Constellation, le dépôt institutionnel de l'Université du Québec à Chicoutimi

Résumé

La lignine de Klason issue de l'épinette blanche, Picea glauca (Moench) Voss, est extraite selon une combinaison de deux (2) méthodes d'extraction décrites dans la littérature et adaptées à notre étude. La première étape consiste à éliminer tous les extractibles de la biomasse végétale par l'emploi d'un extracteur de type soxhlet. Le mélange de solvant permettant l'extraction est composé de toluène et d'éthanol dans des proportions de (2:1). Le résidu obtenu est hydrolyse avec une solution d'acide sulfurique 72% (v/v) afin de solubiliser la cellulose et les hémicelluloses. Une hydrolyse finale est réalisée avec H2SO4 5% afin de produire une lignine de Klason conforme aux études réalisées antérieurement.

La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier permet l'identification des groupements fonctionnels qui caractérisent la lignine. Les échantillons sont analysés à l'état solide (en suspension dans le KBr). L'unité guaïacyle est caractéristique de la lignine extraite de conifère et s'observe dans la région à 1270 cm l. Les extractibles obtenus après extraction sont analysés par chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse. L'identification de ceux-ci révèle la présence d'acides résiniques et de terpènes.

La spectrométrie de résonance magnétique nucléaire du carbone-13 est utilisée conjointement avec la spectrométrie de masse par atomes rapides (FAB/MS). Ces techniques spectroscopiques permettent l'élucidation de structures dimériques d'interunités B-O-4', B-l', B-B', B-5', 5-5' et 4-O-5'. La majorité des résultats obtenus démontrent la présence de liens interunités de type B-O-4'. L'utilisation d'un logiciel informatique, réalisé dans le cadre de cette étude, permet l'élaboration de structures monomériques et dimériques.

Après compilation des données de la lignine de Klason, une biotransformation est réalisée en milieu aqueux par Phanerochaete chrysosporium. Par divers mécanismes d'oxydation, le microorganisme utilisé permet la réduction des unités de lignine en des unités plus petites. Des mécanismes de polymérisation et de dépolymérisation sont observés par chromatographie de perméation sur gel. Des résultats semblables ont également été observés dans des études antérieures.

Suite à la biotransformation, les unités les plus importantes qui se retrouvent après une période de 266 heures sont des unités de masses moléculaires de 1 500 et 700 daltons. L'unité de masse moléculaire de 700 daltons tend à augmenter progressivement après 266 heures de fermentation.