4. Gliadines à l’interface air/eau
4.4 Mesures annexes
4.4.1 Rhéologie de cisaillement du film interfacial
Afin de compléter les mesures de rhéologie dilatationnelle et d’affirmer ou infirmer l’hypothèse d’un film gélifié, on utilise la géométrie bicône pour réaliser des mesures de rhéologie de cisaillement de l’interface comme illustré sur la figure 4.4 (a).
100 1000 10000 100000 10 -9 10 -8 10 -7 10 -6 = 1%, = 0.1 rad/s Solvant acetique Gliadines 1g/L b) C o u p l e ( N . m ) t (s) Limite incertitude constructeur
Fig. 4.4:a) Schéma du bicône à l’interface a/e.
b) Couple en fonction du temps à différentes amplitude et fréquence avec le solvant acétique et une solution de gliadines à 1 g/L.
La figure 4.4 (b) montre les couples en fonction du temps avec le solvant acétique et une solution de gliadines à 1 g/L. La limite de détection fournit par le constructeur est de 10−8 N.m (traits en poin-tillés). Cependant, les couples obtenus avec le solvant apparaissent supérieurs aux mesures obtenues avec la solution protéique. De plus le vieillissement du film n’a entraîné aucune augmentation qui semble mesurable. On peut donc supposer que la limite de détection n’est pas atteinte. Il n’est donc pas possible d’interpréter les résultats de G0et G00, dont le calcul donne des valeurs parfois négatives, pour évaluer la viscoélasticité du film protéique. On remarque que les modules élastiques et visqueux d’un film protéique formé avec de la β -caseine sont très faibles (G0 et G00 compris entre 10−5N/m et 10−4N/m, obtenus avec la méthode de l’aiguille mgnétique [41? ? ] et des valeurs de G0et G00 de l’ordre de grandeur 10−8N/m obtenus par micro-rhéologie [? ]). Etant donné la similarité de compor-tement des gliadines et des caséines, on peut facilement supposer que les modules de cisaillement des
4. Gliadines à l’interface air/eau 130 gliadines sont également très faibles et devront être mesurés par une méthode plus sensible comme la méthode de l’aiguille magnétique.
4.4.2 Variation de composition gliadines/gluténines
Des mesures de pression de surface ont été effectuées avec un isolat protéique contenant une com-position de masse équivalente de gliadines et de gluténines (isolat gli/glu) afin d’évaluer la contribu-tion des gluténines dans l’isolat de gliadines (isolat gli) précédemment étudié.
10 6 10 5 0 2 4
Pic exclu Albumines
globulines Gliadines Gluténines D e n s i t é o p t i q u e n o r m a l i s é e ( A U )
Masse molaire (Da)
Fig. 4.5:Chromatographie d’exclusion stérique en phase liquide à haute pression (HPLC) d’un isolat protéique contenant des fractions massiques de gliadines et de gluténines similaires.
La figure 4.5 montre les HPLC en fonction de la masse molaire. Le premier pic à 9 min correspond au pic exclu, il est associé aux espèces de masse molaire supérieures à 106g/mol. La première bande large, entre 9.3 min et 13.2 min correspond aux globulines. Le pic entre 13.2 min et 14.5 min corres-pond aux gliadines ω, le pic entre 14.5 min et 16 min correscorres-pond aux gliadines α/β et γ, les deux derniers pics correspondent aux globulines et albumines de blé. Par rapport d’aires, on peut estimer la proportion de gliadines, de gluténines et de globulines et albumines dans les deux isolats. Le tableau montre ces proportions et rappelle celles de l’isolat de gliadines.
