Diapositive 1

1
Fucus sp.
Récolte pour lagriculture (bétail, amendements),
la cosmétologie et les alginates Avis favorable
pour lalimentation humaine Riche en alginates
(coupe-faim) Riches en vitamines C, B3 Riche en
Minéraux Fe, Zn Inscrites dans la pharmacopée
Laminaria sp.
Autrefois récoltées pour la soude et liode
Laminaria saccharina
Laminaria digitata
Kombu royal Riche en minéraux I, Ca, K, Na
Kombu Breton La plus récoltée pour les
alginates Riche en minéraux (22) Ca, Mg, I, K,
Na Vitamines A, B1, B2, B12
2
Algues rouges

• Macro et microscopiques (lt2m)
• Normalement rouges (marron, jaunes)
• Marine et eau douce
• 5000 espèces
• Pigments Chlorophylle a c, caroténoïdes,
  phycobilines phycoérythrine (rouge)
  phycocyanine (bleue)
• Stockage amidon floridéen

Palmaria palmata
 Dulse  Avis favorable pour lalimentation
humaine Saveur douce, texture très tendre Crue en
salade ou pour accompagner des fruits de mer,
séchée, en poudre Naturelle ou cultivée Riche en
protéines (20 à 35 ) Riche en Vitamine A ( 50
carottes), C ( 75 oranges), E Riche en minéraux
Ca (teneur 20 fois plus élevée que le lait),
Mg, P, Fe, I (1g couvre les besoins journaliers
dun adulte)
3
Mastocarpus stellatus
Chondrus crispus
Extraction des carraghénanes Récolte
manuelle  Pioka ,  lichen ,  mousse
dIrlande ,  petit goémon  Avis favorable pour
lalimentation humaine Riche en
oligoéléments Riche en Vitamines A, C, E, B
Porphyra sp.
 Nori  en japonais La plus consommée dans le
monde car cest la base des sushi Crue, cuite,
séchée Avis favorable pour lalimentation
humaine Riche en protéines (30 à 47 ), contient
tous les acides aminés essentiels Riche en
minéraux P, Fe Vitamines A, C, B12 Acides gras
essentiels Récolte manuelle en Europe, culture
sur cordes en Asie
4
Méthodes de production/récolte des macroalgues

• Europe et USA récolte dans les populations
  naturelles
• Europe du Nord algues brunes
• Europe du Sud algues rouges
• -Bretagne situation intermédiaire
• Asie et Amérique latine aquaculture

5
Evolution de la production mondiale dalgues
fraîches de 1991 à 2000 (103t)
Algues vertes minoritaires
6
Production dalgues fraîches pour lannée 2001
-Prépondérance des pays asiatiques et du
Chili -Différence aquaculture/cueillette selon
les pays et continents
7
Historique de lutilisation des algues en Bretagne
Antiquité Utilisation des algues pour
lamendement des terres XVIième siécle Bernard
Palissy mentionne des herbes salées servant à la
fabrication du verre XVIIième siècle les
paysans bretons fabriquent des galettes
combustibles (glaouad) faites de bouse de vache
et de goémon malaxé. Les verriers normands
achètent des cendres dalgues pour la fabrication
du verre ordinaire 1681 Ordonnances de Colbert
règlementant la récolte du varech et du goémon
1692 Louis XIV accorde à la compagnie de
Saint-Gobain lexclusivité de la cueillette du
goémon pour en recueillir les cendres et les
transporter à Paris 1731 Louis XV limite la
coupe du goémon à 30 jours pour limiter le frai
des poissons (disposition revue en 1739 car
besoins en soude croissant) 1811 En voulant
utiliser les cendres de goémon pour en extraire
du salpêtre, Bernard Courtois découvre
liode 1829 Première usine diode en
France Fin XIXième siècle Approvisionnement en
goémon séché des grandes régions
légumières Début XXième siècle Une trentaine
dusine diode. A partir de 1930, utilisation des
algues pour lextraction de gélifiants et
dépaississants, puis en 1950, développement des
cultures à vocation alimentaire. 1983 Première
récolte dalgues à destination alimentaire
(Wakamé)
8
Asie Afrique et Amérique latine aquaculture

