1. RENNES / ENSCR 30 janvier 2014Confrence Yvon Gervaise destination des Ingnieurs 5 anne ENSCR Mthodes disolement & de sparation de molcules biologiques -Techniques et processus danalyses -Champ dapplication et nouveaux enjeux M. Yvon Gervaise Expert de justice Directeur SGS Multilab Rouen

2. SOMMAIRE Mthodes disolement & de sparation de molcules biologiques Champ dapplication et nouveaux enjeuxIntrtAspects industriels SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/20142 3. SOMMAIRE PREMIRE PARTIE Champ dapplication : Chimie molculaire des produits naturels Alimentation profils nutritionnels nutrition sant Actifs vgtaux en chimie fine, en cosmtique et pharmaceutique Cas des polyphnols et des antioxydants naturels Chimie verte, cas du biofuelIntrt Rglementation : allgation Technologique valorisation agro ressourcesAspect mthodologique, techniques analytiques. Mthodes dextraction SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/20143 4. DTERMINANTS DE LA QUALIT ET DE LA SCURIT ALIMENTAIRE ET LEUR VALUATION Dterminants : facteurs de qualit et de scurit alimentaire aujourdhuiCes facteurs dpendent : volution des exigences volution des tendances volution des filires Dynamique des vnements Recherche de valeur ajoute SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014valuation : Expertise produit / expertise analytique conjonction Prise en compte des caractristiques du produit et de lanalyte Pertinence des critres analyss Performance analytique Protocoles analytiques rpondant aux exigences rglementaires Matrise de nouvelles techniques et appareils Mthode valide et accrdite Stratgie analytique rpondant aux attentes du client4 5. DTERMINATION DE LA QUALIT ET DE LA SCURIT DANS LA FILIRE AGRICOLE ET ALIMENTAIRE -> QUEST-CE QUI LES DFINIT?Dterminant exposition VTR, (Valeur Toxicologique de Rfrence) Dterminant apport VNR (Valeur Nutritionnelle de Rfrence)Dterminant technologique SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014 VT ( Valeur Technologique) 5 6. ALIMENTATION PROFILS NUTRITIONNELS NUTRITION SANT SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/20146 7. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/20147 8. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/20148 9. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/20149 10. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201410 11. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201411 12. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201412 13. DE LANALYSE DU NUTRIMENT AU PROFIL NUTRITIONNEL Dosage mono et di-saccharide par chromatographie liquide Dosage Amidon mthode enzymatique Dosage des fibres Dosage des FOS tiquetage pour 100g de produit : Glucides dont Sucres (g) Polyols (g) Amidon (g) Classification structurale des principaux glucides SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201413 14. CLASSIFICATION STRUCTURALE PROPOSE DES PRINCIPAUX GLUCIDES (Rapport AFSSA) Classe (DP) Sucres (1-2)Sous-groupePrincipaux compossMalto-oligosaccharidesMaltodextrines Raffinose, satchyose, verbascose, ajugose (galactosides), fructo-oligosaccharides, galactooligosaccharidesAmidonAmylose, amylopectine, amidons modifisPolysaccharides non amylacsCellulose, hmicelluloses (ex: galactanes, Arabinoxylanes), pectines, inuline, hydrocollodes (ex:guar)De type monosaccharidiqueSorbitol, mannitol, xylitol, rythritolDe type disaccharidiqueIsomalt, lactitol, maltitolDe type oligosaccharidiqueSirops de maltitol, hydrolysats damidon hydrognsDe type polysaccharidiqueGlucides hydrogns (polyols)Saccharose, lactose, trhalose, maltose, isomaltuloseAutres oligosaccharidesPolysaccharides (>9)Glucose, galactose, fructose, tagatoseDisaccharides Oligosaccharides (3-9)MonosaccharidesPolydextroseSource: Gray,2003 SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201414 15. MTHODE DE DOSAGE DES SUCRES Textes de rfrence Mthode AOAC 982.14 : Glucose, Fructose, Sucrose, and Maltose in Preweetened Crals ; Liquid Chromatographic mthod (1993). Mthode AOAC 980.13 : Fructose, Glucose, Lactose, Maltose in Milk Chocolate Liquid Chromatographic mthod (1993)Mthode : HPLC rfractomtrie/ HPIC ampromtrique Objet et domaine dapplication (Notre mthode a t teste sur des matrices diverses) : Ptes, Biscuits, Crales Confiture Produits laitiers Substituts de repasLe domaine d'application est tendue aux matrices des essais inter laboratoires. