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Selective multistage extraction process of biomolecules from vine shoots by a combination of biological, chemical, and physical treatments - 04/06/18

Procédé d'extraction sélectif et multi-étapes de biomolécules à partir de sarments de vigne par une combinaison de traitements biologiques, chimiques et physiques

Doi : 10.1016/j.crci.2018.02.013 
Hiba N. Rajha a, b, ⁎ , Sally El Kantar a, b, Charbel Afif a, Nadia Boussetta b, Nicolas Louka a, Richard G. Maroun a, Eugene Vorobiev b
a UR "Technologies et valorisation agro-alimentaire", Centre d'analyses et de recherche, Faculté des sciences, Université Saint-Joseph, B.P. 11-514 Riad El Solh, Beirut 1107 2050, Lebanon 
b Sorbonne Universités, Université de technologie de Compiègne, Laboratoire "Transformations intégrées de la matière renouvelable” (UTC/ESCOM, EA 4297 TIMR), Centre de recherches de Royallieu, CS 60 319, 60203 Compiègne cedex, France 

∗Corresponding author. UR "Technologies et valorisation agro-alimentaire", Centre d'analyses et de recherche, Faculté des sciences, Université Saint-Joseph, B.P. 11-514 Riad El Solh, Beirut 1107 2050, Lebanon.UR "Technologies et valorisation agro-alimentaire"Centre d'analyses et de rechercheFaculté des sciencesUniversité Saint-JosephB.P. 11-514 Riad El SolhBeirut1107 2050Lebanon

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Abstract

A multistep extraction process was proposed to recover polyphenols, reducing sugars, and soluble lignin from vine shoots. A physical pretreatment by high voltage electrical discharges (HVED) was followed by an enzymatic hydrolysis and a final delignification step by alkaline hydrolysis. HVED before enzymatic hydrolysis enhanced the extraction of polyphenols (+72%), reducing sugars (+43%), and soluble lignin (+104%) as compared to control experiments (enzymatic hydrolysis). HVED also reinforced the subsequent delignification process by reducing 10% lignin content in exhausted residues. Identification and quantification of ferulic acid, resveratrol, p-coumaric acid, and hydroxybenzoic acid were carried out using high-performance liquid chromatography.

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Résumé

Un procédé d'extraction sélectif et multi-étapes a été proposé pour récupérer les polyphénols, les sucres réducteurs et la lignine soluble des sarments de vigne. Un prétraitement physique par les décharges électriques de haute tension (DEHT) a été suivi d'une hydrolyse enzymatique et d'une étape de délignification finale par hydrolyse alcaline. L'application des DEHT avant l'hydrolyse enzymatique améliore l'extraction des polyphénols (+72%), des sucres réducteurs (+43%) et de la lignine soluble (+104%) par rapport au contrôle (hydrolyse enzymatique). Les DEHT ont également renforcé le processus de délignification ultérieur, en réduisant de 10% la teneur en lignine dans les résidus épuisés. L'identification et la quantification de l'acide férulique, du resvératrol, de l'acide p-coumarique et de l'acide hydroxybenzoïque ont également été réalisées par HPLC.

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Graphical abstract




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Highlights

•
Alkaline hydrolysis enhances polyphenol and soluble lignin extraction.
•
Enzymatic hydrolysis improves polyphenol and reducing sugar extraction.
•
HVED combined with enzymatic hydrolysis enhances the saccharification process.
•
HVED combined with enzymatic hydrolysis ameliorates a second step delignification.

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Keywords : Sugars, Polyphenols, Lignin, Enzymatic hydrolysis, Alkaline hydrolysis, High-voltage electrical discharges

Mots clés : Sucres, Polyphénols, Lignine, Hydrolyse enzymatique, Hydrolyse alcaline, Décharges électriques de haute tension

Abbreviations : NaOH, HVED, FBGU, HBA, FA, CA, R, HPLC, DM, GAE, DAD, UV


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Vol 21 - N° 6

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