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WO2023180067A1 - Procédé de production de chitosane à partir de mycélium fongique - Google Patents

Procédé de production de chitosane à partir de mycélium fongique Download PDF

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Publication number
WO2023180067A1
WO2023180067A1 PCT/EP2023/055839 EP2023055839W WO2023180067A1 WO 2023180067 A1 WO2023180067 A1 WO 2023180067A1 EP 2023055839 W EP2023055839 W EP 2023055839W WO 2023180067 A1 WO2023180067 A1 WO 2023180067A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid phase
chitosan
mycelium
fungal chitosan
fungal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2023/055839
Other languages
English (en)
Inventor
Véronique MAQUET
Benjamin BOSSICARD
Vincent MARVILLE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KITOZYME
Original Assignee
KITOZYME
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KITOZYME filed Critical KITOZYME
Priority to CA3248135A priority Critical patent/CA3248135A1/fr
Priority to EP23709718.3A priority patent/EP4499714A1/fr
Publication of WO2023180067A1 publication Critical patent/WO2023180067A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0024—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
    • C08B37/0027—2-Acetamido-2-deoxy-beta-glucans; Derivatives thereof
    • C08B37/003—Chitin, i.e. 2-acetamido-2-deoxy-(beta-1,4)-D-glucan or N-acetyl-beta-1,4-D-glucosamine; Chitosan, i.e. deacetylated product of chitin or (beta-1,4)-D-glucosamine; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0003—General processes for their isolation or fractionation, e.g. purification or extraction from biomass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/08—Chitin; Chondroitin sulfate; Hyaluronic acid; Derivatives thereof

Definitions

  • the present invention relates to a process for producing chitosan from a fungal mycelium, said chitosan being advantageously usable in pharmaceutical, agricultural, food, cosmetic, industrial, oenology and/or environmental applications.
  • Chitosan production is often carried out from crustacean exoskeletons which contain a significant amount of chitin. Chitin is one of the main elements constituting the exoskeleton of a crustacean and which gives it its rigidity.
  • the mycelium is the vegetative apparatus of fungi or certain filamentous bacteria.
  • mycelium according to the present invention we mean fungal mycelium. It is made up of a set of filaments.
  • Mycelium is an important source of chitin, which is a major component of the cell wall of fungi.
  • Mycelium is an alternative to the use of the exoskeleton of crustaceans because the quality and quantity of chitin present in its walls does not depend on the seasons and the quantity of impurities is lower.
  • the mycelium of a fungus such as Aspergillus niger can be used.
  • Aspergillus niger is known primarily as a source of chitin to produce chitosan.
  • Asperg iiius niger mycelium is a byproduct of A. niger fermentation.
  • Chitin is a polysaccharide with a structural role through its resistance and flexibility. It results from the polymerization of N-acetylglucosamine linked together by an saccharide bond of the type [3-1,4. Chitin is widely distributed in both the animal and plant kingdoms. It is, for example, present in the exoskeletons of crustaceans, in the walls of mushrooms, etc. Chitin is a non-toxic, biodegradable insoluble polysaccharide which, when deacetylated, produces chitosan.
  • Chitosan is made by removing enough acetyl groups from chitin. It is a polysaccharide composed of D-glucosamine linked in [3-1,4 and N-acetyl-D-glucosamine whose characteristics vary with the origin of the source, whether animal or plant, and the Characteristics also vary with the same source. The quality and quantity of chitosan that can be extracted from the same source, such as mycelium, can vary depending on the batch of mycelium used.
  • Chitosan can be produced from chitin directly. Chitin can be previously extracted from the mycelium. Another possibility is the production of chitosan from mycelium which is an important source of chitin, as explained above.
  • Chitosan is sought after for its multiple applications, such as in cosmetics, dietetics, the food industry, etc.
  • chitosan when used in the field of oenology, it must comply with the international oenological codex and its constraints. For example, chitosan must be 95% pure, with a glucan content greater than 2% but less than or equal to 5%. Such chitosan has an antibacterial effect and prevents iron breakage and therefore the precipitation of proteins with iron.
  • chitosan must meet the criteria of a Novel Food on the European market or the criteria of the FDA on the American market.
  • glucans play an important role and therefore their percentage should be higher in chitosan.
  • chitosan When chitosan is used in the field of dietetics, a lower percentage of glucans is sought because it is chitosan which captures fats.
  • Document EPI 483299 is known from the state of the art which describes a process for producing chitin from fungal biomass by an enzymatic process using a [3-1,3-glucanase making it possible to obtain chitin.
  • the chitin obtained is then treated by an enzymatic process using a chitin deacetylase to obtain chitosan.
  • a process for producing fungal chitosan from a mycelium comprising the steps in order: feeding a conical reactor with the mycelium and an alkaline material; at least partial deacetylation of the mycelium in the conical reactor with obtaining a mixed fungal chitosan; at least one washing of the mixed fungal chitosan in a washing tank and one solubilization of the mixed fungal chitosan in at least one solubilization tank with the obtaining of a liquid phase containing the solubilized fungal chitosan.
  • the optimal conditions for the production of chitosan are not described.
  • the process recommends working under conditions allowing the maximization of the quantity of glucans produced and therefore recommends using 0.5 to 1.5, or even up to 5 parts by weight of NaOH (dry alkaline matter) for one part by weight of mycelium for deacetylation of mycelium.
  • NaOH dry alkaline matter
  • mycelium for deacetylation of mycelium.
  • the present invention proposes to overcome the disadvantages of the state of the art.
  • it intends to provide a robust, reproducible and predictable process allowing industrial exploitation for the production of chitosan from a mycelium, as well as chitosan thus obtained, that is to say a chitosan whose Final characteristics will be predictable and controllable, depending on the applications envisaged.
  • the present invention also intends to provide a process which offers great flexibility, great precision and a great degree of freedom for the control on the same production line of the final characteristics of the chitosan product, in particular its glucan level.
  • a process for producing fungal chitosan from a mycelium comprising the following steps in order: (i) feeding a conical reactor with the mycelium and an alkaline material; (ii) at least partial deacetylation of the mycelium in the conical reactor with obtaining a mixed fungal chitosan; (iii) at least one washing of the fungal chitosan mixed in at least one washing tank; (iv) solubilization of the mixed fungal chitosan in at least one solubilization tank with obtaining a liquid phase containing the solubilized fungal chitosan; (v) optionally filtration of said liquid phase; (vi) a precipitation of said liquid phase in at least one precipitation tank with obtaining a precipitated fungal chitosan and (vii) a collection of said precipitated fungal chitosan, said method further comprising, after the solubilization step, a step directional control of the liquid phase
  • diversion means for example multi-way diversion valves, preferably diversion valves with at least three ways. These three-way diversion valves make it possible, on the one hand, to direct the liquid towards a first direction and/or towards a second direction different from the first direction and/or, from beyond the port, to modulate the quantity of liquid directed towards each direction. The choice between the first direction and the second direction is made by the user. These bypass means do not cover a simple valve for opening and/or closing a single liquid flow path.
