Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
~q~7Sl~
Il est connu d'influer sur le comportement technique de
certains gels industriels obtenus ~ partir d'algues rouges9 tel
que carraghénane ou furcellarane, ou par synthèse microbienne,
tel que le xanthane, en y introduisant un galactomannaneO
On sait que les galactomannanes sont des corps polysac-
charides qui peuvent 8tre obtenus à partir de graines de légu-
mineuses~ telles que : Espina Corona, Tara, Delonix Regia,
Caroube, Ceratonis Siliqua, Gleditsia-Triacanthos, etc. Les
galactomannanes tirés de ces graines se présentent sous forme
dtextraits aqueux ou de ~arine qui peu~ent être utilisés comme
épaississants, et aussi pour former des gels en milieu aqueuxO
On a pu établir que ces corps sont composés aux impure-
tés près (proteine~, corps gras, hémicellulose, etc.3 excl~lsi-
vement de mannose et de galactose ; le pourcentage ds galactose
varie entre 10 et 50 % ainsi :
Mannose Galactose
Caroube ........................ 80 % 20 %
Tara 0.. O.................... OO 78 ~o 22
~spina Corona .................. 70 ~ 30 %
Guar ... 0....... O............ .~ 60 % 40 %
Des études ont montré que ces corps pouvaient être
représentés par une formule développée constituée d'une cha~ne
principalo de D-mannose li~s en ~ ) sur laquelle sont
branché~ des D-galactose liés en ~ ~6), la ~ormule étan~
de la forme :
CH20H
~0
HO
OH
O~H Guar n = 1
cl2 CH2H Caroube n = 3
\~ ~
~ 7~LZgL
L'invention vise pllls particulieremen-t un milieu
de culture a usage bac-tériologique contenan-t de l'agar et du
galactomannane comme produits gélifiants, ce galactomannane étant
présent en quantité suffisante pour la gelification du milieu et
jusqu'a une teneur de 40% des produits gélifiants. L'agar est
obtenu a partir d'algues rouges.
L'agar est constitué de deux fractions différentes:
- l'agararose, polysaccharide neutre,
- l'agaropectine, polysaccharide caractérisé par
le groupement sulfate.
Il trouve son application principalemen-t en bacte-
riologie a titre de gélifiant des milieux de culture. A cet effet,
on incorpore au support des substances nutritives, on stérilise
l'ensemble à température élevée, puis apres refroidissement par-
tiel on verse le liquide dans une boî-te de Petri stérilisée et
l'on ensemence, avant la géliEication, par les micro-organismes
a identifier.
Le support bactériologique doi-t présenter les quali-
tés suivantes:
- pouvoir gélifiant élevé
- transparence en solution liquide
- taux en SO4 minimal
- être liquide a 42C (température d'ensemencement)
pour perme-ttre une répar-tition uniforme des germes
- être solide a 37C (température d'incubation)
- être résistant aux attaques bactériennes.
Il s'est révélé que la substitution, selon l'inven-
tion, d'une partie de l'agar (ou agar-agar) par du galactoman-
nane peut s'effectuer dans des propor-tions pouvan-t aller jus-
qu'a 80% et qui, jusqu'a 40%, n'entraînent pas de changement
fondamental dans le comportemen-t du gel : température de solu-
bilisationl géli~ica-tion, comportement pendant l'incubation,
~ - 3 -
~L~751~4
viscosité, mais, qu'en outre, cette substitution procure les
avantages essentiels d'une amélioration à epaisseur égale, de
la transparence du gel et d'une diminution de la teneur en
ions SO4.
Ainsi :
- sous une épaisseur majoree de 25%, le mélange
80/20 agar/extrait de caroube a la meme transparence que
l'agar pur,
- sous une épaisseur majorée de 50%, le mélange
60/40 agar/extrait de caroube a la meme transparence que
l'agar pur.