• -Nécessité de contrôler les cycles de vie
  (reproduction) des macroalgues pour en faire de
  laquaculture, pour éviter les problèmes liés à
  la reproduction naturelle (qui peuvent entraîner
  labsence de récolte)
• ? Lien entre la recherche fondamentale et
  appliquée
• -2 types de culture
• -Culture végétative des fragments de lalgue
  (propagules) sont placés dans un environnement
  favorable pour la croissance, et le cycle est
  continu. Cest le cas pour les algues rouges
• -Culture impliquant un cycle de reproduction
  alternance de génération, par exemple pour les
  algues brunes cultivées. Nécessité de passer par
  le cycle sexuel pour produire du sporophyte
• -Paramètres importants à considérer pour
  laquaculture des macroalgues
• Salinité de leau, quantité de nutriments,
  mouvements de leau, température de leau et
  intensité lumineuse

9
Des techniques différentes sont aussi utilisées
pour les algues carraghénophytiques
FIXED, OFF- BOTTOM MONOLINE METHOD -Méthode
utilisée dans les eaux peu profondes (0,5-3 m)
-Les pieux en bois sont espacés de 10 m pour une
même ligne, et d1 m entre les rangs -Les
monofilaments de nylon sont attachés au pieux à
une distance de 0,2-0,3 m du fond -Les morceaux
dalgues (50-100 g) sont attachés aux lignes à
25-30 cm dintervalle à laide dune attache en
plastique appelée tie-tie (paille en plastique)
RAFT OR LONG-LINE METHOD -Méthode utilisée dans
les eaux profondes calmes -Lignes attachées à un
cadre en bois (3X4m) et le bambou sert de
dispositif de flottaison -Plusieurs radeaux
peuvent être associés pour former une
unité -Chaque unité est ancrée sur le fond par
les coins de chaque unité grâce à des pieux en
bois -300-400 boutures peuvent être attachées à
un seul radeau -
10
Les cultures dalgues et les maladies associées

• - Ice Ice disease facteurs physiques bactéries
  
• -Affecte les algues rouges carraghénophytes
  Kappaphycus alvarezii and Eucheuma denticulatum
• -La maladie est causée par une diminution de la
  salinité, des variations de la température de
  leau et dintensité lumineuse.  Ceci va stresser
  les algues, qui vont alors produire des molécules
  qui attirent les bactéries, et induit le
  blanchiment et une dureté des branches dalgue
• - Red wasting disease red rot disease
  (Akagusare), Pythium affectant Porphyra
• - Green spot disease Vibrio et Pseudomonas,
  bactéries qui produisent des enzymes
  hydrolytiques qui vont dégrader la paroi des
  algues
• - Epiphytisme et endophytisme
• (- Broutage grazers)

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Ou trouver les algues ? Comment sont
commercialisées les algues ?
-La plupart des algues alimentaires sont
commercialisés desséchées Ceci pour maintenir
leur saveur et leur richesse en vitamines -Le
mieux est dutiliser seulement des algues
fraîches conservées dans le sel de
marin Possibilité de garder au frais pendant 6
mois -Algues vendues sous forme de gélules, de
paillettes compléments alimentaires -dans les
épiceries asiatiques algues déshydratées,
précuites ou en conserves -dans certaines grandes
surfaces, bocaux ou préparations à base dalgues
(pâtes, soupes) -Il faut éviter de les ramasser
sur les plages contamination métaux lourds,
hydrocarbures
12
Alimentation animale
-En général, les algues sont incorporées aux farines alimentaires -Composés algaux utilisés pour -stimuler limmunité naturelle des animaux (en remplacement des antibiotiques) -durcir les coquilles dœufs des volailles (apport en calcium) -pour améliorer la qualité du pelage


     

13
Autres applications des macroalgues marines Les
phycocolloïdes pariétaux

• ? Les phycocolloïdes colloïdes issus des
  algues, un colloïde étant une substance composée
  de micro-particules dispersées dans un liquide.
  On parle dhydrocolloïdes car ces biopolymères
  sont solubles dans leau lorsquils sont
  hydratés.
• - agars, carraghénanes galactanes sulfatés
• - alginates

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Les additifs alimentaires

• Additif alimentaire Substance ajoutée
  intentionnellement aux denrées alimentaires pour
  remplir certaines fonctions technologiques
• Liste positive émise par la communauté européenne
  
• Nécessité technologique
• Ne pas tromper le consommateur
• Sans danger pour le consommateur
• 5 grandes catégories
• E100-199 colorants alimentaires
• E200-299 conservateurs
• E300-399 anti-oxygène
• E400-495 agents de texture gélifiants,
  épaississants, émulsifiants, stabilisants
• E500-1505 édulcorants, acidifiants,
  exhausteurs de goût, arômes
• Naturels, semi-naturels ou synthétiques