  • directional control step is meant a step of choosing the direction of the liquid phase at least between a first direction and a second direction or the choice of the quantity of liquid directed towards each direction. This choice, imperative according to the invention, depends on the desired characteristics of the finished product and the characteristics of the raw materials (e.g. the mycelium).
  • the first direction leads to the filtration step, while the second direction leads directly to the precipitation step (without going through the filtration step, which is therefore optional according to the present invention).
  • Figure 1 shows a diagram illustrating the steps of the process according to the invention.
  • the process according to the present invention comprises a step of supplying a conical reactor with the mycelium and an alkaline material, which allows the mycelium to be brought into contact with the alkaline material.
  • the mycelium comes from Aspergillus niger.
  • the alkaline material is in the form of an alkaline solution, in particular in the form of a concentrated alkaline solution.
  • the alkaline solution is chosen from an aqueous solution sodium or potassium hydroxide or their mixture, but not limited thereto.
  • the alkaline solution can also be a solution of another base compatible with the food industry.
  • the alkaline solution according to the present invention has a concentration of between 40% and 60%, preferably between 45% and 55%, even more preferably 50%.
  • the alkaline solution has a concentration greater than 40% (mass/volume) of alkaline material providing alkaline ions relative to the total mass of the alkaline solution.
  • a sodium hydroxide solution with a concentration of 50% (mass/volume) can for example be used.
  • the alkaline solution according to the invention is preferably an aqueous solution of sodium hydroxide.
  • the process according to the present invention comprises at least partial deacetylation of the mycelium in the conical reactor with obtaining a mixed fungal chitosan.
  • the step of at least partial deacetylation of the mycelium according to the process according to the invention allows a reaction of the mycelium with a reduced quantity of alkaline material compared to the existing process, but also in a smaller volume of material.
  • the reactor into which the mycelium and the alkaline material are fed is for example a 4m 3 conical reactor in which deacetylation occurs. It can advantageously be equipped with a double jacket allowing the reaction medium to be heated up to 120° C. Agitation of the mixture can be ensured by an endless screw mounted on an orbital arm which travels around the periphery of the reactor at a rate of approximately 2 revolutions/min.
  • the deacetylation of the mycelium is carried out at a temperature below 120°C.
  • the temperature rise is gradual.
  • the at least partial deacetylation of a fungal mycelium according to the present invention is carried out at a temperature between 100 and 110°C, preferably between 103 and 107°C, preferably at a temperature of 'approximately 105°C.
  • the at least partial deacetylation of a fungal mycelium according to the present invention is carried out for a period of between 4 and 10 hours, preferably for approximately 6 hours.
  • the addition of the alkaline material is carried out until a pH adjusted to a value greater than 9.0, preferably greater than 9.5, and even preferably adjusted to 10 is obtained.
  • the reactor is capable of homogenizing the mixture of alkaline material and mycelium but also of raising the temperature of the mixture so as to allow the hydrolysis of the mycelium, the deacetylation of the chitin resulting from the mycelium into chitosan in a volume restricted reaction.
  • the mixture thus obtained contains the kneaded fungal chitosan having a degree of acetylation, that is to say a molar proportion of N-acetyl-D-glucosamine units along the chitosan chains, of 0 to 25%, of preferably between 0 and 20%, or even less than 15%.
  • the deacetylation is carried out directly in the conical reactor, which makes it possible to reduce the energy input necessary for heating the mixture as well as the size of the equipment, while resulting in an extraction yield advantageous chitosan.
  • yield is meant: the mass ratio expressed as a % of the dry mass of the fraction comprising chitosan (chitosan and its impurities) to the dry mass of starting mycelium.
  • the alkaline solution essentially forming the filtrate of the mixture containing the mixed fungal chitosan is recovered, concentrated, recycled and reused for the deacetylation of the mycelium during another production of chitosan.
  • the mixed fungal chitosan is then transferred, possibly after dilution to facilitate its transfer into the washing tank.
  • the mixed chitosan can also be filtered to eliminate a series of contaminants in the liquid phase formed essentially from the alkaline solution.
  • the method according to the present invention further comprises (at least one washing of the fungal chitosan mixed in at least one washing tank.
  • the kneaded fungal chitosan is preferably subjected to at least two washes, preferably at least three washes, preferably at least four washes, preferably at least five washes, preferably at least six washes, preferably at least seven washes, in at least minus a washing tank.
  • the at least one wash is a wash with water.
  • the step of at least one washing makes it possible to eliminate the [3-glucan.
  • the process of the invention comprises a dilution and/or filtration step between the step of at least one washing and the solubilization step according to the invention.
  • the process comprises a solubilization of the fungal chitosan mixed in at least one solubilization tank with the obtaining of a liquid phase containing the solubilized fungal chitosan.
  • the process according to the present invention further comprises a solubilization of the fungal chitosan mixed in at least one solubilization tank with the obtaining of a liquid phase containing the solubilized fungal chitosan.
  • the solubilization of chitosan in the process according to the present invention is carried out by adding an acid, preferably in the form of an acid solution, until a pH less than 6 is obtained, preferably less than 5.5 and even more preferably less than 4.5.
  • an acid solution having a concentration of between 0.1 and 1 N can be used.
  • the solubilization can for example be carried out at room temperature or any other temperature favoring the solubilization of chitosan.
  • the solubilization of the fungal chitosan is carried out for a period of between 7 and 9 hours, preferably for approximately 8 hours.
  • the acid is, for example, in the form of an acid solution, chosen from the group comprising hydrochloric acid, lactic acid, formic acid, glutamic acid, acid phthalic, succinic acid, glycolic acid, citric acid, acetic acid and mixtures thereof, and is preferably acetic acid.
  • the mixture obtained is a liquid phase containing the solubilized fungal chitosan and a solid phase.
  • the method according to the present invention further comprises, after the solubilization step and preferably directly after the solubilization step, a step of directional control of the liquid phase using diversion means during which the liquid phase is directed towards filtration and/or towards precipitation.
  • the bypass means is a three-way valve.
  • the first way of the valve directs the liquid to the filtration stage while the second way directs the liquid to the precipitation stage.
  • the liquid phase is directed to filtration and precipitation in the directional control stage of the liquid phase using the three-way valve.
  • Part of the liquid phase is directed to the filtration stage and another part of the liquid phase is directed to the precipitation stage.
  • the volume of each part is determined, in particular according to the desired level of glucans.
