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Une journée en laboratoire à la Station biologique de Roscoff

Lundi 7 février 2011.

L’atelier scientifique s’intéresse aux polysaccharides extraits des algues rouges et brunes présentes sur nos côtes.

Soyons plus précis !

Il s’agit des alginates extraits des laminaires (grandes algues brunes), des carraghénanes et agars issus des algues rouges comme le Chondrus crispus. Ils sont utilisés pour leur pouvoir gélifiant d’où leur nom de phycocolloïdes.

L’atelier s’est rendu à la station biologique de Roscoff accueilli par Gaëlle Correc  (ingénieure d’études au CNRS),  qui travaille dans l’équipe « Polysaccharides algaux » de l’ UMR CNRS 7139 « Végétaux Marins et Biomolécules ».

Dans ce grand laboratoire de bord de mer le contexte littoral, soumis aux grands marnages,  offre un terrain d’étude d’une grande richesse faunistique et algale.

Avant de s’engager dans les travaux pratiques une petite présentation sur l’intérêt des algues en Finistère nord par Philippe Potin.

Présentation de Philippe Potin

(directeur de recherche au CNRS)

« De grand intérêt économique, l’utilisation des algues dans la consommation directe ainsi que dans l’extraction et l’utilisation des composants d’algues s’est mis progressivement en place. Le brûlage du goémon et la découverte de l’iode en 1871 a fait naître une industrie bretonne d’extraction de l’iode . Les cendres issues du brûlage sont utilisées dans l’industrie du verre. L’iode, présente dans les sels de table et utilisée pour ses propriétés désinfectantes, a été industriellement exploitée jusqu’à la guerre. Cette activité a été décisive pour l’exploitation des algues en Bretagne. Dès les années cinquante  une conversion de l’industrie a élargi l’exploitation des algues, sur le site roscovite, à l’extraction d’autres composants et par la même occasion de nouveaux domaines de recherche ont été entrepris.

L’aquaculture très développée en Chine avec une production d’algues de 9 tonnes/an sur les 16 tonnes/an à l’échelle mondiale, rend compte de la pratique encore timide et artisanale en Bretagne.

Les produits issus des algues étaient utilisés en 1970 pour l’épandage sur les vignes, des extraits de Solaria cordalis sont utilisés en médecine.

L’aquaculture est donc un secteur qui ouvre de nouvelles possibilités. La station biologique de Roscoff, antenne du CNRS, oriente une partie de ses recherches sur les applications des différentes propriétés (gélifiantes, élicitrices, c’est-à-dire stimulant les défenses des végétaux, énergétiques…) des biomolécules d’algues micro ou macroscopiques en cosmétique, agroalimentaire, pharmaceutique… ».

Passons à la pratique…

Sylvie Gauthier


Découverte des algues de l’estran de Roscoff

Après cette introduction de Philippe Potin, et avant de passer aux travaux pratiques proprement dits, Gaëlle Correc et Maud  Millet, qui coordonne le projet Marinexus des Petits Débrouillards de Bretagne, ont fait découvrir aux élèves différentes algues que l’on trouve sur l’estran de Roscoff.

Une découverte des algues filmée.

Découverte de différents types d’algues (vidéo en .mov, 6,8Mo)


TRAVAUX PRATIQUES

Mise en évidence des phycocolloïdes

Après cette découverte, vient le temps des travaux pratiques. Par groupes de trois, les élèves vont extraire du Chondrus cripus, ce fameux bein youd plozévétien, les principes qui intéressent l’industrie, notamment agro-alimentaire, c’est-à-dire les carraghénanes. Marie-Océane et Maélann nous expliquent la manipulation.

Le protocole d’extraction.


L’extraction du carraghénane

Par Marie-Océane et Maélann

1) Extraction :

  • Mettre 300 ml d’eau douce dans un bécher.
  • Couper des petits morceaux de Chondrus de 1cm, puis les mettre dans le bécher.
  • Mettre ce mélange sur une plaque chauffante au bain marie à 80° avec un agitateur magnétique permettant d’homogénéiser la solution pendant deux heures.

2) Filtration :

  • Verser le mélange dans un entonnoir possédant un filtre à mailles serrées.
  • On obtient alors une solution de couleur orangée.

3) Précipitation :

  • Tout en tournant, il faut incorporer de l’éthanol au mélange précédemment préparé.
  • Il y a apparition de polysaccharides (poly : plusieurs ; saccharose : sucre), qui se nomment aussi carraghénanes, sous forme d’un gel visqueux et fibreux translucide.

4) Utilisation :

Les carraghénanes sont utilisés  « pour améliorer la texture » des produits alimentaires, par exemple : lait au chocolat, confiture, glace, gâteaux, vinaigrette, ou dans des produits hygiéniques comme le savon…

Ils servent à maintenir des produits en suspension dans un liquide ou à gélifier le produit.

