Résumé
Le sorgho est la cinquième céréale la plus produite au monde et constitue une riche source de macro et micronutriments. Ses principales protéines de stockage, les kafirines, représentent 7 à 14 % de la composition du grain. Ces protéines sont très hydrophobes et réticulées par rapport aux autres protéines céréalières, ce qui se traduit par une faible solubilité et une forte tendance à s'agréger. Cela limite leur utilisation potentielle à des fins alimentaires et non alimentaires.Nous avons étudié les paramètres influençant l'extractibilité des kafirines dans les solvants, en appliquant un plan d'expérience. Des facteurs tels que le type de solvant, le temps d'extraction, la température et le rapport échantillon/solvant ont été testés afin d'optimiser un protocole d'extraction.Afin de rationaliser le type de solvant, nous nous sommes tournés vers différents modèles thermodynamiques pour calculer le changement d'énergie libre de l'eau entourant un soluté (ΔG), fournissant ainsi une mesure quantitative de l'effet hydrophobe. Nous avons choisi d'utiliser la Scaled Particle Theory (SPT), qui calcule l'énergie libre de Gibbs de la création de cavités (ΔGC), sur la base de l'exclusion de volume des sphères dures. La création de cavités est un processus entropique, les changements enthalpiques dus aux interactions protéine-eau étant totalement compensés par les effets entropiques associés.Le classement des solvants en fonction du coût de création de cavités est le suivant : ΔGC(Tert-Butanol) < ΔGC(Isopropanol) < ΔGC( Éthanol) < ΔGC(Eau). Nous avons démontré que la réduction de l'énergie nécessaire à la création de cavités entraînait une augmentation du taux de solubilité des protéines dans le solvant. Les solvants qui ont une faible densité de packing, une énergie de cohésion plus importante avec donc des fluctuations de densité plus importantes, comme l'eau, nécessitent plus d'énergie pour accueillir les kafirines hydrophobes.L'extraction optimale a été obtenue en utilisant des grains décortiqués, un solvant composé à 60 % de tert-butanol/eau (v/v) à 60 °C, un rapport échantillon/solvant de 1:100 et deux cycles d'extraction de 10 minutes. Le rendement d'extraction a été quantifié à l'aide de la SE-HPLC et validé par rapport à la méthode Kjeldahl, tandis que les profils protéiques ont été analysés dans des conditions SDS-PAGE réductrices et non réductrices.