  • the quantity of liquid phase containing solubilized fungal chitosan which is directed to the precipitation step makes it possible to vary the glucan level, with great precision and over a wide range of glucan levels.
  • the liquid phase when the liquid phase is directed towards filtration and towards precipitation during the directional control step, at least 0.1% by volume of the liquid phase, preferably at least 0.5% by volume of the liquid phase, preferably at least 1% by volume of the liquid phase, preferably at least 1.5% by volume of the liquid phase, preferably at least 2% by volume of the liquid phase, preferably at least 3% by volume of the liquid phase, preferably at least 4 % by volume of the liquid phase, preferably at least 5% by volume of the liquid phase, directed towards precipifion (except that according to the invention, the remainder of the liquid phase is therefore directed towards filtration).
  • the liquid phase is directed towards the filtration step (as illustrated in Fig.l), preferably the total volume of the liquid phase is directed towards the step of filtration.
  • Direction is given by the three-way valve, the first way bringing the liquid phase to the filtration stage.
  • Filtration can be followed by a turbidity measurement to assess the quality of the filtration.
  • the turbidity measurement is a measure of the cloudiness of liquids, recognized as a simple and basic indicator of liquid quality.
  • the liquid phase is directed towards the precipitation step (as illustrated in Fig.l), preferably the total volume of the liquid phase is directed towards the step of precipitation.
  • Direction is given by the three-way valve, with the second way bringing the liquid phase to the precipitation stage.
  • This directional control step advantageously makes it possible to modulate the level of glucans present in the final chitosan collected, with great precision and over a wide range.
  • Another advantage of this directional control step is to provide greater flexibility and a greater degree of freedom during production. Indeed, it is possible to carry out the synthesis of “non-derived” product and the synthesis of “derived” product on the same production line according to the process of the invention, thus making it possible to save space in the production premises. production and reduce the costs associated with setting up several production lines.
  • a chitosan containing a particular level of glucans When a chitosan containing a particular level of glucans is sought, a first quantity of the liquid phase containing the solubilized fungal chitosan is filtered while a second quantity of the liquid phase containing the solubilized fungal chitosan is directly transferred into the precipitation tank without being filtered.
  • the volume of the liquid phase containing the solubilized fungal chitosan which must be derived (and therefore not go through the optional filtration step) is determined according to the percentage of glucans desired in the final chitosan.
  • the quantity of liquid phase containing the solubilized fungal chitosan which is derived makes it possible to vary the level of glucans precisely and with great flexibility, for example by increasing it, depending on the applications targeted for said fungal chitosan.
  • the level of glucans predetermined value depending on the intended application for chitosan can be in a wide range of values.
  • the glucan level can be in a range between 0.1 and 50%.
  • the glucan level is at least 0.5%, preferably at least 1%, preferably at least 2%, preferably at least 3%, preferably at least 4%, preferably at least 5%.
  • the glucan level is less than 45%, preferably less than 40%, preferably less than 35%, preferably less than 30%, preferably less than 25%, preferably less than 20%.
  • the level of glucans required will be different and can be modulated in a flexible, controlled and precise manner using the process of the invention.
  • the process of the invention comprises a step of collecting said precipitated fungal chitosan.
  • the precipitated fungal chitosan can then be washed, and/or centrifuged, and/or dried.
  • the process of the invention thus makes it possible to obtain a fungal chitosan derived from a mycelium characterized by a degree of acetylation of between 0 and 25%, preferably between 0 and 20%, even more preferably equal to 15%, in that it has a low molecular mass, which is expressed by a viscosity of between 1 and 15 cPs, preferably between 1 and 10 cPs, preferably between 2 and 6 cPs, and by a mass of total heavy metals ⁇ 20 mg per kg of chitosan and presenting a glucan level between 0.1% and 50%.
  • the glucan level is controlled so that the glucan level is within a range of the predetermined value of between 0.1% and 50%.
  • the level of glucans can vary in a range between 0.1 and 50%.
  • the glucan level is at least 0.5%, preferably at least 1%, preferably at least 2%, preferably at least 3%, preferably at least 4%, preferably at least 5%.
  • the glucan level is less than 45%, preferably less than 40%, preferably less than 35%, preferably less than 30%, preferably less than 25%, preferably less than 20%.
  • the present invention therefore makes it possible to obtain a chitosan with high added value and high quality.
  • the process is reproducible, predictable and robust and can be used to manufacture chitosans for different applications thanks to the possibility of precisely controlling the glucan level depending on the intended application and this, for a wide range of glucan levels
  • the fungal chitosan derived from a mycelium obtained according to the process of the invention is in the field of health or cosmetics or oenology or agriculture or horticulture.
  • the fungal chitosan derived from a mycelium obtained according to the process of the invention is used by ingestion.
  • the fungal chitosan derived from a mycelium obtained according to the process of the invention is used in a composition in particular in a pharmaceutical composition, a food supplement or a biostimulating composition.
  • the fungal chitosan derived from a mycelium obtained according to the process of the invention is used in a composition, in particular in the field of health or cosmetics or oenology or agriculture or horticulture.
  • the mycelium and an alkaline material are fed into a 4m 3 cylindrical-conical reactor equipped with a double jacket which heats the reaction medium up to 120°C.
  • the mycelium comes from Aspergillus niger.
  • the alkaline material is in the form of a sodium hydroxide solution at a concentration of 50%, which is added to the cylindrical-conical reactor until a pH greater than 9 is obtained in the reactor. This bringing the mycelium into contact with the alkaline material is carried out without adding water or solvent. Then, the mixture is stirred in the cylindrical reactor by an endless screw mounted on an orbital arm which travels around the periphery of the reactor at a rate of approximately 2 revolutions/min.
  • the reactor homogenizes the mixture of alkaline material and mycelium, gradually increasing the temperature to allow the deacetylation of chitin from the mycelium into chitosan.
  • the deacetylation is therefore carried out at a temperature of approximately 105°C for approximately 6 hours in the cylindrical-conical reactor.
  • the deacetylation is partial or complete with the obtaining of a chitosan in kneaded form in the form of a paste, presenting a degree of acetylation, that is to say a molar proportion of N-acetyl-D- units. glucosamine along chitosan chains, from 0 to 25%.
  • the paste obtained is transferred to a washing tank to be washed with water in order to eliminate the [3-glucans during 4 successive washes in the same washing tank, then transferred to a solubilization tank.
  • the paste is then stirred in a conventional manner in the solubilization tank for 8 hours.
  • an acetic acid solution is added to the solubilization tank until a pH lower than 6 is obtained.
  • the solution contains a liquid phase containing chitosan. and an insoluble fraction containing glucans.
  • a fraction of 99% by volume of the liquid phase is directed to filtration and the remaining fraction (1% by volume) is directed to precipitation using a three-way control valve.