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201415 16. DOSAGE DU SUCRE : EXEMPLE DE CHROMATOGRAMME SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201416 17. DOSAGE DU SUCRE : EXEMPLE DE CHROMATOGRAMME - 2 SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201417 18. DOSAGE DES POLYOLS : EXEMPLE DE CHROMATOGRAMME Dosage : chromatographie ioniqueDtection : ampromtrie pulse SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201418 19. DOSAGE DES FOS : EXEMPLE DE CHROMATOGRAMME Dosage : chromatographie ioniqueDtection : ampromtrie SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201419 20. ANALYSE DES FIBRES Mthode de rfrence AOAC 985.29 Principe du protocole de dosage des fibres en 7 tapes 1.Sch2.Dgraiss si > 3% Matires grasses3.Gelatinis avec amylase4.Hydrolyse enzymatique avec protase (limine les protines)5.Hydrolyse enzymatique avec amyloglucosidase (limine lamidon)6.Prcipitation des fibres par lthanol7.Filtration sur fritt avec schage-pesage a) Partie aliquote : dtermination protine restante b) Partie aliquote : dtermination matire minrale (cendres)Formule de calcul simplifie des fibres alimentairesFibres alimentaires = Masse de rsidus Masse (protines + cendres) issus du rsidu SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201420 21. PROFIL LIPIDIQUE SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201421 22. PROFIL LIPIDIQUE : GNRALITSLes acides gras saturs (AGS) Pas de doubles liaisons Rle nergtique On les trouve dans les viandes, charcuterie, produits laitiers grasLes acides gras monoinsaturs (AGMI) Une seule double liaison on les trouve dans les huiles dolives, de colza tendance diminuer le taux de cholestrolLes acides gras polyinsaturs (AGPI) Plusieurs doubles liaisons possibles -> tendance diminuer le taux de cholestrolLes acides gras trans Gomtrie de la double liaison est trans dans la nature, la gomtrie trans est peu frquente. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Les acides gras sont des molcules organiques composes dune chane carbone, termine par une fonction carboxylique. Certains acides gras sont produits par notre organisme, dautres doivent tre apports par lalimentation. Il existe 4 grandes familles dacides gras :22 23. PROFIL LIPIDIQUE : LES ACIDES GRAS OMGA-3 Ce sont des acides gras polyinsaturs dont la double liaison la plus proche du CH3 terminal est porte par le 3me carbone. Ce sont des acides gras essentiels. Principaux omga-3 : Seul omga-3 dit essentiel Omga-3 qui peuvent tre synthtiss par lorganisme ou apporter par certains aliments SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201423 24. PROFIL LIPIDIQUE : LES ACIDES GRAS OMGA-3Huile de noix Saumonpinard% ANC en Omga360 % en ALASource domga-3 - Huile de lin, huile de noix, huile de colza riche en ALA800 % en DHA 10 % en ALA- Poissons gras riche en EPA et DHA- Lgumes verts, salades, cheval, gibier, ANC : Apports Nutritionnels Conseills en Omga 3 2g / jour pour ALA et 120 mg / jour pour DHA SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201424 25. PROFIL LIPIDIQUE : LES ACIDES GRAS OMGA-6 Ce sont des acides gras polyinsaturs dont la double liaison la plus proche du CH3 terminal est porte par le 6me carbone. Ce sont des acides gras essentiels. Principaux omga-6 : Acide linolique (AL) C18 : 2 6 Seul acide gras essentiel Acide arachidonique (AA) : C20 : 4 6 Acide -linolnique (AGL) : C18 : 3 6 Acide dihomo--linolnique (ADGL) : C20 : 3 6 SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Ces acides gras peuvent tre synthtiss par lorganisme 25 26. PROFIL LIPIDIQUE : LES ACIDES GRAS OMGA-6Source domga-6 Teneur en g / 100 gHuile de tournesol50 70Margarine au tournesol30 50Graisse de poulet10 30uf entier SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/20141 1026 27. PROFIL LIPIDIQUE : LES ACIDES GRAS SATURS ET TRANS Les acides gras trans Ce sont des acides gras insaturs possdant une ou plusieurs insaturations. Les 2 hydrognes sont de part et dautre du plan de la liaisonLeur gomtrie trans est peu frquente dans la nature. Ils sont essentiellement issus de techniques industrielles comme : - Hydrognation catalytique - traitements thermiques (pour les huiles) Cependant, on peut tout de mme en retrouver dans quelques aliments comme la viande de buf ou les produits laitiers (biohydrognation ruminale). SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201427 28. PROFIL LIPIDIQUE : LES ACIDES GRAS SATURS ET TRANS Exemple de rle nfaste de ces acides gras Quelques socits ont dcid de modifier, depuis le 1er mai 2007, la composition de leurs huiles de fritures de manire diminuer la prsence de ces acides gras saturs et trans. Nouvelle huile de fritureAncienne huile de fritureTaux dacides gras trans- de 2 %12 %Taux dacides gras saturs- de 10 %15 %Leur nouvelle huile est un mlange dhuile de colza olique, dhuile de tournesol olique et dhuile de colza (25/65/10). SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201428 29. PROFIL LIPIDIQUE : DOSAGE Dosage de la matire grasse : Arrt du 08/09/1977, du 05/02/1980, NF ISO 8262-3, Weilbull, Hydrolyse acide chaud Extraction soxhlet de la matire grasse laide dun solvant.Profil lipidique : Dtermination en acide gras saturs, mono insaturs, polyinsaturs, omga 3, omga 6, EPA, DHA et acides gras Trans. Mthodes : ISO 5508 ISO 5509 ISO 15304 SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201429 30. PROFIL LIPIDIQUE : LES ACIDES GRAS SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201430 31. PROFIL LIPIDIQUE : LES ACIDES GRAS TRANS Extrait dun biscuitExtrait dun produit laitier C18:1 11 trans n-7 : Acide VaccniquePrsence dacides gras trans naturels:C18:2 conj 9c11t : Acide Rumnique SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201431 32. PROFIL LIPIDIQUE : DOSAGE DES STROLS Textes de rfrence Mthode NF EN ISO 12228 : Dtermination de la teneur en strols individuels et totauxPrincipe : Saponification dune prise dessai par une solution thanolique dhydroxyde de potassium bullition sous reflux. Isolement de linsaponifiable par extraction en phase solide sur une colonne doxyde daluminium. Sparation de la fraction strolique de linsaponifiable par chromatographie sur couche mince. Dtermination de la composition qualitative et quantitative de la fraction strolique par chromatographie en phase gazeuse, en utilisant un talon interne. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201432 33. PROFIL LIPIDIQUE : LES STROLS SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201433 34. EXEMPLE DE BULLETIN DANALYSE PROFILS LIPIDIQUES SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201434 35. PROFIL SPCIFIQUE SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201435 36. VITAMINES : GNRALITSDeux familles : Hydrosolubles :B1 : Thiamine B2 : Riboflavine B3 (PP) : Niacine B5 : Ac Pantothnique B6 : Pyridoxine B8 (H) : Biotine B9 : Ac Folique B12 : Cobalamine C : Ac AscorbiqueLiposolublesA : Rtinol E : Alpha tocophrol D3 : Cholcalicifrol K 1 : Phylloquinone SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201436 37. VITAMINES : DOSAGE DE LA B12 Vitamine B12 est extraite au tampon phosphate au bain 37 puis C au bain 100 en prsence denzymes (-amylase et pepsine) C Mthode : HPLC UV (mthode interne)Objet et domaine dapplication (Notre Lextrait est ensuite purifi et concentr lors dun passage sur des colonnes dimmuno-affinit spcifiques la vitamine B12mthode a t teste sur des matrices diverses ): Ptes, Biscuits, Crales Produits laitiers Complments alimentaires .Lextrait obtenu est dos en HPLC/phase inverse avec dtection UV 361 nm Vitamine B12 Impurets Gel contenant des anticorps monoclonaux SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201437 38. VITAMINES : DOSAGE DE LA B12 SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201438 39. VITAMINES : DOSAGE DE LA D3 Mthode : NF EN 12821 (HPLC UV) Objet et domaine dapplication (Notre mthode a t teste sur des matrices diverses ): Ptes, Biscuits, Crales Produits laitiers Huiles Complments alimentaires, Substituts de repas Principe : Saponification de la vitamine D par une solution de potasse thanolique suivie dune extraction lther de ptrole. Purification en chromatographie liquide en phase normale pour isoler le vitamine D Dosage de la vitamine D par chromatographie liquide en phase inverse avec dtection UV SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201439 40. VITAMINES : DOSAGE DE LA D3 SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201440 41. DOSAGE DES VITAMINES A et E DANS LES PRODUITS AGROALIMENTAIRES Texte de Rfrence Vitamine A : NF EN 12823-1 (janvier 2001) ou V03-130-1 (partie 1) Vitamine E : NF EN 12822 (janvier 2001) ou V03-132Mthodes Dosage de la vitamine A (tout-trans-rtinol et du 13-cis-rtinol) en HPLC dans les produits alimentaires Dosage de la vitamine E (alpha, bta, gamma et deltatocophrols) en HPLC dans les produits alimentairesApplications Corps Gras : Margarines, huiles, beurres Produits laitiers E l m e n t d os V it a m in e A V it a m in e EC o lo n n eE lu a n tD b itT em ps de l in je c t io nV o lu m e in je c t A d so ro s p h e re S I 5 m (2 5 0 4 ,6 m m )Is o o c t a n e 9 9 /1 p r o p a n o l-21 m L / m in25 30 m in u t e s1 0 0 LD t e c t io n UV 32 5nm F lu o Ex 2 9 5 nm et Em 3 2 6 n m SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201441 42. DOSAGE DE LA VITAMINE C Texte de rfrence : Projet CGD4UMA-C24-/ Dtermination of vitamin C in foodstuffs by HPLC Mark.A -volume 52 , N 1,1987-Journal of Food Science-53."Dtermination of Ascorbic Acid, Erythorbic Acid,and Uric Acid in Cured Meats by HPLC"Ann. Fals. Exp. Chim. Juillet-Aot-Septembre 1997 N 940 pp217-233. "Application de la chromatographie en phase liquide haute performance la dtermination de l'acide L-ascorbique et de la vitamine C totale dans les aliments. Etude interlaboratoire" Norme NF EN 14130 (dcembre 2003) "Produits alimentaires : dosage de la vitamine C par chromatographie liquide haute performance". SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201442 43. DOSAGE DE LA VITAMINE C Applications Jus de fruits, barres cralires, biscuits, produits laitiers, lgumesPrincipe de la mthode Cette mthode permet le dosage de la vitamine C (forme rduite et oxyde). Rsultat exprim en mg/100 g. Lacide L-ascorbique est extrait des produits laide de l'acide mtaphosphorique 2 % afin dtre analyser. La teneur en acide L-ascorbique est dtermine par HPLC une longueur donde dabsorption de 254 nm. Afin dobtenir la teneur en vitamine C totale, on effectue une tape de rduction laide de la L-cystine sur lacide Ldhydroascorbique.Acide L-dhydroascorbique + L-cystine acide L-ascorbique + L-cystine Cette raction se fait un pH neutre, d'o l'ajout d'une base (dans le cas prsent le Na3PO4) ; puis ensuite on ramne un pH acide par ajout d'acide mtaphosphorique. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201443 44. DOSAGE DE LA VITAMINE C : EXEMPLE DE CHROMATOGRAMME DUNE COMPOTE SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201444 45. VITAMINES : ALLGATIONS VITAMINESAJRVitamine A800 gVitamine D5 gVitamine E10 mgVitamine K100 gVitamine C60 mgVitamine B11,4 mgVitamine B21,6 mgVitamine B318 mgVitamine B56 mgVitamine B62 mgVitamine B8150 gVitamine B9200 gVitamine B12Rglement CE n1924/2006 du 20 Dcembre 20061 g SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Sources de vitamines : Si le produit contient plus de 15 % des AJR pour les solides. Si le produit contient plus de 7,5 % des AJR pour les liquides. Riche en vitamines : Si le produit contient plus de 30 % des AJR pour les solides. Si le produit contient plus de 15 % des AJR pour les liquides.45 46. ACTIFS VGTAUX EN CHIMIE FINE, EN COSMTIQUE ET PHARMACEUTIQUE Cas des polyphnols et des antioxydants naturelsDosage des polyphnols totaux Quantification des fractions actives de polyphnols stratgie analytique exemples concrets retour dexprience SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201446 47. DOSAGE DES POLYPHNOLS TOTAUX Principe Dveloppement de la mthode et optimisation de la mise en uvre Choix des conditions de mthodes optimises extraction raction avec le ractif courbe de calibration SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201447 48. MISE EN OEUVRE DE LA MTHODE FOLIN CIOCALTEU Extraction par des alcools : stratgie des extractions Paramtre : solvant (thanol, mthanol dilus dans leau) temprature temps en fonction de la matrice : chocolat, th vert, vigne rouge, complment alimentaire, graine de soja SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201448 49. choix des conditions de mthodes optimises extraction raction avec le ractif dosage spectrophotomtrique ( 765 nm) courbe de calibration SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201449 50. Absorbancecourbe d'talonnage 1,4 1,2 1y = 0,0123x R2 = 0,99780,8 0,6 0,4 0,2 0 020406080100120concentration (ppm) SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201450 51. EXPRESSION DES RSULTATS : RSULTATS DES ESSAIS RALISS SUR LES DIFFRENTES MATRICES 20C chantillons Chocolat 1848 86% 1 2 Th vert 1 2 Glules Juvamine 1 2 Cocktail de fruits rouges 1 2Poids de la prise dessai (g)AbsorbanceConcentration en polyphnols (mg/g)1,03407 1,038040,112 0,10718,2033 17,32421,05605 1,047780,276 0,291219,6229 233,38660,079 0,08(mg/2comprims) 13,2773 13,44540,248 0,239(mg/L GAE) 1042,0168 1004,20172 comprims 2 comprims Dilution 1/50 Dilution 1/50 SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201451 52. QUANTIFICATION DE LA FRACTION ACTIVE DES POLYPHNOLSProgrs rcents en analyses : 3 exemples : - en fonction de la matrice : ths, extrait de raisin, chocolat, graine de soja- en fonction polyphnols quantifis : SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201452 53. PolyphnolsAcides phnoliquesFlavonodesTaninsLignanesSaponinesPhytostrols/ PhytostanolsResvratrolMatairsinolGlycosides triterpniquesCampestrol StigmastrolOOH HOOCH3COOHO OHOHOOH OOMeOHOHCH2OH HO HOOH MatairsinolHOOHCH2 OH OOHOHHOCOOH Acide galliqueOOHOOHCH2 OAcCOOHHOOH OH HOOOH OHOH HOStilbnesPolymres de flavonodesDrivs acide benzoque Ex: acide gallique Drivs acide cinnamique Ex: acide cafiqueSaponine de sojaOH Tanin condensHO OHCampestrolTrans- resveratrolFlavonesIsoflavonesDihydroflavonolsApignine Chrysine Lutoline HOFlavonols Kaempferol Myrictine QuerctineGnistine Daidzine Gnistine DaidzineDihydroquerctineHOOFlavanones Anthocyanidines Naringnine Hesprtine TaxifolineFlavanolsCyanidine PonidineCatchine Epicatchine OHOHOHOOHOHO OHOH O ChrysineOOHOHGnistineOHOHOH HOHOOOHOH OHO Querctine SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014OHODihydroquerctineOHOHOOHOHNaringnineHOOOOOH Catchine+OH OH Cyanidine53 54. EXEMPLE 1 DE PROTOCOLE DEXTRACTION ET DE QUANTIFICATION DES ISOFLAVONES (TECHNIQUE DE WANG ET MURPHY)chantillon ( labri de la lumire directe)Peser m = 200 mgActonitrile 10 ml + HCI 0,1 M (2 ml) + H20 (5 ml)Extraction durant 2 heures par agitation FiltrationQuantification des isoflavones grce la gamme dtalonnageInjection en HPLC de 10 l dtection 260 nm Eluant : eau 0,1 % dacide actique Eluant : actonitrile 0,1 % dacide actiqueEvaporation du filtrat au rotavapor Reprise du rsidu sec dans 10 ml mthane 80 % Filtration sur membrane de 0,45 mLes diffrentes formes de ces composs sont additionnes afin de dterminer la SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014 quantit totale en isoflavones dans lchantillon54 55. Isoflavonesdaidzinegnistinedaidzine gnistine SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201455 56. EXEMPLE 2 : CAS DU TH VERT ET DU CHOCOLATEpiGalloCathchineGallate (EGCG) : prpondrant dans le th vert Catchine et picatchine : prpondrant dans le chocolat SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201456 57. Dgraissage :Broyage de lchantillon- prendre une prise dessai (5g) - ajouter 50ml dther de ptrole - mlanger pendant 30 mn et centrifuger - liminer le surnageant et scher peser mg dchantillon