Original research articles

Nouvelles acquisitions structurales sur les substances pectiques de la pulpe de raisin

Abstract

Après une mise au point rapide sur les connaissances actuelles des polyosides pectiquesdans les végétaux, les résultats acquis sur la structure des substances pectiques de la pulpe deraisin sont exposés, avec un rappel de la méthodologie utilisée.

Un matériel insoluble à l'alcool (MIA) a été préparé à partir de pulpe de raisin. Quatre fractionspectiques en ont été isolées après traitements successifs par l'eau (25°C; PSE), l'oxalate(25°C; PSOX, l'acide (HCI 0.05M, 80°C; PSH) et la soude (O,05M, 4°C; PSOH).

Les PSE (35 p.100) et PSH (55 p. 100) représentent l'essentiel du matériel pectique extrait.Les PSE sont séparées par chromatographie d'échange d'ions en fractions neutre (PSEn~ 13 p. 100) et acide (PSEa ~ 87 p. 100). Les PSEa et les PSH sont constituées principalementd'acide galacturonique (PSEa 63 p. 100, PSH 53 p. 100), fortement estérifié par du méthanol(degré d'estérification : PSEa 77 p. 100, PSH 68 p. 100), tandis que des quantités faibles d'acideglucuronique sont détectées dans les PSEn (2 p. 100). Les oses neutres (PSEn 65 p. 100, PSEa28 p. 100, PSH 19 p. 100) sont principalement de l'arabinose et du galactose suivis dans unordre décroissant du rhamnose, glucose, xylose, mannose et fucose. Des protéines sont égaIementdétectées en association avec les polyosides.

L'action d'une endopolygalacturonase et d'une endopectine-Iyase sur PSEa et PSH met enévidence des zones «lisses» homogalacturoniques dégradées par les enzymes et des zones«hérissées» rhamnogalacturoniques riches en chaînes latérales d'oses neutres, insensibles àl'attaque enzymatique. Le traitement du MIA par une endopectine-Iyase solubilise un matérielpectique (ZH-MIA) riche en oses neutres (56 p. 100) particulièrement en arabinose, et contenantde l'acide galacturonique (23 p. 100) et des protéines (11 p. 100).

La perméthylation associée à l'hydrolyse spécifique de l'arabinose par une α-L-arabinofuranosidaseet à la RMN du 13C a permis d'établir la structure des chaînes latérales. Des (1 → 3) / (1 → 6) arabinogalactanes, où l'arabinose est essentiellement sous forme terminale non réductrice, dominent dans les ZH-PSE, tout comme dans les PSEn confirmant leur caractère d'arabinogalactane-protéine. En revanche ces structures ainsi que les (1 → 4) arabinogalactanes sont minoritaires dans les ZH-PSH et ZH-MIA où les structures de type (1 → 5) arabinanes et rhamnogalacturonanes sont prédominants.

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After a brief review of available knowledges on plant pectic polysaccharides, structural data on pectic substances from the pulp or grape berries and related analytical techniques are reported.

An alcohol insoluble residue (MIA) was prepared from pulp of grape berries, which was sequentially extracted with water (25°C), oxalate (25°C), acid (0,05N HCI, 80°C) and sodium  hydroxide (0,05N 4°C) yielding four pectic fractions, respectively, PSE, PSOX, PSH and PSOH. PSE (35 p. 100) and PSH (55 p. 100) represented the main part of extracted pectic material.

PSE were fractionated by ion-exchange chromatography into neutral (PSEn ~ 13 p. 100) and acidic (PSEa ~ 87 p. 100) fractions. PSEa and PSH were constituted mainly of galacturonic acid (PSEa 63 p. 100, PSH 53 p. 100) highly methylesterified (esterification degree : PSEa 77 p. 100; PSH 68 p. 100), whereas PSEn contained minute amounts of glucuronic acid (2 p. 100). Neutral sugars (PSEn 65 p. 100, PSEa 28 p. 100, PSH 19 p. 100) were mainly arabinose and galactose followed by decreasing amounts of rhamnose, xylose, glucose, mannose and fucose. Proteins were also detected along with the polysaccharides.

Degradation of PSEa and PSH by endopolygalacturonase and endopectin-lyase evidenced «smooth» homogalacturonic areas sensitive to enzymatic degradation and «hairy» rhamnogalacturonic zones highly substituted by neutral sugar side-chains and resistant to enzyme action. Treatment of MIA With endopectinlyase released pectic material (ZH-MIA) rich in neutral sugars (56 p. 100), especially arabinose, and containing galacturonic acid (23 p. 100) and proteins (11 P. 100).

Structure of neutral sugar side-chains was investigated using methylation analysis associated with specific hydrolysis of arabinose residues with an α-L-arabinofuranosidase, and 13C NMR spectroscopy. ZH-PSE exhibited a structure of 3,6 -linked arabinogalactan substitued by monomeric terminal arabinose. Similar structures were detected in PSEn which relates them to arabino-3,6-galactan-proteins. Conversely PSH or ZH-MIA showed mainly arabinan-like and rhamnogalacturonan structures associated with minor proportions of 3,6- and 4-linked arabino-galactans.

Authors


Luc Saulnier

Affiliation : Institut National de la Recherche Agronomique, Institut des Produits de la Vigne, Laboratoire des Polymères et Techniques Physico-Chimiques, 9, place Viala, 34060 Montpellier Cedex (France)

editorialsecretary@oeno-one.eu

Jean-Marc Brillouet

Affiliation : INRA, UMR1083 SPO, F-34060 Montpellier, France; Montpellier SupAgro, UMR1083 SPO, F-34060 Montpellier, France; Université Montpellier 1, UMR1083 SPO, F-34060 Montpellier, France


Michel Moutounet

Affiliation : Viticulture-OEnologie, Agro de Montpellier, 2 place Viala, Montpellier, France

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