  • the first route directs the liquid phase towards filtration and the second route directs the liquid phase towards precipitation.
  • the volume of the liquid phase containing the solubilized fungal chitosan which is derived was determined according to the desired percentage of glucans.
  • the quantity of liquid phase containing solubilized fungal chitosan which is derived makes it possible to modulate the cough of glucans to the predetermined value and precisely.
  • the liquid phase fraction directed to filtration the liquid phase is filtered through a cellulose plate to remove part of the remaining glucan fraction. Filtration can be followed by a turbidity measurement to assess the quality of the filtration.
  • the turbidity measurement is a measure of the cloudiness of liquids, recognized as a simple and basic indicator of liquid quality.
  • the liquid phase fraction diverted directly to precipitation and the liquid fraction having undergone the filtration step are brought into a precipitation tank.
  • the liquid phase is then stirred in the precipitation tank by adding sodium hydroxide until a pH greater than 9 is obtained. At a pH greater than 9, the chitosan precipitates.
  • Fungal chitosan After precipitation, fungal chitosan is collected at the end of the process.
  • Fungal chitosan has a degree of acetylation between 0 and 25%, a low molecular mass expressed by a viscosity between 1 and 15 cPs and a mass of total heavy metals ⁇ 20 mg per kg of chitosan and having a glucan level between 0.1 and 50%.

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Abstract

Procédé de production de chitosane fongique à partir d'un mycélium comprenant une alimentation d'un réacteur par le mycélium et une matière alcaline; une désacétylation du mycélium; un lavage du chitosane fongique malaxé obtenu; une solubilisation; optionnellement une filtration de la phase liquide; une précipitation de la phase liquide avec obtention d'un chitosane fongique précipité et une collecte du chitosane fongique précipité; le procédé comprenant, après l'étape de solubilisation, une étape de contrôle directionnel de la phase liquide à l'aide de moyens de dérivation, durant laquelle la phase liquide est dirigée vers la filtration ou vers la précipitation.

Description

« Procédé de production de chitosane à partir de mycélium fongique »
La présente invention se rapporte à un procédé de production de chitosane à partir d’un mycélium fongique, ledit chitosane étant utilisables avantageusement dans des applications pharmaceutiques, agricoles, alimentaires, cosmétiques, industrielles, dans l’oenologie et/ou des applications environnementales. La production de chitosane est souvent effectuée à partir d’exosquelettes de crustacés qui contiennent une quantité importante de chitine. La chitine est un des éléments principaux constituant l’exosquelette d’un crustacé et qui lui donne sa rigidité.
Dans la société actuelle, il est important de pouvoir s’adapter aux nouvelles tendances par exemple, alimentaires. Il est donc important de pouvoir aussi produire un chitosane à partir d’une source non-animale telle qu’un mycélium fongique.
Le mycélium est l’appareil végétatif des champignons ou de certaines bactéries filamenteuses. Nous entendons par le terme mycélium selon la présente invention, le mycélium fongique. Il est composé d’un ensemble de filaments. Le mycélium est une source importante de chitine, laquelle étant un composant majoritaire de la paroi cellulaire des champignons.
Le mycélium est une alternative à l’utilisation de l’exosquelette de crustacés car la qualité et la quantité de chitine présente dans ses parois ne dépend pas des saisons et la quantité d’impuretés y est moindre.
Par exemple, le mycélium d’un champignon tel que \' Aspergillus niger peut être utilisé. L'Aspergillus niger est connu principalement comme une source de chitine pour produire du chitosane. Le mycélium d’ Asperg iiius niger est un sous-produit de la fermentation de A. niger.
La chitine est un polysaccharide ayant un rôle structural par sa résistance et sa souplesse. Elle est issue de la polymérisation de N- acétylglucosamine liés entre eux par une liaison osidique du type [3-1 ,4. La chitine est largement distribuée dans le règne animal comme végétal. Elle est par exemple présente dans les exosquelettes des crustacés, dans les parois des champignons, etc. La chitine est un polysaccharide non toxique et biodégradable insoluble qui, lorsqu’il est déacétylé, permet d’obtenir du chitosane.
Le chitosane est obtenu en enlevant suffisamment de groupes acétyle de la chitine. Il s’agit d’un polyoside composé de D- glucosamine liée en [3-1 ,4 et de N-acétyl-D-glucosamine dont les caractéristiques varient avec l’origine de la source qu’elle soit animale ou végétale et les caractéristiques varient aussi avec la même source. La qualité et la quantité de chitosane qui peuvent être extraites d’une même source, comme par exemple le mycélium, peuvent varier en fonction du lot de mycélium utilisé.
Il est recherché un chitosane de plus en plus pur et contrôlé. Le chitosane peut être produit à partir de la chitine directement. La chitine peut être préalablement extraite du mycélium. Une autre possibilité est la production de chitosane à partir de mycélium qui est une source importante de chitine, comme expliqué ci-dessus.
Le chitosane est recherché pour ses applications multiples, comme par exemple, dans la cosmétique, dans la diététique, dans l’ agro-alimentaire, etc.
Par exemple, lorsque le chitosane est utilisé dans le domaine de l’oenologie, il doit respecter le codex oenologique international et ses contraintes. Par exemple, le chitosane doit être pur à 95 %, avec un taux de glucanes supérieur à 2 % mais inférieur ou égal à 5%. Un tel chitosane présente un effet antibactérien et empêche les casses ferriques et donc la précipitation des protéines avec le fer.
Concernant le domaine agro-alimentaire, le chitosane doit répondre aux critères d’un Novel Food sur le marché européen ou bien aux critères de la FDA sur marché américain.
Lorsque le chitosane est utilisé dans le domaine médical, dans des applications telles que la modulation du système immunitaire, les glucanes jouent un rôle important et leur pourcentage doit donc être plus élevé dans le chitosane.
Lorsque le chitosane est utilisé dans le domaine de la diététique, un pourcentage moindre de glucanes est recherché car c’est le chitosane qui capte les graisses.
Il est connu de l’état de la technique le document EPI 483299 qui décrit un procédé de production de chitine à partir de biomasse fongique par un procédé enzymatique utilisant une [3-1 ,3-glucanase permettant d’obtenir de la chitine. La chitine obtenue est ensuite traitée par un procédé enzymatique utilisant une chitine déacétylase permettant d’obtenir du chitosane.
Malheureusement, ce procédé, par l’utilisation d’enzymes est coûteux à mettre en oeuvre et ne présente qu’une robustesse limitée qui rend son utilisation industrielle limitée.
