Au cœur des granules d’amidon : explorer leurs propriétés mécaniques selon leur origine botanique

Abstract

National audienceL’amidon est un composé majeur des grains qui constitue une forme de stockage du carboneet donc une ressource en énergie. Il est composé de deux polymères de glucose : l’amylose etl’amylopectine dont la proportion varie respectivement entre 15-30% et 70-85%.De nombreuses caractéristiques des granules d’amidon sont étudiées en fonction de l’originebotanique des grain(e)s. Mais, très peu d’études concernent la caractérisation des propriétésmécaniques in situ qui jouent un rôle central sur le comportement au broyage des grain(e)set sur le taux d’amidon endommagé lors des étapes de transformation.Pour préciser le comportement mécanique à petite échelle, une première approche baséesur des essais de type « scratch test » a été développée. Elle utilise une pointe de microscopeà force atomique (AFM) pour endommager en surface le granule d’amidon au sein d’ungrain de blé. Cette approche a permis de mettre en évidence des duretés du même ordre degrandeur que celle d’un autre matériau biologique, la dentine, alors que la matrice protéiqueentourant les granules présentait une dureté moindre de l’ordre de celle du talc.Dans la continuité de ces travaux une méthode s’appuyant sur la résonance de contact(CR-AFM) a été mise en œuvre. Elle permet de mesurer le module de contact des granulesd’amidon à l’échelle de la centaine de nanomètres moyennant des corrections prenanten compte la forme des granules et a été mise en œuvre sur des sections de grain(e)s dedifférente d’origines botaniques (céréales de type C3 ou C4, légumineuses). Les résultatsde cette campagne d’essais, ainsi que la capacité de l’AFM à rendre compte des propriétésmécaniques de l’amidon seront discutés au regard des connaissances actuelles sur sastructure et ses propriétés physicochimique