Extraction de chitosane à partir de crevettes :

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Nous avons choisi les carapaces de crevettes comme matière première, pour obtenir le chitosane nécessaire à notre bioplastique. Les carapaces de crevettes sont une matière première renouvelable issue de la mer. L’extraction du chitosane utilise donc la chimie bleue. Le chitosane est obtenu à partir de la chitine.

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La chitine  est considérée comme le biopolymère le plus abondant dans la nature après la cellulose. Elle  est surtout extraite des carapaces des crustacés car elle représente 20-30% de leur poids sec. Le chitosane, contrairement à la chitine, n’est pas abondant dans la nature. Il faut 10 à 25 kg de carapaces pour fabriquer 1 kg de chitosane. Il est obtenu selon le procédé de déacétylation de la chitine. 

 

Pour écrire le protocole d’extraction du chitosane à partir d'exosquelettes de crevettes, nous avons utilisé les sources référencées en annexe. Le protocole est détaillé en annexe.

 

Pour notre expérience, nous avons extrait le chitosane à partir d’exosquelettes de crevettes. Nous nous sommes procuré 350 g de crevettes cuites calibre 80/120. Après lavage, séchage et broyage des exosquelettes, nous avons récupéré 38g de poudre contenant de la chitine, du carbonate de calcium, des protéines et de pigments. Pour obtenir le chitosane à partir de la chitine, plusieurs étapes sont nécessaires:

 

Déminéralisation (24h) : cette étape consiste à éliminer le carbonate de calcium (CaCO3).

                                                                2 HCl (aq)+ CaC03 (s) -►CaCl2 (aq) + H20 (l) +C02(g)

Lors de cette étape, une grande quantité de mousse est produite durant la déminéralisation résultant du dégagement du gaz carbonique.

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Neutralisation : cette étape est importante, car l'acide résiduel dans la matrice sèche sera concentré et pourrait endommager la chitine.

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 Déprotéinisation (36h) :  cette étape consiste à solubiliser les protéines présentes dans la matrice sèche dans une solution aqueuse, puis à rincer.

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Décoloration (2h) : pour éliminer les pigments présents.

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Déacétylation (2h) : consiste à éliminer une partie des groupements acétyle de la chitine avec l’hydroxyde de sodium NaOH

                                                       R-NH-CO-CH3 (s) + NaOH (aq) →  R-NH2 (s) + CH3COONa (aq)

                                                            Chitine                                          Chitosane   + acétate de sodium

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Neutralisation : une fois que le degré de déacétylation de la chitine atteint approximativement 60 à 70%, on parle alors de chitosane.

 

Nous avons obtenu 3g de chitosane à partir des 38 g de masse sèche, soit un rendement de 8%

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Transformation du chitosane en  film plastique :

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Le chitosane est soluble en milieu acide contrairement à la chitine qui est insoluble et il est insoluble dans l’eau. Les films de chitosane sont préparés en dissolvant le chitosane dans un acide dilué et en l’étalant ensuite sur une surface plane pour le laisser sécher à la température ambiante. 

 

Pour l’étude de la dégradation, nous avons voulu prendre comme témoin des films issus de chitosane commercialisé.

 

Le bioplastique obtenu à partir de notre chitosane est plus souple que celui obtenu par le chitosane du commerce, mais il est moins brillant et contient encore des résidus non solubilisés qui correspondent vraisemblablement à de la chitine résiduelle.

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