Il existe donc un besoin de mettre au point un procédé de production de chitosane qui permet une production industrielle à des coûts moindres que les coûts engendrés par un procédé tel que décrit dans EPI 483299 et plus robuste. Plus particulièrement, il est prévu suivant l’invention un procédé de production de chitosane fongique à partir d’un mycélium comprenant les étapes dans l’ordre : une alimentation d’un réacteur conique par le mycélium et une matière alcaline ; une désacétylation au moins partielle du mycélium dans le réacteur conique avec obtention d’un chitosane fongique malaxé; au moins un lavage du chitosane fongique malaxé dans une cuve de lavage et une solubilisation du chitosane fongique malaxé dans au moins une cuve de solubilisation avec l’obtention d’une phase liquide contenant le chitosane fongique solubilisé.
Un tel procédé de production de chitosane est décrit dans le document WO201 3053838. Ce document décrit un procédé non enzymatique qui met en oeuvre une production de chitosane d’une part et de glucanes d’autre part.
Selon ce document, les conditions optimales pour la production de chitosane ne sont pas décrites. Le procédé recommande de travailler dans des conditions permettant de maximiser la quantité de glucanes produite et recommande donc d’utiliser de 0,5 à 1 ,5, voire jusque 5 parties de poids de NaOH (matière alcaline sèche) pour une partie de poids de mycélium pour la désacétylation du mycélium. Si ce procédé convient très bien pour l’extraction de glucane, il requiert, justement de par l’extraction de glucane, de travailler dans des conditions qui ne permettent pas une extraction de chitosane rentable en terme énergétique et environnemental.
La présente invention propose de pallier les inconvénients de l’état de la technique. En particulier, elle entend procurer un procédé robuste, reproductible et prédictible permettant une exploitation industrielle pour la production de chitosane à partir d’un mycélium, ainsi que du chitosane ainsi obtenu, c’est-à-dire un chitosane dont les caractéristiques finales seront prédictibles et contrôlables, en fonction des applications envisagées.
De plus, la présente invention entend également procurer un procédé qui propose une grande souplesse, une grande précision et un grand degré de liberté pour le contrôle sur une même ligne de production des caractéristiques finales du produit chitosane, en particuler son taux de glucanes.
Ainsi, selon l’invention, il est prévu un procédé de production de chitosane fongique à partir d’un mycélium comprenant les étapes suivantes dans l’ordre : (i) une alimentation d’un réacteur conique par le mycélium et une matière alcaline ; (ii) une désacétylation au moins partielle du mycélium dans le réacteur conique avec obtention d’un chitosane fongique malaxé ; (iii) au moins un lavage du chitosane fongique malaxé dans au moins une cuve de lavage ; (iv) une solubilisation du chitosane fongique malaxé dans au moins une cuve de solubilisation avec l’obtention d’une phase liquide contenant le chitosane fongique solubilisé ; (v) optionnellement une filtration de ladite phase liquide ; (vi) une précipitation de ladite phase liquide dans au moins une cuve de précipitation avec obtention d’un chitosane fongique précipité et (vii) une collecte dudit chitosane fongique précipité, ledit procédé comprenant en outre, après l’étape de solubilisation, une étape de contrôle directionnel de la phase liquide à l’aide de moyens de dérivation, durant laquelle la phase liquide est dirigée vers la filtration et/ou vers la précipitation.
Par les termes « moyens de dérivation » selon la présente invention, on entend par exemple des vannes de dérivation multivoies, de préférence des vannes de dérivation a au moins trois voies. Ces vannes de dérivation à trois voies permettent, d’une part, d’orienter le liquide vers une première direction et/ou vers une deuxième direction différente de la première direction et/ou, d’outre port, de moduler la quantité de liquide dirigée vers chaque direction. Le choix entre la première direction et la deuxième direction est fait par l’utilisateur. Ces moyens de dérivation ne couvrent pas de vanne simple pour l’ouverture et/ou la fermeture d’une seule voie d’écoulement de liquide.
Par les termes « étape de contrôle directionnel » selon la présente invention, on entend une étape de choix de la direction de la phase liquide au moins entre une première direction et une deuxième direction ou le choix de la quantité de liquide dirigée vers chaque direction. Ce choix, impératif selon l’invention, dépend des caractéristiques souhaitées du produit fini et des caractéristiques des matières premières (e.g. du mycélium). La première direction amène vers l’étape de filtration, tandis que la deuxième direction amène directement à l’étape de précipitation (sans passer par l’étape de filtration, qui est dès lors optionnelle selon la présente invention).
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront de la description et des figures données ci-après, à titre non limitatif. En particulier :
La figure 1 montre un schéma illustrant les étapes du procédé selon l’invention.
Tel qu’illustré à la Figure 1 , le procédé selon la présente invention comprend une étape d’alimentation d’un réacteur conique par le mycélium et une matière alcaline, qui permet une mise en contact du mycélium avec la matière alcaline.
Avantageusement, le mycélium est issu d’ Aspergillus niger.
De préférence, la matière alcaline est sous forme de solution alcaline, notamment sous forme de solution alcaline concentrée. De préférence, la solution alcaline est choisie parmi une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium ou de potassium ou leur mélange, sans toutefois y être limitée. La solution alcaline peut aussi être une solution d’une autre base compatible avec l’industrie agro-alimentaire.
De préférence, la solution alcaline selon la présente invention a une concentration comprise entre 40% et 60%, de préférence entre 45% et 55%, encore plus préférentiellement 50%.
La solution alcaline présente une concentration supérieure à 40% (masse/volume) de matière alcaline apportent des ions alcalins par rapport à la masse totale de la solution alcaline. Une solution d’hydroxyde de sodium de concentration 50% (masse/volume) peut par exemple être utilisée.
Avantageusement, la solution alcaline selon l’invention est de préférence une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium.
On utilise par exemple une solution d'hydroxyde de sodium à 50% (masse/volume), ce qui signifie que la solution contient 50% de NaOH et 50% d’eau pour former 100% de solution NaOH.
Tel qu’illustré à la Figure 1 , le procédé selon la présente invention comprend une désacétylation au moins partielle du mycélium dans le réacteur conique avec obtention d’un chitosane fongique malaxé.
L’étape de la désacétylation au moins partielle du mycélium selon le procédé suivant l’invention permet une réaction du mycélium avec une quantité de matière alcaline réduite par rapport au procédé existant, mais également dans un volume de matière plus restreint.
Le réacteur dans lequel le mycélium et la matière alcaline sont alimentés est par exemple un réacteur conique de 4m3 dans lequel la désacétylation se produit. Il peut être équipé avantageusement d’une double enveloppe permettant de chauffer le milieu réactionnel jusqu’à 120° C. L’agitation du mélange peut être assurée par une vis sans fin montée sur un bras orbital qui parcourt la périphérie du réacteur à raison d’environ 2 tours/min.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, la désacétylation du mycélium est réalisé à une température inférieure à 120°C. Par exemple, la montée en température est progressive.