ajouter 2 / 3 de solution dextractioninjecter dans lHPLC filtrer sur Millexlaisser refroidir et complter avec de la solution dextraction SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014passer aux ultra-son pendant 15 mn passer les fioles au bain marie 60 C pdt 30 mn en agitant 57 58. Catchines Epicatchines SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise Euroforum30/01/2014 ENSCR - Polyphnols, le 12/10/0458 59. EXEMPLE 3 : LES PHYTOSTROLS StructuresDfinition : hydrocarbures polycycliques se trouvant dans la fraction lipidique des plantes campesterolHOSources : stigmastrol HOhuiles vgtales noix lgumineuses lgumesHOsitostrol SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201459 60. Extraction purification sur CCM drivation dosage CPG / FID SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201460 61. PROGRS RCENT DES VOLUTIONS DE TECHNIQUES ANALYTIQUESsuivant des mthodes sparatives : - HPLC - GC / MS / MS diffrents types de dtection : - barrettes de diode - UV - MS / MS SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201461 62. LE DOSAGE DES POLYPHNOLS EST UN CAS PARTICULIER Des antioxydants naturels : - les carotnodes (Btacarotne = provitamine A, lycopne)- les tocophrols (vitamine E) - la vitamine C SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201462 63. AUTRES ANTIOXYDANTS NATURELS Les tocophrols ou vitamine E CH3 CH3HOCH3CH3 CH3CH3 CH3CH3Cest un antioxydant liposoluble que lon trouve, entre autres, ltat naturel dans la sauge et le romarin, lhuile de germe de bl, dolive, de tournesol, de carthame. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201463 64. AUTRES ANTIOXYDANTS NATURELS Les carotnodes : btacarotne, lycopne, lutine (pigments) CH3CH3CH3CH3H3C CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3 carotneCH3CH3H3C CH3 CH3lycopne CH3CH3CH3Ce sont des antioxydants liposolubles que lon retrouve dans des lgumes comme les carottes, le brocoli, la tomate, la citrouille... SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201464 65. AUTRES ANTIOXYDANTS NATURELS Les anthocyanes : pigments qui donnent une coloration rouge-violet bleu principalement prsent dans les baies et les fruits rouges (cassis, myrtilles, raisin noir) Les tanins condenss : ce sont des substances phnoliques ayant des proprits de fixation aux protines principalement prsents dans le vin et le th o les tanins condenss sont essentiellement forms partir de monomres telle que la catchine Les oligo-lments tels que le zinc et le slnium SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201465 66. AUTRES POLYPHNOLS Les flavonodes reprsentent un groupe de polyphnols complexes dont la structure comprend deux noyaux aromatiques et un htrocycle oxygn Les principales sources naturelles sont la fraise, le th noir et vert, les pinards, le raisin noir... Les 4 oxo-flavonodes sont : les flavonols les citroflavonodes les isoflavones Ce sont des pigments de couleur jaune variable, trs abondants dans les lgumes feuilles, ou le soja pour les isoflavones SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201466 67. AUTRES ANTIOXYDANTS : PRINCIPALES SOURCESVitamine CAgrume, kiwi, fraise, papaye, melon, brocoli, chou de Bruxelles, chou-fleurVitamine EGerme de bl, noix, graines et huiles vgtales tires de ces aliments, galement olive et tournesolBtacarotneSoja, baies et fruits rouges, th, vinSlniumCrales, viandes, volailles et poissonsZincFoie, viandes, lgumineuses, produits laitiers, noix et graines SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201467 68. LYCOPNE : MTHODE DANALYSE Peser m = 20 gchantillon ( labri de la lumire directe)Saponification de lchantillon pour 1 solution de potasse thandiqueExtraction du lycopne par lther de ptrole (3 fois) Evaporation de lther de ptrole et reprise du rsidu dans la phase mobile (CH3CN / MeOH / THF 55 : 35 : 10) Calcul de la teneur en lycopne par comparaison dune gamme talon injecte dans les mmes conditions SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Injection en HPLC / visible (= 473nm)Traitement des donnes 68 69. Lycopene SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201469 70. LE DOSAGE DES POLYPHNOLS EST UN CAS PARTICULIER Lanalyse permet de dterminer des teneurs en polyphnols de lordre de 0,1 % Pour la quantification, ncessit dun talon de rfrence Exemple : OPC (Oligomre Procyanidolique), difficult dobtenir CRM (Certified Reference Material) SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201470 71. VITAMINE E Peser m = 20 mgchantillonCalcul de la teneur en Vitamine E par comparaison avec une gamme talon injecte dans les mmes conditionsSaponification de lchantillon par 1 solution de potasse thaloniqueExtraction de la vitamine E par lther de ptrole Evaporation de lther de ptrole et reprise dans un volume prcis dhxane Traitement des donnes SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Injection en HPLC phase normale avec dtection fluorimtrie, phase mobile : trimthylpentane / isopropanol 99/1 71 72. DES SOURCES PLUS OU MOINS RICHES EN POLYPHNOLS Les polyphnols sont les antioxydants les