Optimized extraction of total proteic mass from water hyacinth dry leaves

摘要

Cette étude porte sur la simulation et l'optimisation du processus d'extraction solide-liquide de la masse protéique de la jacinthe d'eau pour l'obtention du glutathion, par la modélisation à l'aide d'un plan expérimental du type 3~3. Des essais d'extraction ont été effectués en utilisant des feuilles séchées de la jacinthe, broyées sous forme de poudre de granulométrie inférieure à 0,1 mm. La phase extradante est une solution tampon de phosphate de sodium. Pour atteindre cet objectif, 27 essais ont été réalisés en faisant varier le temps d'extraction, le rapport des phases poudre de feuilles:tampon (en masse/volume, solide/liquide, S/L) et le pH du tampon. Ces paramètres sont considérés comme les plus déterminants dans cette étude. La fraction extraite atteint des valeurs de l'ordre de 75-76 % de la masse initiale de feuilles sèches, à une température de 30℃, pour un rapport S/L = 1:7.5-1:8.0 et un pH de 8,24, Le temps d'extraction n'influence pas te rendement d'extraction, mais un temps minimal de 20 min est recommandé. Des essais de fractionnement des protéines par variation de l'acidité et de la force ionique ont été réalisés par titrage potentiométrique avec, respectivement, le sulfate d'ammonium et l'acide citrique, à des températures variant de 20 à 60℃. La majeur partie des protéines est obtenue par précipitation à pH 4.5-6.0 en présence d'acide citrique, et à pH 6.5-5.85 en présence de sulfate d'ammonium. Le glutathion a ╚é détecté, par chromatographie liquide à haute performance (HPLC), dans la fraction liquide, après précipitation du reste des protéines à pH = 5.65 en présence de sulfate d'ammonium.%Optimization and effect simulation of the one-step solid:liquid extraction of the proteic mass from water hyacinth were achieved for glutathione recovery, through a factorial 3~3 experiment design. The experiment was carried out using dry water hyacinth leaves, previously crushed into a fine powder with particle size not exceeding 0.1 mm, and a sodium phosphate buffer as the extracting phase. For this purpose, 27 attempts were made by varying the dry leaves to buffer w/v ratio (solid:liquid (S/L)), the buffer pH, and extraction time, which are regarded as being key parameters. The total protein mass extracted attained values of 75-76 vvt.% of the initial mass of dry hyacinth leaves, at 30℃, S/L= 1:7.5-1:8.0 and pH 8.2. Time has no influence on the amount of extracted proteins, but a minimum time of 20 min is recommended. The effects of acidity and ionic strength upon protein fractionation were also investigated via potentiometric titrations of the collected extract with citric acid and ammonium sulphate, respectively, in a temperature range (20-60℃). Most of proteins precipitate at pH 4.5-6.0 in the presence of citric acid and at pH 6.5-5.85 in the presence of ammonium sulphate. Glutathione was detected using high performance liquid chromatography (HPLC) in a liquid fraction after protein precipitation at pH = 5.65 in the presence of ammonium sulphate.