Dans un mode de réalisation préféré, la désacétylation au moins partielle d’un mycélium fongique suivant la présente invention, est réalisée à une température comprise entre 100 et 1 10 °C, de préférence entre 103 et 107 °C, préférentiellement à une température d’environ 105 °C.
Dans un mode de réalisation avantageux, la désacétylation au moins partielle d’un mycélium fongique suivant la présente invention, est réalisée pendant une durée comprise entre 4 et 10 heures, de préférence pendant environ 6 heures.
Selon un mode de réalisation, l’ajout de la matière alcaline est réalisé jusqu’à l’obtention d’un pH ajusté à une valeur supérieure à 9.0, de préférence supérieure à 9.5, et encore de préférence ajusté à 10.
De cette manière, le réacteur est capable d’ homogénéiser le mélange de matière alcaline et de mycélium mais aussi de monter en température le mélange de manière à permettre l’hydrolyse du mycélium, la désacétylation de la chitine issue du mycélium en chitosane dans un volume réactionnel restreint. Le mélange ainsi obtenu contient le chitosane fongique malaxé présentant un degré d’acétylation, c'est-à- dire une proportion molaire d'unités N-acétyl-D-glucosamine le long des chaînes de chitosane, de 0 à 25%, de préférence entre 0 et 20%, voire inférieur à 15%. Selon la présente invention, la désacétylation est effectuée directement dans le réacteur conique, ce qui permet de réduire l’apport énergétique nécessaire à la mise en température du mélange ainsi que la taille de l’équipement, tout en résultant en un rendement d’extraction de chitosane avantageux.
On entend par rendement : le rapport massique exprimé en % de la masse sèche de la fraction comprenant le chitosane (chitosane et ses impuretés) sur la masse sèche de mycélium de départ.
Dans certains modes de réalisation selon l’invention, la solution alcaline formant essentiellement le filtrat du mélange contenant le chitosane fongique malaxé est récupérée, concentrée, recyclée et réutilisée pour la désacétylation du mycélium lors d’une autre production de chitosane. Le chitosane fongique malaxé est ensuite transféré, éventuellement après dilution pour faciliter son transfert dans la cuve de lavage. Le chitosane malaxé peut également être filtré pour éliminer une série de contaminants dans la phase liquide formée essentiellement de la solution alcaline.
Tel qu’illustré à la Figure 1 , le procédé selon la présente invention comprend en outre (au moins un lavage du chitosane fongique malaxé dans au moins une cuve de lavage.
Le chitosane fongique malaxé est soumis de préférence au moins deux lavages, de préférence au moins trois lavages, de préférence au moins quatre lavages, de préférence au moins cinq lavages, de préférence au moins six lavages, de préférence au moins sept lavages, dans au moins une cuve de lavage.
Avantageusement, le au moins un lavage est un lavage à l’eau. Avantageusement, l’étape d’au moins un lavage permet d’éliminer les [3-glucan.
Optionnellement, le procédé de l’invention comprend une étape de dilution et/ou de filtration entre l’étape d’au moins un lavage et l’étape de solubilisation selon l’invention. Selon l’invention, après l’étape de lavage, le procédé comprend une solubilisation du chitosane fongique malaxé dans au moins une cuve de solubilisation avec l’obtention d’une phase liquide contenant le chitosane fongique solubilisé.
Tel qu’illustré à la Figure 1 , le procédé selon la présente invention comprend en outre une solubilisation du chitosane fongique malaxé dans au moins une cuve de solubilisation avec l’obtention d’une phase liquide contenant le chitosane fongique solubilisé. Avantageusement, la solubilisation du chitosane dans le procédé selon la présente invention, est réalisée par ajout d’un acide, de préférence sous forme de solution acide, jusqu’à obtention d’un pH inférieur à 6, de préférence inférieur à 5.5 et encore plus préférentiellement inférieur à 4.5. Avantageusement, une solution acide présentant une concentration comprise entre 0.1 et 1 N peut être utilisée.
La solubilisation peut par exemple être réalisée à température ambiante ou tout autre température favorisant la solubilisation du chitosane.
Avantageusement, la solubilisation du chitosane fongique est réalisée pendant une durée comprise entre 7 et 9 heures, de préférence pendant environ 8 heures. Dans le procédé selon la présente invention, l’acide est, par exemple, sous forme de solution acide, choisi dans le groupe comprenant l’acide chlorhydrique, l’acide lactique, l’acide formique, l’acide glutamique, l’acide phtalique, l’acide succinique, l’acide glycolique, l’acide citrique, l’acide acétique et leurs mélanges, et est de préférence l’acide acétique.
A l’issue de la solubilisation, le mélange obtenu est une phase liquide contenant le chitosane fongique solubilisé et une phase solide.
Tel qu’illustré à la Figure 1 , le procédé selon la présente invention comprend en outre, après l’étape de solubilisation et de préférence directement après l’étape de solubilisation, une étape de contrôle directionnel de la phase liquide à l’aide de moyens de dérivation durant laquelle la phase liquide est dirigée vers la filtration et/ou vers la précipitation.
De préférence, les moyens de dérivation est une vanne à trois voies. La première voie de la vanne permet de diriger le liquide vers l’étape de filtration alors que la deuxième voie permet de diriger le liquide vers l’étape de précipitation.
De préférence, la phase liquide est dirigée vers la filtration et vers la précipitation dans l’étape de contrôle directionnel de la phase liquide à l’aide de la vanne à trois voies. Une partie de la phase liquide est dirigée vers l’étape de filtration et une autre partie de la phase liquide est dirigée vers l’étape de précipitation. Le volume de chaque partie est déterminé, notamment selon le taux de glucanes voulu. La quantité de phase liquide contenant le chitosane fongique solubilisée qui est dirigé vers l’étape de précipitation permet de faire varier le taux de glucanes, avec une grande précision et sur une large gamme de taux de glucanes.
De préférence, lorsque la phase liquide est dirigée vers la filtration et vers la précipitation lors de l’étape de contrôle directionnel, au moins 0,1 % en volume de la phase liquide, de préférence au moins 0,5% en volume de la phase liquide, de préférence au moins 1 % en volume de la phase liquide, de préférence au moins 1 ,5% en volume de la phase liquide, de préférence au moins 2% en volume de la phase liquide, de préférence au moins 3% en volume de la phase liquide, de préférence au moins 4% en volume de la phase liquide, de préférence au moins 5% en volume de la phase liquide, esf dirigée vers la précipifafion (éfanf entendu que selon l’invention, le reste de la phase liquide est donc dirigée vers la filtration).
