Model system for the crystallization of A-amylose
Système modèle de cristallisation de l'amylose A
Résumé
Starch, the main carbohydrate reserve of higher plants and one of the major sources of calories in the human diet, occurs in the form of microscopic granules (1-100 μm) consisting of a mixture of two homopolymers of glucose, namely linear amylose and branched amylopectin. The crystallinity of native starch (about 35%) results from the cluster organization of amylopectin. The short branches of the macromolecule form double helices that associate laterally to form crystalline lamellae. The characterization of these crystallites in the granule at a local scale remains problematic. To study the crystallization of starch, one can also develop simplified or "model" in vitro systems and focus on the behavior of short chains with a degree of polymerization that is is similar to that of the short branches of
amylopectin. During this work, we have prepared fractions of short amylose chains by hydrolyzing native starch granules and by in vitro enzymatic synthesis. These fractions have been crystallized in dilute aqueous solutions by slow diffusion of a precipitant. We have studied the influence of various parameters (degree of polymerization, polydispersity, concentration, temperature) on the mode of crystallization and morphology of the products. A detailed crystallographic analysis of single crystals by diffraction and a description of their lamellar structure are presented as well.
L'amidon, principal glucide de réserve des végétaux supérieurs et l'une des sources caloriques majeures de l'espèce humaine, se présente sous la forme de grains microscopiques (1-100 µm) constitués d’un mélange de deux homopolymères de glucose, l'un linéaire (l'amylose) et l'autre ramifié (l'amylopectine). La cristallinité de l'amidon natif (de l'ordre de 35%) trouve son origine dans l'organisation en grappe de l'amylopectine. Les courtes branches de la
macromolécule forment des doubles hélices qui s'associent latéralement pour former des lamelles cristallines. La caractérisation de ces cristallites dans le grain à une échelle locale reste problématique. Pour étudier la cristallisation de l'amidon, on peut aussi concevoir des systèmes in vitro simplifiés ou "modèles" et s'intéresser au comportement de courtes chaînes dont le degré de polymérisation est de l'ordre de celui des courtes branches de l'amylopectine. Au cours de ce travail, nous avons préparé des fractions de courtes chaînes d’amylose par hydrolyse d'amidon natif et par synthèse enzymatique in vitro. Ces fractions en solutions aqueuses diluées ont été cristallisées par diffusion lente d'un précipitant. Nous avons étudié l'influence de paramètres moléculaires (degré de polymérisation, polydispersité, taux de branchement) ou opératoires (concentration, température, présence de substrats inductifs) sur le mode de cristallisation et la morphologie des produits. Une analyse cristallographique détaillée des monocristaux par diffraction ainsi qu'une description de leur structure lamellaire sont aussi présentées.
Domaines
Polymères
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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