plus abondants. LHomme en ingre avec ses aliments environ 1g / jour. Vin rouge (1 verre) 100 400 mg (Catchine et drivs)Oignon (100g frais) 100 2 000 mg (Querctine)Jus dorange (1 verre) 100 2 000 mg (Hesprtine, naringnine)Tomate (100g frais) 85 130 mg SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Caf (1 tasse) 100 - 300mgTh (1 tasse) 150 200 mg (Gallate dpigallocatchine EGCG) 72 73. DES SOURCES PLUS OU MOINS RICHES EN POLYPHNOLS Baies (100 g frais) 50 - 1 200 mgLes polyphnols sont les antioxydants les plus abondants. LHomme en ingre avec ses aliments environ 1g / jour.Pomme (frais) 30 - 300 mg (Acide chlorognique) Lgumes secs (100g secs) 30 - 1 700 mgBire (1 verre) 20 - 30 mg Source: L. Bravo [Nutr. Rev. 1998, 56: 317- 33] SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Vin blanc (1 verre) 20 30 mg ( Resvratrol) 73 74. CONCLUSION SUR LES POLYPHNOLS Possder un protocole dextraction adapt lantioxydant recherch. Celui-ci doit tre soluble dans le solvant dextraction (ex : Btacarotne soluble dans lther) Prendre en compte les proprits de lantioxydant : la plupart sont photosensibles, il faut donc travailler labri de la lumire directe Possder les solutions de rfrence adquates (talons) Dterminer la dtection adquate (UV, visible, fluorimtrie) SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201474 75. CONCLUSION SUR LES POLYPHNOLSPolyphnols : teneurs et allgations Riches en catchine, source de polyphnols, ils ne sont pourtant pas encore autoriss ce jourLanalyse quantitative permet des progrs dans ce sens. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201475 76. CONCLUSION PREMIRE PARTIE Une nouvelle re souvre, la chimie des produits naturels. Caractrisation des produits (subtances profiling, fractions lipidiques, glucidiques >Vers la chimie verte est un dfi pour linnovation et pour notre environnement. Ce dfi se prsente aujourdhui aux ingnieurs chimistes. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201476 77. TWITTER ANTICIPER LES VOLUTIONS STRATGIE DINTERACTION ET DE CODVELOPPEMENT volution technique / march NormesVeille scientifique, analytique, et produit - procd Veille normativeRglementVeille rglementaire -> Nouvel outil : twitter@expertsciencehttp://twitter.com/expertscience Information en temps rel (1600 comptes officiels) Laboratoire SGS Multilab partenaire capable dassurer une veille scientifique, technique, rglementaire Monde connect, interaction SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201477 78. DEUXIME PARTIEMthodes disolement & de sparation de molcules biologiques - Champ dapplication et nouveaux enjeux - Intrt - Aspects industriels SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201478 79. CHIMIE DURABLE Contexte de ce cours : 2 enjeux Chimie durable (Sus Chem : Sustainable Chemistry) Chimie du vgtal : enjeux et perspectives1) Valorisation agro-ressource 2) Valorisation agro-alimentaire SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Biochimie, allgation, systme 4S (Satisfaction, Sant, Scurit, Service)79 80. CHIMIE DURABLE Chimie verte : dfinitionChimie du vgtal 50 % principe de la chimie vertechimie verte SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Recours aux ressources renouvelables Rduire lempreinte carbone Mise au point de procds conomes (enzymes, levures)80 81. CHIMIE DU VGTAL ET LEVIERS DINNOVATION Recherche et dveloppement Polymre de performance Huile de ricin Arkema polyamideLa rglementation qui restreint lutilisation de certaines substances Lisosorbide de Roquette driv de lamidon et qui remplace certains phtalates Les mousses de polyurthane pour les automobiles plus verte La demande de marchs sensibles pour les produits issus du vgtal Soins : Europerlan de Cognis, cire qui donne un aspect nacrant aux shampoing et gels douches Hpitaux et crche : revtement de sols biosourcs Agronomie : guar modifi pour les traitements phytosanitaires de prcision SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201481 82. PORTEFEUILLE MOLCULAIRE / LES FORMULES DE BASE Tout un portefeuille dinnovation se dveloppent, stimul par la ncessit de rduire la dpendance au ptrole et par les exigences de dveloppement durable. LES FAMILLES DE BASE Les amidons et drivs - Sucres - Alcools - Polyols - PoudresLes lipides et drivs- Triglycrides - Glycrol - Esters - Acides SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Les protines et drivs - Formes varies - Acides amins -La chimie du bois - Lignine - Cellulose - Colophane - Essence de trbenthine - Terpnes - Rsines 82 83. DES RESSOURCES COMPLMENTAIRES, RENOUVELABLESBIOMASSE- Huiles - Amidon - Lignine - Cellulose - Protine - Rsines SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014- Alcools - Acides gras - Fibres - Polymres- Acide succinique - PLA - Ac Actique - Polyols - Isosorbide - Terpnes - Flavonodes - EMC83 84. UN EXEMPLE DE MOLCULE PLATEFORME : LACIDE SUCCINIQUE Plastiques biosourcsProduits pharmaceutiquesSolvantsPlastifiantsExhausteurs de gotAgents de surface et pigmentsPolyurthaneMtallisation SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Pyrrolidones1,4 