Dans une autre forme de réalisation selon la présente invention, la phase liquide est dirigée vers l’étape de filtration (telle qu’illustrée à la Fig.l ), de préférence le volume total de la phase liquide est dirigé vers l’étape de filtration. La direction est donnée par la vanne à trois voies, la première voie permettant d’amener la phase liquide à l’étape de filtration.
La filtration peut être suivie d’une mesure de turbidité pour évaluer la qualité de la filtration. La mesure de turbidité est une mesure de l’aspect trouble des liquides, reconnue comme un indicateur simple et basique de la qualité de liquide.
Dans une autre forme de réalisation selon la présente invention, la phase liquide est dirigée vers l’étape de précipitation (telle qu’illustré à la Fig.l ), de préférence le volume total de la phase liquide est dirigé vers l’étape de précipitation. La direction est donnée par la vanne à trois voies, la deuxième voie permettant d’amener la phase liquide à l’étape de précipitation.
Cette étape de contrôle directionnel permet avantageusement de moduler le taux de glucanes présent dans le chitosane final collecté, avec une grande précision et sur une large gamme. Un autre avantage de cette étape de contrôle directionnel est d’apporter une plus grande souplesse et un plus grand degré de liberté lors de la production. En effet, il est possible de réaliser la synthèse de produit « non dérivée » et la synthèse de produit « dérivée » sur une même ligne de production selon le procédé de l’invention, permettant ainsi d’économiser de la place dans les locaux de production et de diminuer les frais liés à la mise en place de plusieurs lignes de production.
Lorsqu’un chitosane contenant un taux de glucanes particulier est recherché, une première quantité de la phase liquide contenant le chitosane fongique solubilisé est filtrée alors qu’une deuxième quantité de la phase liquide contenant le chitosane fongique solubilisé est directement transférée dans la cuve de précipitation sans être filtrée.
Le volume de la phase liquide contenant le chitosane fongique solubilisé qui doit être dérivée (et donc ne pas passer par l’étape optionnelle de filtration) est déterminée selon le pourcentage de glucanes voulu dans le chitosane final. La quantité de phase liquide contenant le chitosane fongique solubilisée qui est dérivée permet de faire varier le taux de glucanes de façon précise et avec une grande souplesse, par exemple en l’augmentant, en fonction des applications visées pour ledit chitosane fongique.
Selon l’invention, le taux de glucanes valeur prédéterminée en fonction de l’application visée pour le chitosane). peut être dans une large gamme de valeurs. Par exemple, le taux de glucanes peut être dans une plage comprise entre 0,1 à 50 %. De préférence, le taux de glucanes est d’au moins 0,5%, de préférence d’au moins 1%, de préférence d’au moins 2%, de préférence d’au moins 3%, de préférence d’au moins 4%, de préférence d’au moins 5%. De préférence, le taux de glucanes est inférieur à 45%, de préférence inférieur à 40%, de préférence inférieur à 35%, de préférence inférieur à 30%, de préférence inférieur à 25%, de préférence inférieur à 20%. En fonction de l’application désirée du chitosane, le taux de glucanes requis sera différent et pourra être modulé de manière souple, contrôlée et précise grâce au procédé de l’invention.
A l’issue de l’étape de précipitation et tel qu’illustré à la Fig.l le procédé de l’invention, comprend une étape de collecte dudit chitosane fongique précipité. Le chitosane fongique précipité peut être ensuite lavé, et/ou centrifugé, et/ou séché.
Le procédé de linvention permet ainsi d’obtenir un chitosane fongique issu d’un mycélium caractérisé par un degré d’acétylation compris entre 0 et 25 %, préférentiellement entre 0 et 20 %, encore plus préférentiellement égal à 15 %, en ce qu’il présente une faible masse moléculaire, laquelle étant exprimée par une viscosité comprise entre 1 et 15 cPs, de préférence entre 1 et 10 cPs, préférentiellement entre 2 et 6 cPs, et par une masse de métaux lourds totaux < 20mg par kg de chitosane et présentant un taux de glucanes entre 0,1% et 50%.
Avantageusement, le taux de glucanes est contrôlé de manière à ce que le taux de glucanes se situe dans une plage de la valeur prédéterminée comprise entre 0,1 % et 50%. En effet, le taux de glucanes peut varier dans une plage comprise entre 0,1 à 50 %. De préférence, le taux de glucanes est d’au moins 0,5%, de préférence d’au moins 1%, de préférence d’au moins 2%, de préférence d’au moins 3%, de préférence d’au moins 4%, de préférence d’au moins 5%. De préférence, le taux de glucanes est inférieur à 45%, de préférence inférieur à 40%, de préférence inférieur à 35%, de préférence inférieur à 30%, de préférence inférieur à 25%, de préférence inférieur à 20%.
Avantageusement, la présente invention permet donc d’obtenir un chitosane de haute valeur ajoutée et de haute qualité. Le procédé est reproductible, prédictible et robuste et peut être utilisé pour fabriquer des chitosanes pour différentes applications grâce à la possibilité de contrôler de façon précise le taux de glucanes en fonction de l’application visée et ce, pour une large gamme de taux de glucane
De préférence, le chitosane fongique issu d’un mycélium obtenu selon le procédé de l’invention est dans le domaine de la santé ou de la cosmétique ou de l’oenologie ou de l’agriculture ou de l’horticulture.
Avantageusement, le chitosane fongique issu d’un mycélium obtenu selon le procédé de l’invention est utilisé par ingestion.
Dans un mode de réalisation préféré, le chitosane fongique issu d’un mycélium obtenu selon le procédé de l’invention est utilisé dans une composition en particulier dans une composition pharmaceutique, un complément alimentaire ou une composition biostimulante.
Avantageusement, le chitosane fongique issu d’un mycélium obtenu selon le procédé de l’invention est utilisé dans une composition, en particulier dans le domaine de la santé ou de la cosmétique ou de l’oenologie ou de l’agriculture ou de l’horticulture.
D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront de l’exemple de l’invention donné ci-après, à titre non limitatif.
Exemple
Le mycélium et une matière alcaline sont alimentés dans un réacteur cylindro-conique de 4m3 équipé d’une double enveloppe qui chauffe le milieu réactionnel jusqu’à 120°C. Le mycélium est issu d'Aspergillus niger. La matière alcaline est sous forme d’une solution d’hydroxyde de sodium à une concentration de 50%, qui est ajoutée dans le réacteur cylindro-conique jusqu’à l’obtention d’un pH supérieur à 9 dans le réacteur. Cette mise en contact du mycélium avec la matière alcaline est réalisée sans ajout d’eau, ni de solvant. Ensuite, le mélange est agité dans le réacteur cylindro- conique par une vis sans fin montée sur un bras orbital qui parcourt la périphérie du réacteur à raison d’environ 2 tours/min. Le réacteur homogénéise le mélange de matière alcaline et de mycélium, en augmentant progressivement la température pour permettre la désacétylation de la chitine issue du mycélium en chitosane. La désacétylation est donc réalisée à une température d’environ 105°C pendant environ 6 heures dans le réacteur cylindro-conique. La désacétylation est partielle ou complète avec l’obtention d’un chitosane sous forme malaxé sous forme d’une pâte, présentant un degré d’acétylation, c'est-à-dire une proportion molaire d'unités N-acétyl-D- glucosamine le long des chaînes de chitosane, de 0 à 25%.
