAM Aurélie
- Statut : Doctorante
- Adresse mail : aurelie.adam@univ-lorraine.fr
- Spécialité : Génie biotechnologique et alimentaire
Activités :
Auto-assemblage de la gomme d'acacia fonctionnalisée par des composés phénoliques : étude structurale et thermodynamique.
Sous la direction de Jordane Jasniewski et co-direction de Florentin Michaux.
La recherche de nouveaux systèmes pouvant vectoriser des molécules actives vers une cible définie est un axe majeur de recherche du Laboratoire d'Ingénierie des Biomolécules. L'originalité du LIBio repose sur la formulation de vecteurs innovants dont les constituants sont issus d'agro-ressources renouvelables. Un des axes de recherches du laboratoire est ainsi focalisé sur la fonctionnalisation de polysaccharides naturels dans le but de leur apporter de nouvelles propriétés fonctionnelles utiles dans la formulation de nouveaux systèmes colloïdaux.
Dans ce travail de thèse, l'approche originale de fonctionnalisation par voie enzymatique de polysaccharides développée au LIBio sera mise en œuvre pour modifier la gomme d’acacia dans le but de lui conférer des propriétés d'auto-assemblage. Cette modification reposera sur l’utilisation d'une laccase pour greffer des composés phénoliques sur le polysaccharide. Ce procédé de modification enzymatique a déjà été éprouvé sur le chitosane, la pectine et la gomme d’acacia (en cours) (Thèses A. Aljawish, N. Karaki et M. Vuillemin). La gomme d'acacia présente une structure complexe (Lopez-Torrez et al., 2015) et des propriétés fonctionnelles intéressantes telles qu’une faible viscosité en solution ainsi que des capacités émulsifiantes (Shotton and Wibberley 1960 ; McNamee, O’Riorda, and O’Sullivan 1998 ; Hosseini et al., 2015). De plus, il a été démontré que la gomme d'acacia est capable de vectoriser des composés hydrophobes (Aberkane et al., 2012). La possibilité de greffer des composés phénoliques par voie enzymatique sur ce polymère a été confirmée lors de plusieurs études (Master F. Yahiaoui 2015-2016, Master K. Mahfoudi 2016-2017, Thèse M. Vuillemin en cours). La fonctionnalisation de la gomme d'acacia par la curcumine a notamment conduit à l'obtention d'un polymère modifié présentant des propriétés très différentes du polymère naturel. La fonctionnalisation de la gomme d'acacia par la curcumine modifie en effet l'amphiphile du polymère, le rendant plus hydrophobe. La solubilité de la gomme d’acacia a ainsi été modifiée et la formation d'objet monodisperses dans l'eau à des faibles concentrations pour lesquelles la gomme native est soluble a été mise en évidence. Ainsi, un phénomène d'auto-assemblage (ou de coacervation simple) analogue à une micellisation semble exister pour le polymère fonctionnalisé à la différence du polymère natif. Les objets formés pourraient ainsi servir de base à l'élaboration de nouveaux vecteurs.
Self-assembly of polyphenol conjugated acacia gum : structural and thermodynamical study.
The conception of new systems that can encapsulate active molecules to a defined target is a major research focus of the Laboratory of Biomolecules Engineering. The originality of LIBio deals in the formulation of innovative vectors whose constituents are derived from renewable agro-resources. One of the research axes of the laboratory is focused on the functionalization of natural polysaccharides in order to bring them new functional properties useful for the formulation of new colloidal carriers.
In this thesis work, the original approach of enzymatic functionalization of polysaccharide developed at LIBio will be implemented to modify acacia gum in order to give it self-assembly properties. This modification will rely on the use of a laccase for grafting phenolic compounds onto the polysaccharide. This enzymatic modification process has already been tested on chitosan, pectin and acacia gum (in progress) (Theses A. Aljawish, N. Karaki and M. Vuillemin). Acacia gum present a very complex structure (Lopez-Torrez et al., 2015) and interesting functional properties such as a high emulsification ability and a low viscosity in aqueous solution (Shotton and Wibberley 1960 ; McNamee, O’Riorda, and O’Sullivan 1998 ; Hosseini et al., 2015). Moreover, it has been demonstrated that acacia gum is able to encapsulate hydrophobic compounds (Aberkane et al., 2012). The possibility to graft phenolic compounds using an enzymatic route on this polysaccharide has been confirmed in several studies (Master F. Yahiaoui 2015-2016, Master K. Mahfoudi 2016-2017, PhD M Vuillemin in progress). The grafting of curcumin onto acacia gum modify in particular the hydrophilic/hydrophobic balance of the polymer, which becomes more hydrophobic. The acacia gum solubility has then been modified and the spontaneous formation of colloidal monodisperse particles at low concentration has been evidenced. A self-assembly phenomenon or simple coacervation analogous to a micellization seemed to appear for curcumin-conjugated polysaccharide. The particles formed may be interesting for the development of new carriers made of natural resources.
The proposed subject deals then with the enzymatic functionalization of acacia gum with phenolic compounds and the induced modification, especially on self-assembly properties. The influence of physical-chemical properties such as polymer concentration, temperature, ionic strength and pH on the self-assembly ability of the modified polymer will be studied. The structure of formed particles will be established from scattering measurements (light, XRays, neutron) and microscopy's methods. The self-assembly thermodynamical parameters will be determined by isotherm titration calorimetry.
This original approach should also bring new information to understand the relation between the polymer structure and its physical-chemical properties. The study will start with the curcumin grafting onto acacia gum and will evolve using other phenolic compounds to answer the question: is it possible to modulate the self-assembly properties of acacia gum by grafting more or less hydrophobic molecules?