Etude micromécanique et microstructurale au sein de l’albumen amylace du grain de blé par afm

Michel Ramonda (1) , Olivier Arnould (2) , Matthieu George (3) , Jean-Yves Delenne (4) , Valérie Lullien-Pellerin (4)

1 Centrale de Technologie en Micro et Nanoélectronique CTM-­LMCP
2 BOIS - Bois
3 L2C - Laboratoire Charles Coulomb
4 UMR IATE - Ingénierie des Agro-polymères et Technologies Émergentes

Le fractionnement du grain de blé, qui permet la séparation de l’albumen amylacé (au cœur) de ses parties périphériques pour produire de la farine, dépend de ses propriétés mécaniques. On distingue, chez le blé tendre, des blés dits « soft », dont l’albumen est friable, et « hard » plus résistant. Ils différent par la présence de gènes codant deux protéines spécifiques, les Puroindolines (PINs) A et B, qui sont de forme sauvage (cas des soft) ou mutés (cas des hard). Ces protéines sont impliquées dans les interactions entre les constituants majeurs du grain (amidon et protéines de réserve qui entourent les granules, capables de former un réseau aux propriétés uniques appelé gluten). Nous avons pu disposer de lignées quasi-isogéniques pour la dureté qui ne différent que par la présence de ces gènes sauvages ou mutées, alors que le fond génétique est identique, et montré que ces seuls gènes affectent les caractéristiques physiques et le comportement au broyage des grains [1,2]. Nous avons pu caractériser in situ les propriétés mécaniques respectives de l’amidon et du gluten et montré leurs différences, contrairement à ce qui est établi dans la littérature, grâce au développement d’une méthode originale où la pointe d’un Microscope à Force Atomique (AFM) est utilisée pour abraser la surface de l’échantillon à analyser [3]. Nous avons également mis en évidence des différences d’interfaces entre les polymères en fonction de la dureté du grain [4]. Enfin, nous avons utilisé la méthode de caractérisation mécanique par AFM par résonance de contact (CR-AFM) pour mesurer le module d’indentation (élastique) au sein de granules d’amidon (échelle de la centaine de nanomètres), moyennant une correction originale prenant en compte la topographie locale [5]. Cette méthode a été utilisée sur des sections de grains (céréales) et graines (légumineuses) de différentes origines botaniques pour comparer les propriétés de leurs amidons.

Domaines: Sciences du Vivant [q-bio]; Mécanique des matériaux [physics.class-ph]

Michel Ramonda, Olivier Arnould, Matthieu George, Jean-Yves Delenne, Valérie Lullien-Pellerin. Etude micromécanique et microstructurale au sein de l’albumen amylace du grain de blé par afm. 12èmes Journées Scientifiques et Techniques du réseau des microscopistes INRAE, Nov 2023, Montpellier, France. ⟨hal-04298384⟩