La pâte obtenue est transférée dans une cuve de lavage pour être lavée à l’eau afin d’éliminer les [3-glucans lors de 4 lavages successifs dans la même cuve de lavage, puis transférée dans une cuve de solubilisation. La pâte est alors agitée de manière classique dans la cuve de solubilisation pendant 8 heures. Lors de l’agitation de la pâte, une solution d’acide acétique est ajouté dans la cuve de solubilisation jusqu’à l’obtention d’un pH inférieur à 6. En fin de solubilisation, la solution contient une phase liquide contenant le chitosane et une fraction insoluble contenant les glucans.
Après la solubilisation, lors d’une étape de contrôle directionnel, une fraction de 99% en volume de la phase liquide est dirigée vers une filtration et la fraction restante (1% en volume) est dirigée vers une précipitation à l’aide d’une vanne de contrôle à trois voies. La première voie dirige la phase liquide vers la filtration et la deuxième voie dirige la phase liquide vers la précipitation. Le volume de la phase liquide contenant le chitosane fongique solubilisé qui est dérivée a été déterminé selon le pourcentage de glucanes voulu. La quantité de phase liquide contenant le chitosane fongique solubilisée qui est dérivée permet de moduler le toux de glucanes à la valeur prédéterminée et de façon précise.
Pour la fraction de phase liquide dirigée vers la filtration, la phase liquide est filtrée sur une plaque de cellulose pour éliminer une partie du reste de la fraction glucan. La filtration peut être suivie d’une mesure de turbidité pour évaluer la qualité de la filtration. La mesure de turbidité est une mesure de l’aspect trouble des liquides, reconnue comme un indicateur simple et basique de la qualité de liquide.
Ensuite, la fraction de phase liquide dérivée directement vers la précipitation et la fraction liquide ayant subi l’étape de filtration sont amenées dans une cuve de précipitation. La phase liquide est alors agitée dans la cuve de précipitation en ajoutant de la soude jusqu’à l’obtention d’un pH supérieur à 9. A un pH supérieur à 9, le chitosane précipite.
Après la précipitation, le chitosane fongique est collecté à la fin du procédé. Le chitosane fongique présente un degré d’acétylation compris 0 et 25 %, une faible masse moléculaire exprimée par une viscosité comprise entre 1 et 15 cPs et une masse de métaux lourds totaux < 20mg par kg de chitosane et présentant un taux de glucanes compris entre 0,1 et 50%.
Il est bien entendu que la présente invention n’est en aucune façon limitée aux modes et formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.

Claims

« REVENDICATIONS »
1 . Procédé de production de chitosone fongique à partir d’un mycélium comprenant les étapes suivantes dans l’ordre :
(i) une alimentation d’un réacteur conique par ledit mycélium et une matière alcaline ;
(ii) une désacétylation au moins partielle dudit mycélium dans ledit réacteur conique avec obtention d’un chitosane fongique malaxé ;
(iii) au moins un lavage dudit chitosane fongique malaxé dans au moins une cuve de lavage ;
(iv) une solubilisation du chitosane fongique malaxé dans au moins une cuve de solubilisation avec l’obtention d’une phase liquide contenant le chitosane fongique solubilisé ;
(v) optionnellement une filtration de ladite phase liquide ;
(vi) une précipitation de ladite phase liquide dans au moins une cuve de précipitation avec obtention d’un chitosane fongique précipité et
(vii) une collecte dudit chitosane fongique précipité, caractérisé en ce qu’il comprend en outre, après l’étape de solubilisation, une étape de contrôle directionnel de ladite phase liquide à l’aide de moyens de dérivation, durant laquelle ladite phase liquide est dirigée vers ladite filtration et/ou vers ladite précipitation.
2. Procédé de production de chitosane fongique selon la revendication 1 , dans lequel ladite désacétylation au moins partielle du mycélium est réalisée à une température comprise entre 100 et 1 10°C, de préférence entre 103 et 107 °C, et encore plus préférentiellement à une température d’environ 105 °C.
3. Procédé de production de chitosone fongique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite désacétylation au moins partielle du mycélium est réalisée pendant une durée comprise entre 4 heures et 10 heures, et de préférence pendant environ 6 heures.
4. Procédé de production de chitosane fongique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite matière alcaline est sous forme de solution alcaline choisie parmi une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium ou de potassium ou leur mélange, et est de préférence une solution aqueuse d’hydroxyde de sodium.
5. Procédé de production de chitosane fongique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite solution alcaline a une concentration comprise entre 40% et 60%, de préférence entre 45% et 55%, encore plus préférentiellement 50%.
6. Procédé de production de chitosane fongique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’ajout de la matière alcaline et réalisé jusqu’à l’obtention d’un pH ajusté à une valeur supérieure à 9.0, de préférence supérieure à 9.5, et encore de préférence ajusté à 10.
7. Procédé de production de chitosane fongique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite solubilisation du chitosane fongique malaxé est réalisée par ajout d’un acide sous forme de solution acide jusqu’à l’obtention d’un pH inférieur à 6, de préférence inférieur à 5.5 et encore plus préférentiellement inférieur à 4.5.
8. Procédé de production de chitosane fongique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la solubilisation du chitosane fongique malaxé est réalisée pendant une durée comprise entre 7 et 9 heures, de préférence pendant environ 8 heures.
9. Procédé de production de chitosane fongique selon la revendication 7 ou 8, dans lequel ledit acide est choisi dans le groupe comprenant l’acide chlorhydrique, l’acide lactique, l’acide formique, l’acide succinique, l’acide glycolique, l’acide citrique, l’acide acétique et leurs mélanges.
10. Procédé de production de chitosane fongique selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel ladite solution acide présente une concentration comprise entre 0.1 et 1 N.
1 1. Procédé de production de chitosane fongique selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, durant ladite étape de contrôle directionnel, au moins 0,1% en volume de ladite phase liquide, de préférence au moins 0,5% en volume de ladite phase liquide, de préférence au moins 1% en volume de ladite phase liquide, de préférence au moins 1 ,5% en volume de ladite phase liquide, de préférence au moins 2% en volume de ladite phase liquide, est dirigée vers ladite précipitation.
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