Ils interviennent comme gélifiants ou comme stabilisants, sous le code E 406.

5) Petite expérience facile à réaliser :

Une des propriétés du lambda carraghénane : maintenir en suspension des particules ou ingrédients dans un liquide.



Télécharger ce document en format pdf Extraction des carraghénanes

Voir en vidéo

Extraction des carraghénanes. 1° étape (vidéo en .mov, 4,8Mo)

Extraction des carraghénanes. 2° étape (vidéo en .mov, 4,9Mo)


La propriété des gels

Par Julie, aidée par Sylvie Gauthier

Les polysaccharides extraits d’algues rouges, représentés par les agars et carraghénanes, sont des phycocolloïdes utilisés pour leur pouvoir gélifiant. Or, tous ces gels présentent des textures différentes. Pourquoi ?

Si vous touchez l’algue sur ses bordures, vous vous rendez compte de sa texture lisse et visqueuse. C’est de cette paroi que sont extraits ces gels.

La viscosité du composant est liée à ses propriétés physicochimiques. En effet, un polysaccharide est une association en chaîne de sucres simples (si un sucre simple est un wagon, le polysaccharide forme un train). Mais les enchaînements présentent des motifs différents à l’origine de leur dénomination. C’est pourquoi on distingue les Kappa, Iota et Lambda carraghénanes. L’organisation de leurs chaînes en 2 ou 3 dimensions confère aux gels des textures bien différentes.


L’importance de la température pour la Formation du gel :


Faites l’expérience ! C’est facile.

À partir d’une poudre blanche d’agar ou AGAROSE.

Vous mélangez cette poudre avec de l’eau, et, en chauffant (pour réhydrater les polysaccharides), on obtient après, refroidissement, un gel !

Et inversement, à partir du gel, en le séchant puis en le broyant, on obtient une poudre blanche : l’agarose.

Télécharger ce document en format pdf Propriétés des phycocolloïdes

Différents gels


Le Chondrus cripus

Par Mina et Blandine


Télécharger ce document en format pdf Chondrus crispus


Les alginates extraits des laminaires (algues brunes)

Par Lenny et Maxime

La laminaire (Laminaria) est un genre d’algue de l’ordre des laminariales. Son thalle en forme de ruban peut mesurer plusieurs mètres de long.

La Laminaria digitata à marée basse de vive-eau. Cette espèce constitue des peuplements denses sur les côtes bretonnes entre l’île de Bréhat (Côtes d’Armor) et la pointe de Penmarc’h (sud Finistère)

formation des billes d’alginates

fabrication des billes d’alginates



Les billes d’alginates sont creuses et renferment du liquide, cela prouve que l’alginate a formé des chaînes de sucres qui, en se collant les unes aux autres sous l’effet du calcium, se sont gélifiées en formant la paroi de la bille.

L’agrégation des chaînes avec le calcium se fait sous forme d’une structure style « boite à œufs ».

D’abord en pelotes, puis les chaînes sont en filaments ou en réseaux allant jusqu’à leurs agrégations.

Utilisation de ces gels: les alginates sont additionnés dans les produits alimentaires pour améliorer leur texture.

Les glaces, par exemple, sont ainsi beaucoup plus onctueuses, le pouvoir texturant des alginates donne au produit toute sa suavité.

Billes d’alginates


Les billes d’alginate

Comment faire des billes en couleur ?

Par  Edgar et Gauthier


Pour former des billes d’alginate de couleurs différentes :

  • Préparer 3 bouteilles de 1 litre contenant une solution d’alginate.
  • Préparez les solutions d’alginates colorées :
  • Mélangez l’alginate avec un colorant alimentaire. Choisissez 3 colorants différentes (rouge, vert, jaune) ;
  • Verser de la solution de chlorure de calcium dans de petits béchers. Cette solution a pour rôle de précipiter l’alginate ;
  • Versez au goutte à goutte età l’aide d’une pipette l’alginate liquide coloré dans le récipient ;
  • Résultat : des petites billes rouges , vertes ou jaunes apparaissent.

Télécharger ce document en format pdf alginate- laminaire

Fabrication de billes d’alginate (vidéo en .mov, 7,1Mo)

SUITE : http://plozevet.hypotheses.org/4862


Bonus

Une visite de l’aquarium de la Station biologique

Aquarium

Une visite de l’aquarium (vidéo en .mov, 3,5Mo)

Les polysaccharides dans l’alimentation

Les polysaccharides dans l’alimentation (vidéo en .mov, 6,4Mo)


Une journée réussie…

Nous tenons à remercier très chaleureusement Philippe Potin, Gaëlle Correc et Maud Millet pour leur accueil, pour la façon dont ils ont organisé cette journée, et pour l’intérêt des divers ateliers. Une découverte vivante et passionnante des algues, de leurs propriétés et de leurs diverses utilisations.

Philippe Potin, Gaëlle Correc et Maud Millet.