Article de référence | Réf : RE409 v1

Applications des protéines
Éco-applications des protéines - Colles, mousses et revêtements

Auteur(s) : Siham AMIROU

Date de publication : 10 avr. 2024

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RÉSUMÉ

Les protéines constituent une matière première attractive pour la formation (synthèse) de nouveaux matériaux. L'application industrielle des protéines a été limitée jusqu'à présent, bien qu'il existe de bonnes possibilités de développer des produits à base de protéines comme des adhésifs, les mousses et les revêtements. Plusieurs travaux, depuis les années 2000, se sont intéressés à la valorisation des protéines qui seront présentés dans cet article.

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ABSTRACT

Eco-applications of Proteins: Glues, Foams and Coatings

Proteins represent an attractive raw material for the formation of new materials. Although there are good opportunities to develop protein-based products like adhesives, foams and coatings, the industrial application of proteins has been limited so far. Several works since the 2000s have focused on the valorization of proteins, this will be presented in this article.

Auteur(s)

  • Siham AMIROU : Ingénieure de recherche - Laboratoire d’études et de recherche sur le matériau bois (LERMAB) - Université de Lorraine, Épinal, France

INTRODUCTION

La prise en compte des enjeux environnementaux, et aussi économiques, a encouragé le développement de matériaux issus de ressources renouvelables, afin de remplacer ceux produits par la pétrochimie. En particulier, grâce à leur abondance et à leur haute fonctionnalité, les protéines constituent une matière première attractive pour les polymères. Composées de nombreux éléments constitutifs, les acides aminés, les protéines sont des macromolécules complexes que l’on peut qualifier de biopolymères.

L’utilisation de protéines, d’origine végétale et animale, pour des applications telles que les adhésifs, les mousses et les revêtements, suscite effectivement un intérêt accru. Cependant, des modifications chimiques ou thermiques peuvent être nécessaires pour que l’on puisse les utiliser dans différents contextes, notamment là où des performances élevées sont requises. Ainsi, en raison des nombreux groupes polaires présents dans les protéines, le principal obstacle à surmonter est de rendre résistants à l’eau les matériaux à base de protéines.

Plusieurs protéines industrielles sont disponibles pour le développement d'applications techniques et présentent de nombreux avantages, tels que la non-toxicité et le faible coût d’achat. L'utilisation de protéines pour des applications non alimentaires peut être une manière prometteuse de produire des matériaux biodégradables avec une large gamme de propriétés fonctionnelles, grâce à leur structure unique.

Certaines technologies anciennes existent pour réticuler efficacement les protéines. Ainsi, certains groupes d'acides aminés réagissent facilement avec les aldéhydes et d’autres composés chimiques pour former des réseaux réticulés et stables, une fois chauffés. Sur la base de cette technologie, de nombreux travaux concernant la préparation de colles, de mousses et de revêtements à base de gluten de blé, de protéines de soja, d’albumine et de lactosérum ont été réalisés, et vont être présentés dans cet article.

Points clés

Domaine : Développement de colle, de mousse et de revêtement

Degré de diffusion de la technologie : Émergence

Technologies impliquées : Synthèse chimique

Domaines d’application : Collage de bois, mousse d’isolation, revêtement anticorrosion

Principaux acteurs français : Tereos Starch & Sweeteners s.a.s. (ZI Portuaire, Marckolsheim, France)

Pôles de compétitivité : Industries & Agro-Ressources, Bioeconomy For Change (ex-pôle IAR)

Centres de compétence : LERMAB, Institut royal de technologie KTH de Stockholm

Industriels : AVRIL, LIMAGRAIN, NEOVIA, ROQUETTE, TEREOS, TERRENA, VIVESCIA

Autres acteurs dans le monde : Davisco Food International (USA)

Contact : [email protected]

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KEYWORDS

coatings   |   protein   |   foam   |   glues   |   application

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re409


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6. Applications des protéines

6.1 Protéines de blé (gluten)

La protéine de blé a été largement étudiée en tant que source de matière première à faible coût, renouvelable et facilement disponible. Le gluten est un sous-produit de la production de l’amidon de blé . Les raisons de sa production commerciale découlent d’un besoin industriel d’amidon de blé sans gluten. Il est utilisé principalement dans le secteur de la boulangerie .

Le gluten est un mélange de plusieurs protéines, des gliadines et des gluténines, qui sont les formes prédominantes . Les gliadines sont solubles dans l’alcool, alors que les gluténines sont solubles dans l’acide dilué ou dans les solutions alcalines . Les deux classes de protéines sont riches en proline et en glutamine ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - STRYER (L.), BERG (J.M.), TYMOCZKO (J.L.) -   Biochimie.  -  Médecine Sciences Publications (2003).

  • (2) - EISENBERG (D.) -   The discovery of the α-helix and β-sheet, the principal structural features of proteins.  -  In Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 100, p. 11207‑11210 (2003). 10.1073/pnas.2034522100

  • (3) - AMIROU (S.), PIZZI (A.), XI (X.) -   Wheat protein hydrolysates-resorcinol–aldehydes as potential cold setting adhesives.  -  In European Journal of Wood and Wood Products, vol. 77, p. 453‑463 (2019). 10.1007/s00107-019-01405-y

  • (4) - XI (X.), PIZZI (A.), GERARDIN (C.), CHEN (X.), AMIROU (S.) -   Soy protein isolate-based polyamides as wood adhesives  -  In Wood Science and Technology, vol. 54, p. 89‑102 (2020). 10.1007/s00226-019-01141-9

  • (5) - XI (X.), PIZZI (A.), GERARDIN (C.), LIAO (J.), AMIROU (S.), ABDALLA (S.) -   Glutaraldehyde-wheat gluten protein adhesives for wood bonding.  -  In The Journal of Adhesion, vol. 97, p. 88‑100 (2021). 10.1080/00218464.2019.1630821

  • ...

NORMES

  • Adhésifs – Colles pour bois à usages non structuraux – Détermination de la résistance au cisaillement en traction des joints à recouvrement - NF EN 205 - 2016

  • Structures en bois – Bois lamellé collé et bois massif reconstitué – Exigences - NF EN 14080 - 2013

  • Plywood – Bonding quality – Part 2: Requirements - NF EN 314-2 - 1993

  • Standard Test Method for Strength Properties of Adhesives in Plywood Type Construction in Shear by Tension Loading - ASTM D906-20 - 2020

  • Standard Test Method for Strength Properties of Adhesives in Plywood Type Construction in Shear by Tension Loading - ASTM D906-98 - 1998

  • Water based polymer-Isocyanate adhesives for woods - JIS K6806 - 2003

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