Bioraffinage des drêches de tomates : procédés d'obtention de molécules d'intérêts biologiques et d'agromatériaux

La mise au point de formulations alternatives plus sûres utilisant des matières premières renouvelables correspond aujourd’hui à une demande sociétale forte, pour une meilleure prise en compte des impacts environnementaux et sanitaires. Dans un contexte de développement durable, il est nécessaire d’identifier de nouveaux gisements de matières premières telles que les drêches de tomates, un coproduit de l’industrie agro-alimentaire constitué de peaux, de fibres et de pépins de tomates. Riches en métabolites secondaires et en biopolymères, leur valorisation par des procédés verts a été mise en oeuvre. Les drêches ont été mises en contact avec des solvants biosourcés sélectionnés pour leur biocompatibilité (éthanol, acétate d’éthyle, mélanges éthanol: eau, mélanges éthanol: acétate d’éthyle et solvants naturels eutectiques profonds) ainsi qu’avec le CO2 à l’état supercritique. Les compositions des extraits ont été analysées par spectrophotométrie et par HPLC-DAD, ce qui a permis de détecter des acides phénoliques, des caroténoïdes, des flavanones, des flavones, des flavanols, des flavonols et des tanins. - Les fractions obtenues avec l’éthanol et avec le mélange éthanol: eau sont particulièrement riches en polyphénols et en flavonoïdes, ce qui leur confère des propriétés anti-oxydantes (70-71% d’inhibition), des activités antidiabétiques (anti -amylase et anti -glucosidase avec IC50 = 5-6 g/mL) ainsi que des propriétés antivirales contre Zika. - La fraction obtenue par le CO2 supercritique, riche notamment en lycopène, conduit également à des propriétés anti-oxydantes élevées (64% d’inhibition) et au meilleur niveau d’activité cytotoxique contre la lignée cancéreuse HCT 116 (64,5% d’inhibition). - Nous avons observé que le prétraitement chimique permet d’enrichir l’extrait « acétate d’éthyle » en caroténoïdes, ce qui est bénéfique pour limiter le processus inflammatoire visˇà vis de l’enzyme 15-lipoxygenase. - Quant au prétraitement enzymatique, il améliore les propriétés anti-oxydantes de cette même fraction et est favorable à l’activité cytotoxique de la fraction éthanolique. - Le fractionnement des molécules polaires et apolaires ne s’est pas avéré favorable aux propriétés thérapeutiques évaluées, ce qui indique l’intérêt de conserver les fractions dans leur intégralité. - Le couplage réalisé entre les étapes d’extraction et de formulation, à l’aide de solvants naturels eutectiques profonds s’inscrit clairement dans une démarche d’écoconception pour la préparation de formulations cosmétiques aux propriétés filmogènes, incluant les différentes molécules bioactives détectées. 3 Enfin, pour la valorisation des biopolymères résiduels, des conditions de thermopressage ont été définies pour la conception d’un matériau biosourcé, sans ajout de liant. L’étude des propriétés mécaniques et l’analyse par GC-MS des composés organiques volatils (COV) émis par le matériau obtenu permettent de définir un champ d’applications. Des matériaux composites thermoplastiques incluant des pourcentages variables de drêches ont également été préparés par fusion à chaud. Ainsi, le travail réalisé montre la faisabilité et l’intérêt d’une bioraffinerie utilisant les drêches de tomates pour l’obtention de plusieurs produits écoconçus.