- 3a -
~75~zg~
D'autre part, pour les utilisations en bactériologie,
la présence d'ions sulfate dans le gel agar est un inconvénient
grave e$, pour cette raison, les fabricants séparaient jusqu'~
présent de manière très onéreuse agarose et agaropectine~
L'adjonction ~ l'agar d'une gomme neutre diminue l&
teneur finale en i~ns S04 contenus dans l'agaropectine~ ce qui
permet en conséquence d~utiliser l'agar sous sa forme normale,
sans avoir ~ effectuer préalablement la séparation de ladite
agaropectlneO
La force du gel complexe obtenu conformément à l'inven
tion peut être mesurée au "Bloom-gelometer", le chiffre indiqué
correspond au poids nécessaire pour enfoncer le piston (12,5
mm de diamètre) de 4 mm dans le gelO
Gélifiants Force du gel
Agar 1 % 400 g
Agar 0,8 ~o ~ 0,2 ~ oarouba 450 g
Agaro~e 1 % 670 g
Agarose 0,8 ~o + 0,2 % caroube 800 g
Enfin, la substitution partielle de l'agar par du
galactomannane présente l'avantage d'abaisser le prix de revient
du gel dans une forte proportion compte tenu du prix des agars.
Des essais ont montré que les avantages recherchés,
~orce de gel amélioré, meilleure transparence des solutions et
des gels, concentration abaissée en charges ioniques~ étaient
d'autant plus nettement obtenus qu'il s'agissait d'extraits
purifiés de graines, caroube ou similaires, fournissant les
galactomannanesO Cependant ces extraits purifiés donnent en
solution dans lieau des liquides visqueux s
~ Il doit être compris que dans l'exposé ci-dessous le
terme "Extrait de caroube" sera utilis~ par simplification
mais que des résultats analogues ou identiques peuve~t ~tre
obtenu3 d'extrait~ d'autres plantes fournissant des galacto
mannane~, notamment celles énumérées précédemment et en parti-
culier les graines de tara et d'Espina corona).
- 4 -
1[77S~
Dans certaines applications de bactériologie, la
viscosit~ avant gélification du complcxe Agar + extrait de
caroube est genante pour une répartition homogène des bacté-
ries pour le~ manipulateurs qui ont l'habitude de traiter
l'agar seul; dont les solutions sont peu YisqueusesO
L'invention selon un de ses aspects permet de remédier
à ce défaut de haute viscosité tout en conservant les avanta-
ges mentionnés ci-dessusO
Il est en effet possible d'obtenir par dépo]ymérisa-
tion contrôlée des extraits de caroube dont le degré de poly-
mérisation est très variable et qui conduisent à des solutions
aqueuses, dont pour une m8me concentration la viscosit~ décroit
avec le degré de polymérisationO
Lorsque ces extraits de caroube dépolymérisés ont été
utilisés avec de l'agar pour former des complexes gélifiants~
il a été remarqué que les forces de gel varient selon le degré
de polymérisation de l'extrait de caroube utilisé~ mais sau~
pour les extraits de caroube très dépolymérisés on dépasse
néanmoins les performances de l'agar seul tout en conservant
les avantages spécifiésO
On entend par caroube dépolymérisée ou farine de caroube
dépolymérisée des produits dont le degré de polymérisation est
réduit par des procédés physiques~ chimiques ou bioch;miques9
cependant des produits à degré de polymérisation réduit peuvent
dans certaines conditions être obtenu~ naturellement (par exem-
ple en raison de conditions atmosphériques défectueuses ou une
récolte tardiYe).
Les procédés physiques consistent en une dégradation
par broyage 9 par ultra-sons ou moyens analogue~.