BDO/THFProduits anti-gel84 85. DTERMINATION DU CONTENU BIOSOURC PRINCIPE POUR LES PRODUITS DE SYNTHSETest C14Enregistrement chantillonage(ASTM 6866)Contenu en carbone biosourcDposantDclaration produit et info processAnalyse lmentaireComposition lmentaireVrification certificationLaboratoire Certificateur SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Contenu biosourc 85 86. AGRO-INDUSTRIE, UN PROCESSUS GENERIQUEIntrantsAGRO-RESSOURCESProduits finis AGRO-RESSOURCESTransformation CO-PRODUITSAGRO-RESSOURCESAgro-ressources = Matires premires dorigine vgtale ou animale SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201486 87. BIOETHANOL EauDrches DDGSHuileBl Pomme de terreInMas(53%)outBroyage humideAmidon InSucres Betterave sucrireCanne sucreIsobutylenBiomasseInoutBioethanolFermentation anarobieInRactions biochimiquesOutETBEEther thyle tertiobutyleInAddition 15% maxoutExtractionEauCO2Bioethanol/ biomethanol addition 5%BiocarburantPellets SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201487 88. CHIMIE VERTE, CAS DU BIODIESEL Quest-ce que le biodiesel? Ce biocarburant est obtenu partir dhuile vgtale ou animale, transforme par un procd chimique appel transestrification faisant ragir cette huile avec un alcool (mthanol ou thanol). Les proportions approximatives pour la raction sont : 10 litres d'huiles + 1 litre d'alcool --> 10 litres de biodiesel et 1 litre de glycrine. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201488 89. BIODIESEL : ORIGINE DE LA MATIRE PREMIRE ET STRUCTURE MOLCULAIRELe biodiesel peut tre fabriqu partir : Dhuiles vgtales telles que lhuile de tournesol, le canola (une variante du colza), Dhuiles de graines de coton, huile de palme, etc Les huiles de friture dj utilises dans des restaurants Les corps gras animaux tels que le saindoux Les huiles uses qui se retrouvent la surface des eaux en station dpuration SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201489 90. STRUCTURE MOLCULAIRE DU PRODUIT DORIGINE NATURELLE Toutes les huiles vgtales et animales consistent principalement de molcules de glycrine comme indiqu dans le schma ci-dessous : SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201490 91. FORMATION DU BIODIESEL Cette raction de transestrification consiste en la raction dun alcool et des esters gras pour former des esters de cet alcool et de la glycrine. La raction chimique avec le mthanol est prsente schmatiquement ci-dessous :Schma de la formation du Biodiesel SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201491 92. DIFFRENTS TYPES DE BIODIESELLes proprits du biodiesel sont dtermines par la proportion de chaque corps gras utiliss pour produire les esters dalcool. SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201492 93. COMPOSITION DE DIFFRENTES HUILES ET CORPS GRAS SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201493 94. STRUCTURE DES COMPOSS NATURELS DORIGINE Les corps gras sont identifis par deux nombres : le premier indique la quantit datomes de carbone prsents et le second est le nombre de liens doubles prsents dans la chane. Les noms courants des corps gras prsents dans le tableau en page suivante sont : 14:0 Acide myristique (ou acide ttradcanoque) 16:0 Acide Palmitique (ou acide hexadcanoque) 18:0 Acide Starique (ou acide octadcanoque) 18:1 Acide olque 18:2 Acide linolque 18:3 Acide octadcatrinoque 20:0 Acide arachidique (acide eicosanoque) 22:1 Acide rucique SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201494 95. EXEMPLE DE CHROMATOGRAMME SUR UN ESTER SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201495 96. CHIMIE VERTE ET SPCIFICATION TECHNIQUE DU BIODIESEL SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201496 97. EXEMPLE DE CHROMATOGRAMME SUR UN ESTER SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201497 98. EXEMPLE DE CHROMATOGRAMME SUR UN ESTER THYLIQUE SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201498 99. EXEMPLE DE CHROMATOGRAMME SUR UN ESTER THYLIQUE SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/201499 100. BIODIESELSolvantsNaOH Mthanol BiothanolColzaTournesolInPommeoutHuileBroyage ExtractionInoutBiodieselInAdditionoutTransestrificationSojaTourteauxHuile bruteHuile raffine SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014GlycerolBiocarburant100 101. BIODIESEL SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014101 102. BIODIESEL SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014102 103. CHIMIE VERTE CHIMIE DU VEGETALDfinition : Ensemble des principes et techniques permettant de rduire ou liminer l'usage ou la formation de substances dangereuses et/ou toxiques dans la conception, la production et l'utilisation des produits chimiques Eco-conception applique au domaine de la chimie industrielle (carburants, plastiques, cosmtiques, additifs) Cycle de vie des matriaux/produits SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014103 104. AVANTAGES ENVIRONNEMENTAUX Ressources fossiles et Rchauffement climatique Rduction/ suppression des prlvements de ptrole et minraux Rduction des missions