15
Additifs alimentaires au base dalgues approuvés
par l'UE
E 400 Acide alginique E 401 Alginate de
sodium E 402 Alginate de potassium E 403
Alginate d'ammonium E 404 Alginate de calcium E
405 Alginate de propane-1,2-diol E 406
Agar-agar E 407 Carraghénanes E407a Algues
Euchema transformées
Algues brunes
Algues rouges
16
Les agars
Polysaccharides pariétaux des algues rouges
agarophytes
Gracilaires nombreux genres selon les régions
Gracilaria sp.
Gelidium serrulatum
Qualité des agars variable - selon les espèces -
selon la saison
17
Exploitation
Gracilaria (Amérique du Sud, Afrique, Asie) 37000
tPS Gelidium (Maroc, Espagne, Portugal) 18600
tPS
Récolte de Gracilaires (Asie du Sud-Est)
Séchage de Gelidium
18
Les agars applications
90 en alimentaire E406 gélifiant
Inodore, incolore, sans saveur
Produits laitiers flans Pâtisseries glaçages,
nappages Confiserie bonbons Produits à tartiner
substitution des pectines pour réduire le taux
de sucre Produits carnés substitution de la
matière grasse
Gélifiants mais aussi intérêt diététique faible
apport calorique (0.6 kcal/g)
10 en biotechnologie agar bactériologique
Milieu de culture bactériologique par excellence
19
Autres applications des agars
20
Les carraghénanes
-Polysaccharides pariétaux des algues rouges
carraghénophytes -Variables selon les espèces,
selon le stade de développement de lalgue
En Asie et en Afrique Kappaphycus
alvarezii Fermes de cultures Problèmes de maladies
En Europe et au Canada Chondrus
crispus Populations naturelles ou cultures 50000
tonnes dalgues récoltées par an au Canada
21
Utilisations actuelles
Composé
Effet
Application
k-carraghénane
gélifiant
Lait chocolaté Glaces et crèmes dessert Conserve
de viande Nourriture pour animaux Gels
désodorisants datmosphère Immobilisation
denzymes Cultures in vitro
Desserts Sauces Glaces et crèmes
glacées cosmétiques
i-carraghénane
gélifiant
Desserts Sauces Dentifrice cosmétique
l-carraghénane
épaississant
E 406 Agar-agar E 407 Carraghénanes E 407a
Algues Euchema transformées
22
Autres applications des carraghénanes
23
Les alginates Polysaccharides pariétaux des
algues brunes

• - Les premières expériences scientifiques sur
  lextraction des alginates à partir dalgues
  brunes ont été réalisées par le chimiste anglais
  E. C. Stanford à la fin du 19ième siècle.
• - Début de la production industrielle dalginates
  aux USA dans les années 1930.
• lalginate est un des biopolymères les plus
   polyvalents  et est utilisé dans
  lagro-alimentaire et lindustrie
  pharmaceutique/domaine médical car il possède de
  nombreuses propriétés épaississant, stabilisant,
  gélifiant, formation de biofilm.

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Espèces récoltées pour lextraction dalginate
Algues brunes trouvées sur les côtes rocheuses
- Atlantique Nord récolte aux USA, au Canada,
en France, en Angleterre et en Norvège Europe et
USA récolte dans les populations naturelles -
Pacifique Chine, Japon, Amérique du Sud algues
cultivées ? aquaculture
25
Variation de la composition en alginates

• La composition en alginate dépend
• - de lespèce dalgue brune
• de la nature des tissus
• - pied quantité élevée de blocs G
• - lame quantité élevée de blocs M
• - de lâge des tissus
• de la zone de croissance
• des lieux de récolte (M/G plus petit dans les
  modes battus)
• - de la saison

M/G variable selon les espèces récoltées
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Les alginates applications en agro-alimentaires
- Agents de texture polyvalents - Épaississants
(contrôle de la viscosité) - Gélifiants -
Stabilisants (notamment par rapport à la
chaleur) - Réducteurs de cristaux (produits
surgelés) - Protecteurs (films alimentaires) -
Différents gels selon les sels Gels
calciques Durs, thermostables, insolubles Peu
coûteux, non toxiques Gels acides
souples Instables à la chaleur Substituts
potentiels de la gélatine (concentration
inférieure)
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Les alginates applications en industrie
agro-alimentaire

• ? Glaces, crèmes glacées, sorbets
• - contrôle de la formation de cristaux (au
  moment de la congélation)
• - révélateur de goûts
• - texture fine, onctueuse et unie ? bonne
  sensation en bouche
• ? Nappage pâtissier gelée de fruits ? tartes et
  tartelettes aux fruits
• Entremets et desserts fromages frais, crèmes
  fouettées, mousses parfumées, crèmes pâtissières,
  gâteaux de riz,
• ? Stabilisateurs des émulsions de type huile-eau
  assaisonnements et sauces (ketchup, mayonnaise,
  vinaigrette, )
• ? Produits restructurés à base de fruits,
  légumes, viandes et poisson
• (facile à manipuler ? mise en forme du produit
  final)
• divers
• - clarification des huiles, du vin, du vinaigre,
  de la bière
• - lubrification des boyaux de charcuterie
• - enrobage du poisson congelé
• - stabilisation de produits liquides (jus de
  fruits, lait, )