Les procédés chimiques consistent en des dégradation~
par voie oxydante ou acide, en solution, en suspension ou
secO
Les procédés biochimiques sont des dégradations par
voie enzymatique qui coupent préférentiellement les liaisons
glycosidiques du polysaccharide de la caroubeO
A titre d'exemple on decrira ci-après la dépolymérisa-
tion en milieu acide et en suspension dans l'alcool d'un
extrait de caroube s
~L~75~Z4~
l'extrait de caroube (100 g) est maintenu en suspension
sous agitation dans deux litreQ d'alcool isopropylique ; on
porte au re~lux et on acidi~ie par HCl (N) ; on conserve en-
suite au re~lux pendant des durées variablesO Ensuite on neu-
tralise, on sépare l'extrait de caroube et on le lave avec de
l'alcool isopropylique propreO
Tableau des viscosités des solutions à 1 ~ d'extrait
de caroube dépolymérisé selon le degré de dépolymérisation~
TABLEAU I
\ Durée de _ ~
~ chauffage O 7 10 15 20 25 30
Cm3 HCl \ en mn
~Normal) ~ .
_ _ ~
O 2800
8 _ -95~)
._ _ _
1100 750 300 270 180 70 - 70
_ . _ 125 60-80
Les viscosités mentionnées ici et dans la suite sont
expriméeq en centipoise par mesure à 25C ~ 20 t/mn avec un
viscosimètre Brook~ield type RVT sur lme solutio~ ~ 1 ~ de
caroube entièrement solubilisée par chauffage à 90C.
Exemple 1 : Yiscosité et force de gel des milieux de
culture pour des mélanges 80/2Qo
On a comparé des solutions d'une part ~ 1,2 % d'agar
et d~autre part ~ 1?2 % d'un mélange de 80 ~ d'agar et de 20 ~o
d'extrait de'caroube~ Sur ces solutions à des taux dlécrois-
sants de polymérisation la viscosité a été mesurée à 43C avant
la prise en gelO Ensuite on a mesure la cohésion du gel (force
à appliquer ~ UR piston de 1,2 cm de diamètre pour qu'il tra-
verse le gel~O
~75~
TABLEAU II
Gels agar-caroube 80/20 à 1,2 %
dans l'eau
Caroubes de divers degrés Viscosité ~ Cohéslon du gel
de polymérisation utilisee, 43C avant prise
exprimee par la viscosite en gel en g
1 %
3000 60 535
2000 37 480
1170 27,5 465
900 25 450
360 22,5 380
150 2t 360
17,5 290
.
Agar seul a 1,2 ~o 17,5 320
Les courbes correspondantes ont été représent~es à la
~igure 1~
On voit d'après le tableau et la courbe, que même très
dépolymé~isé llextrait de caroube substituant à 20 % l~agar~
renforce le gel d'~gar sau~ pour l9extrait de caroube ~ visco-
sit~ de 60 à 1 %.
On remarque d'autre part que la viscosité des gel~
avant leur prise en masse n'augmente pas beaucoup tant que l'on
utilise de l'extrait de caroube dont la viscosité ne dépasse
pas 1000 cps à 1 %0
Les forces de gel étant supérieures avec les melanges
agar-caroube, on peut utiliser moins de 1,2 ~ de géli~iantg
par exemple dans le cas d'une caroube 900 cps, il suffit d9em
ployer 0~9 ~o de complexe gélifiant et dans ce cas on obtient
la m~me cohésion ae gel qu'avec l'agar seul à 1,2 % et une
viscosité de 22 cpsO
Exemple 2 : ~iscosite et force de gel des milieux de
culture pour de~ mélanges 70/300
-- 7 --
~075~2~
TABI.EAU III
Agar-caroube 70/30 ~ 1,2 ~o dans l'eau
Extrait de caroube
utilisé - Viscosité Viscosité ~ 43C Cohesion du gel
~ 1 % en g
_ --I
3000 130 640
2000 77 560
1170 65 500
900 50 390
. 360 37,5 340
150 23 320
17,5 260
_
Les courbes correspondantes ont été représentées à la
~igure 20
On voit que pour avoir à la fois peu de viscosité ~
43C et une bonne ~orce de gel, l'extrai.t de caroube utilisé
doit être dépolymérisé de manière que sa viscosité soib com-
prise entre 150 et 350 cpsO
.
- 8 -