Tab. 4.1: Composition des isolats en fraction massique (% w/w) Protéines Isolat gli Isolat gli/glu
Gluténines 9 % 45 %
Gliadines ω 13 % 16 %
Gliadines α/β et γ 71 % 29 % Albumines et globulines 7 % 10 %
La figure 4.6 montre l’évolution temporelle de la pression de surface à l’interface a/e pour des solu-tions préparées avec le lot gli (symboles bleus) et le lot gli/glu (étoiles rouges) à différentes concen-trations d’isolat en solution. La pression de surface augmente avec le temps pour les deux lots en
4. Gliadines à l’interface air/eau 131 10 1 10 2 10 3 10 4 0 10 20 30 40 gli/glu 1g/L 10g/L gli 0.1 g/L 0.25 g/L 1 g/L 11 g/L ( m N / m ) t (s)
Fig. 4.6:Pression de surface en fonction du temps à l’interface a/e obtenue avec les isolats gli (symboles bleus dégradés) et gli/glu (étoiles rouges) à différentes concentrations d’isolat protéique en solution. suivant une forme similaire, décalée en temps. Le lot mixte est moins tensio-actif que le lot gli et suggère que les glu ne sont pas ou peu tensio-actives. Cela est compatible avec la structure primaire des gluténines, plus riche en acides aminés hydrophiles.
Le lot gli/glu contient 45 % de gliadines, une solution à 10 g/L de ce lot contient donc 4.5 g/L de gliadines, pourtant, l’évolution temporelle de Π est similaire à une courbe obtenue avec une solution à 1 g/L du lot gli, soit 0.84 g/L de gliadines. On peut donc supposer que l’augmentation de la propor-tion de gluténines diminue l’aptitude tensioactive des gliadines.
Une courbe maîtresse peut être créée par décalage des courbes en temps pour les deux interfaces sur un principe de superposition temps/concentration. La translation en temps sur un graphique tracé en échelle logarithmique équivaut à multiplier le temps de la courbe par un facteur d’échelle αΠ, permettant la juxtaposition des courbes. On choisit arbitrairement la courbe de référence à 1 g/L afin de pouvoir comparer les courbes maîtresses obtenues avec les deux lots.
La courbe maîtresse (fig. 5.11) est construite par le recouvrement de la courbe de référence (ici la me-sure à 1g/L pour les deux interfaces) avec les courbes obtenues à d’autres concentrations de manière à maximiser la juxtaposition (en échelle logarithmique les points aux temps courts ont donc plus de poids que les points aux temps plus longs). La figure 4.7 (a) montre les courbes maîtresses de pres-sions de surface en fonction du temps normalisé par αΠt, pour les deux lots. L’allure de la pression de surface Π avec le temps est la même pour les deux isolats, cela suggère que ce sont les mêmes espèces adsorbées à l’interface. Cependant la courbe obtenue avec le lot gli/glu apparaît décalée, elle se superpose à la courbe maîtresse obtenue pour le lot gli avec un facteur 1
18. Cela indique que le lot gli/glu est moins tensioactif que le lot gli et supporte l’hypothèse d’interactions entre gliadines et gluténines conduisant à des assemblages pas ou peu tensio-actifs dans le lot mixte. Le recouvrement des courbes maîtresses est valable jusqu’à Π = 20 mN/m. Des mesures complémentaires seraient nécessaires avec le lot gli/glu pour identifier clairement le comportement à temps αΠtplus long.
4. Gliadines à l’interface air/eau 132 10 -2 10 0 10 2 10 4 10 6 10 8 10 10 0 10 20 30 40 1/18 gli gli/glu ( m N / m ) t (s) a) 10 -1 10 0 10 1 10 2 10 -2 10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 b) Gliadines Gliadines/Gluténines Modèle diffusif C (g/L)
Fig. 4.7:a) Pression de surface en fonction du temps normalisé par le facteur d’échelle αΠ pour les mesures obtenues avec les lots gli (Bleu) et gli/glu (rouge). Courbe gli/glu décalée d’un facteur 1
18 (orange) b) Facteur d’échelle αΠ en fonction de la concentration C. Le trait plein correspond à un modèle diffusif sans paramètre libre (eq. 5.9).
La figure 4.7 (b) montre les facteurs d’échelles en fonction de la concentration en isolat C. La concen-tration de référence est de 1 g/L. Les facteurs d’échelles permettant d’obtenir la courbe maîtresse de pression avec le facteur d’échelle du lot gli/glu à 10 g/L est dans l’ordre de grandeur de ce qui a été obtenu pour le lot gli.