de GES Process plus sobres en nergieEcosystmes et biodiversitPrservation de la Sant humaineValorisation des dchets et co-produits Limitation des pollutions Mat.1res et additifs non toxiques Transformation des dchets en ressources(eau, air, sol) Non cotoxicit en fin de vie (lixiviats, rsidus de biodgradation) Moindre dgradation des cosystmes lors de lextraction des MP SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014(SVHC, perturbateurs endocriniens, vPvB, Non toxicit lusage et dans le temps conomie de matires 1res Pas de comptition avec les cultures vivrires104 105. BIO-PLASTIQUES ET BIO-COMPOSITES 4 catgories dagro-ressourcesAmidonHuiles vgtales SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014SucreLignocelluloseSynthse des bioplastiques 105 106. EXEMPLE DU POLYAMIDE 11 - RILSANNH2 Acide amino-11 undcanoque Graines de ricin85% acide ricinoliquePA 1120/90% bio-sourc52% bio-sourc SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014100% bio-sourc106 107. EXEMPLE DU BIOMAX PTT 1100Amidon1,3 bio-propanediolMasAcide trphtalique Ptrole37% bio-sourc SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014107 108. EXEMPLE DU BIO-PETmlasse (co-produit de canne sucre)mono thylne glycol (MEG)22,5% bioPET (biosourc)52,5% PET (primaire) ptroleAcide trphtalique25% r-PET (secondaire) Plastique recycl SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014108 109. EXEMPLE DU COMPOSITE LINTEXLin technique Fibres de lin LonguesPtrole SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Rsine PP ou rsine EpoxyNautisme (Kayak) Fibres non tisses + rsine PEFiber Shell EcoFiber 50% fibres tisses + rsine PA109 110. Le Carbone 14 : un traceurPriode radioactive du 14C : 5730 ans metteur SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Source:110 http://earthsci.org/ 111. LE CYCLE DU CARBONE 14 Pigeage du 14CO2 par les organismes vivants A la mort de ces organismes, dsintgration du 14C en 14N SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Source:111 http://earthsci.org/ 112. LA NORME ASTM-D6866 Mthode Mthode A: Pigeage CO2 puis LSC (Liquid Scintillation Counting)Mthode B: AMS (Accelerator Mass Spectrometry) + IRMS (Isotope Ratio Mass Spectrometry)Mthode C: Synthse de benzne puis LSC (Liquid Scintillation Counting) SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014AppareillageMthode de calcul- OxidizerComparaison au 14C SRM acide oxalique, trait comme un chantillon- Compteur scintillation liquide - Oxidizer - AMS - IRMS - Unit de synthse de benzne - Compteur scintillation liquideMesure des ratios 14C/ 12C et 13C/ 12C et comparaison aux ratios 14C/ 12C et 13C/ 12C de matriaux de rfrence Comparaison au 14C SRM acide oxalique, trait comme un chantillon 112 113. PRINCIPE DE LANALYSE 3- mission dun e- (particule ) lors de la dsintgration du 14C en 14N2- formation de 12CO et 14CO 2 21- combustion de lchantillon :4- comptage du nombre de- mis par scintillation liquideC + O2 CO2Source : www.signonsandiego.comPrincipe de la scintillation liquide SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014113 114. Nombre de dsintgrations par min. et par g. de carbonePRINCIPE DU CALCUL 13,44Origine vgtale10,08calcul du pourcentage de carbone dorigine biosource daprs la courbe de dcroissance radioactive (// datation au 14C)50% CO2 biomasse6,7225% CO2 biomasse 12,5% CO2 biomasse3,36T0,00 057302T 11460Origine chimique3T 1719022920286503438040110temps (annes) SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014114 115. MESURE DU 14C : EXEMPLE DE RSULTAT & INTERPRTATION 74% du CO2 produit pendant la combustion est dorigine biologique, 26% est dorigine fossile 74% du carbone total de lchantillon est dorigine biologique et 26% dorigine fossile26% Fossil74%BiomassLincinration de lchantillon (~ dchet) produit : 26% de CO2 cr 74% de CO2 bioressourableDorigine biologique biodgradable SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Indique la proportion de carbone dorigine biologique et dorigine ptrochimique 115 116. PERFORMANCE DANS LANALYSE ET DE LEXPERTISE ENJEUX ET VALEUR AJOUTE POUR NOS CLIENTS Information et exigence du consommateurCahier des charges clientTendance chimie verte Actifs vgtaux Innovation RechercheVotre produit Votre matire premireProduit ProcdTendance environnementale colabel Exigence particulire nouveau rglement cosmtique/ pesticidesConformit : . Rglementaire . REACh Relation Produit/sant/environnement Exemple perturbateur endocrinien Prise en compte globale ACV, GES, GHS Surveillance matire premire, impact rglementaire REAChValeur dusage Scurit des ingrdients SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014Valorisation du produit et sous-produit - filire Additifs 116 117. Merci de votre attention Demain est moins dcouvrir qu inventer Gaston Berger, philosopheYvon GERVAISE yvon.gervaise@sgs.com @expertscience : http://twitter.com/expertscience www.sgsgroup.fr Directeur, SGS Multilab Rouen 65 rue Ettore Bugatti - BP 90014 - 76801 Saint Etienne du Rouvray t 02 35 07 91 80 f 02 35 07 91 25 SGS Multilab Rouen, Yvon Gervaise ENSCR 30/01/2014117