28
Les alginates autres applications industrielles

• Textile
• - inertes par rapports aux colorants et aux
  fibres
• - pour limpression fixation des colorants et
  contrôle de leur migration
• (Mais problème de la crise du textile en France)
• Papier traitement de surface des papiers
  (coloration, glaçage, couchage des papiers de
  luxe) colles pour papiers peints
• ? Traitements des eaux de surface élimination
  des matières en suspension (coloration,
  turbidité)
• Enrobage des bâtons de soudure (protection du
  fil de métal contre loxydation)
• Autres incorporation dans le latex, les
  peintures, les plâtres de moulure, les
  céramiques, les colles, les résines, les mines de
  crayon, certains produits horticoles, certaines
  bombes aérosols

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Les alginates applications en cosmétique,
pharmacie, médecine

• Pharmacie/Cosmétique masques (soins du visage),
  pâtes dentifrices, sirops, lotions, pommades
  (traitement brûlures et blessures), compresses,
  pansements gastriques, empreintes dentaires,
  coupe-faim, absorbants pour les couches de bébés
• Substances anticoagulates (fuco?dine,
  laminarine)
• Médecine biomatériaux, implants immuno-isolés,
  drug delivery system

30
Quelques arguments publicitaires concernant les
propriétés cosmétiques
-Visage rôle anti-âge Masque aux algues
freiner la perte de collagène et prévenir le
vieillissement cutané Hydratation de la peau,
revitalisation de lépiderme, repose les traits
-Silhouette effet amincissent Peau douce et
ferme Propriétés drainantes et raffermissantes Ex.
algues brunes (protéines, iode) dynamisent le
métabolisme cellulaire et activent la combustion
des graisses -Epiderme fonction hydratante Les
algues contiennent des molécules qui leur
permettent de lutter contre la dessiccation et
les changements de température -Cheveux action
régénératrice Renforcent la kératine des cheveux
car très concentrées en calcium Redonnent vigueur
et éclat aux chevelures fragiles terne et
fatiguées (vitamines, oligo-éléments) -Forme
pouvoir relaxant
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Applications en cosmétique de composants issus
des algues
Composants des algues Résultats Utilisation cosmétologique
Acides aminés -Reconstituants des tissus -Apport nutritif et énergétique -En masque, ils ont une remarquable action due aux mucilages marins -Utilisation à froid ou à chaud en masques ou en enveloppements revitalisants
Sels minéraux -Action sur la vitalité des cellules -Reminéralisant et réhydratent les peaux sèches et sensibles -Régularisent lexcès de sébum des peaux grasses. Action incomparable sur lacné
Oligo-éléments -Favorisent la vitesse des réactions biologiques La peau devient plus lisse, plus souple et acquiert un éclat nouveau. Leur action est remarquable sur les rides et le vieillissement prématuré
Vitamines -Permettent de combler les carences par substances bactéricides et antibiotiques Régénération cellulaire
32

• -La  cosmétofood A mi-chemin entre cosmétique
  et alimentaire, la cosmétofood (ou
  nutraceutique) a fait une percée sur le créneau
  de aliments santé. Ce sont ces compléments
  alimentaires (riches en vitamines, minéraux
  anti-oxydants, protéines) parmi lesquels on
  trouve les extraits naturels dalgues  une
  quinzaine de variétés sont utilisées dans les
  produits alimentaires (voir plus bas). 
• NUTRICAMENTS
• -Lalgothérapie
• l'application d'algues chaudes sous forme
  d'applications locales, de cataplasmes et de
  bains (thalassothérapie ). Comme les algues sont
  très hydratantes, elles améliorent le passage des
  oligo-éléments à travers la peau.
• Les algues utilisées, fucus et laminaires, sont
  d'abord récoltées au fond de la mer puis broyées
  finement. Enfin, elles sont chauffées, mais
  jamais au-dessus de 50C, car elles perdraient
  alors toutes leurs propriétés. L'application
  consiste à étaler sur le corps cette "crème" en
  fine couche la relaxation est immédiate !
• L'algothérapie est conseillée pour les problèmes
  épidermiques, les rhumatismes, pour lutter contre
  la fatigue et le vieillissement (sous forme de
  masque facial par exemple).

