Le chitosane est une molécule naturelle présente en faibles concentrations dans les animaux terrestres. On la retrouve notamment au niveau des membranes bactériennes et chez quelques espèces d’insectes. Ce biopolymère est essentiellement obtenu à partir de la chitine, extraite de ressources marines.

En prenant en compte ces dernières, ce polysaccharide de la famille des glycosaminoglycanes est aussi abondant sur Terre que la cellulose, autre polymère biologique dont il est très proche chimiquement.  Les sources privilégiées de chitine sont notamment les exosquelettes d’arthropodes marins, ainsi que les endosquelettes de céphalopodes. Ces carapaces de crustacés, et de façon plus anecdotique les squelettes de seiches ou calamars, représentent des volumes de co-produits importants. Leur valorisation est un enjeu considérable dans l’objectif « zéro déchet » de la filière pêche. La production annuelle de chitine dans le monde est estimée à plus de 10 milliards de tonnes, à raison de 40 grammes de chitine sèche par kilogramme de carapaces de crustacés.

L’obtention du chitosane à partir de chitine nécessite pour le moment l’usage de quantités importantes d’acides et de bases, rendant ce procédé de valorisation très polluant. Les trois grandes étapes sont une déprotéinisation basique des co-produits, suivie d’une déminéralisation acide, et enfin une désacétylation (élimination des groupements acétyles de la chitine). Cette dernière étape est cruciale. C’est elle qui permet le passage de chitine à chitosane et qui conditionne les propriétés du futur polymère, en fonction d’un paramètre central : Le degré de désacétylation. Ce dernier va influer sur toutes les propriétés physico-chimiques du chitosane (masse moléculaire, viscosité, solubilité …). Dans ses multiples configurations chimiques, le chitosane reste filable, filmogène, biodégradable et biocompatible. De plus, il arbore des propriétés antimicrobiennes.

Découlent de cette plasticité moléculaire les nombreuses applications du chitosane, dans différents secteurs industriels (chimie, agroalimentaire, environnement, médicale, cosmétique, agriculture …) :

  • Traitement des eaux usées (agent de floculation/coagulation)
  • Agent hydratant, émulsifiant, cicatrisant et antibactérien en cosmétologie
  • Antioxydant et antimicrobien dans les denrées alimentaires
  • Production de textiles bactériostatiques
  • Traitement des phytopathogènes
  • Pansements cornéens, peau artificielle, fils de suture, substituts osseux
  • Emballages papier et carton bactériostatiques et résistants à l’eau
  • Ingrédient fonctionnel et filmogène en agroalimentaire
  • Réactif et auxiliaire de synthèse chimique
  • Séquestrant de toxiques et d’acide nucléiques

Cette liste non-exhaustive souligne le potentiel certain du chitosane et sa polyvalence sans égal dans le domaine des polymères.

L’institut technique IDmer suit depuis de nombreuses années les problématiques qui lui sont associées. Le principal enjeu reste le développement d’un procédé d’obtention « Green », plus respectueux de l’environnement.

Dans cette optique, la piste enzymatique se révèle séduisante et prometteuse.

 

BOUSSADIA Julien – Ingénieur en Biotechnologie IDmer