33
3- La matrice dalginate de calcium contient du
principe actif qui sera libéré petit à petit 2-
Couche intermédiaire pour assurer la liaison
entre les 2 couches 1- Le CaP favorise la
croissance osseuse déposé par électrodéposition
34
Tissu cartilagineux (chondrocytes) en croissance
obtenu en présence de système permettant la
diffusion (alginates) de molécules actives (ici,
le RGD)
Chondrocytes cellules du tissu cartilagineux,
sphériques, sans prolongement cytoplasmique RGD
séquence dadhésion cellulaire (suite de résidus
arginine-glycine-acide aspartique)
Chondrocytes alginate
Modification du poids de limplant
Chondrocytes alginate-RGD
Chondrocytes alginate
Chondrocytes alginate-RGD
? Alginates permet la diffusion de molécules
actives, et donc favorise indirectement la
croissance du tissu cartilagineux
Alsberg, Eben et al. (2002) Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 99, 12025-12030
35
Encapsulation des îlots de Langerhans pour le
traitement du diabète

Structures irrégulières grises ou jaunâtres
situées dans le tissu pancréatique et sécrétant
l'insuline.

Encapsulation de liposomes
Vésicules sphériques dont le centre est occupé
par une cavité aqueuse, et dont l'enveloppe est
constituée par un nombre variable de feuillets
biomoléculaires à base de phospholipides. Les
liposomes ont été proposés comme vecteurs
intracellulaires de médicaments.
36
Exemple
? Applications à des molécules pharmaceutiques ?
Exemples
37
La filière algue en Bretagne
http//www.region-bretagne.fr/CRB/Public/toute_lac
tualite/les_archives/recherche/une_filiere_dans_le
s_11441573805989
1. La recherche fondamentale et appliquée 1.1
Recherche fondamentale -Différentes équipes
travaillent sur ce thème à la Station biologique
du CNRS à Roscoff -Institut universitaire
européen de la mer (IUEM) de l'Université de
Bretagne occidentale à  Brest -Ifremer (Brest
et Nantes) 1.2 Recherche appliquée -Centre
d'étude et de valorisation des algues (Ceva)
spécialisé dans le transfert de technologie
autour des algues (c'est est le seul en Europe
). Il travaille pour des clients français et
européens.
38
                              

2. Des grands industriels aux PME 2.1 La récolte Les quelque 70 000 tonnes d'algues récoltées chaque année en Bretagne (première zone de production de l'hexagone) sont ramassées par une cinquantaine d'exploitants équipés de goémoniers (bateaux dédié à la récolte).  2.2 Agroalimentaire -Danisco (Landerneau) et Degussa (Lannilis) font figure de poids lourds en Finistère Nord à partir d'algues laminaires récoltés sur place, ces "alginatiers" produisent des alginates (gélifiants extraits d'algues sous forme de poudre)  utilisés dans l'alimentaire (texturants pour les yaourts, par exemple) ou d'autres secteurs (fabrication de pâte à papier...).  -Une dizaine de PME comme Algues de Bretagne (Rosporden, Finistère), qui commercialise des algues alimentaires ramassées sur les côtes bretonnes, ou Olmix (Bréhan, Morbihan), qui fabrique en particulier pour l'alimentation animale des additifs à base d'extraits d'algues stimulant l'immunité naturelle (pour remplacer les antibiotiques dans l'alimentation animale).
39
                              

2.3 Cosmétique Le secteur cosmétique compte aussi un nombre important d'entreprises. -Le laboratoire Sciences et mer (Brest) fabrique des poudres d'algues (à partir de laminaires, fucus, chondrus...) pour ses gammes de produits (enveloppement, boues marines, cataplasme) et fournit les centres de thalassothérapie. -Secma technologies marines (Pontrieux, Côtes d'Armor), -Sétalg (L'Armor Pleubian) spécialisée dans la cosmétologie et  l'alimentation -Océalys (Plouzané, Finistère) qui récolte elle-même une trentaine d'espèces d'algues à Molène pour ses cosmétiques marins. 2.4 Santé La Bretagne compte aussi des sociétés qui exploitent les microalgues possédant des propriétés intéressantes pour la santé. La Somaig à l'Ile-Grande (Côtes d'Armor) cherche, par exemple, des molécules anti-cancéreuses. Thalgo Nutrition (qui a mis au point le complément nutritionnel Ménocéane) Codif (qui commercialise la gammes dingrédients Phycosaccharides) Laboratoires Le Stum (qui ont lancé le complément nutritionnel Xénosulf).