Xylane

Le xylane est un polymère du xylose, le polyoside linéaire qui est le composant principal de l’hémicellulose. Cette dernière est un hétéropolysaccharide végétal qui soutient ou stocke des substances dans les plantes terrestres et dans certaines algues. En termes d’abondance, les xylanes tiennent la deuxième place après les xyloglucanes dans la nature.

La description du xylane

Le xylane est un polysaccharide dont la formule chimique est (C₅H₈O₅)_n. Cette formule traduit sa constitution en une chaîne linéaire de résidus xylose, avec diverses substitutions et ramifications. Sa principale unité monomère ou unité répétitive est le D-xylose.

Ce polysaccharide est particulièrement abondant dans la nature. À titre indicatif, la paille et l’écorce des arbres contiennent 30 % de xylane, le bois des feuillus 20 à 25 % et celui des conifères 7 à 12 %.

Par rapport à la cellulose, le xylane présente la particularité de se décomposer plus rapidement. Les enzymes responsables de son hydrolyse sont la β-1,4-endoxylanase et la β-xylosidase : elles sont connues sous le nom de xylanases.

En dégradant le xylane, elles libèrent un ose monosaccharide à cinq atomes de carbone appelé xylose. 

L’importance de la dégradation du xylane

Le xylane appartient à la famille des hémicelluloses qui composent la paroi cellulaire des végétaux. Il est presque aussi répandu que la cellulose. Toutefois, son extraction assez ardue représente un frein à une utilisation optimale.

La dégradation du xylane se révèle donc déterminante pour pouvoir profiter de ses bienfaits. Des études ont été réalisées dans cette perspective. Isaac Cann et Ron Mackie de l’Université de l’Illinois ont mis en évidence la bactérie Caldanaerobius polysaccharolyticus. Cette dernière renferme les enzymes et les protéines indispensables à la dégradation et à la métabolisation du xylane. Ces biologistes ont travaillé sur un plant de riz génétiquement modifié, duquel ils ont enlevé le gène XAX1.

Des chercheurs du CNRS, de l’INRA et de l’Université de York au Royaume-Uni se sont aussi penchés sur la question. Pour dégrader le xylane et accéder plus facilement à la cellulose se trouvant dans les parois végétales, ils ont identifié une enzyme. Issue d’un champignon, cette dernière permet de dégrader efficacement le xylane et à moindre coût. Une telle découverte a ouvert de nouvelles perspectives dans le domaine de la bioraffinerie.

Les propriétés du xylane

Le xylane est un polysaccharide que l’on retrouve dans les algues et dans certaines plantes. Voici entre autres quelques-unes de ses propriétés.

En tant que polymère de xylose, il est un sucre simple. En raison de sa structure polymérique, il peut former des gels visqueux lorsqu’il est mélangé à de l’eau. Il possède alors des capacités épaississantes, gélifiantes et stabilisantes. Ces propriétés lui permettent d’être utilisé dans l’industrie alimentaire et dans le secteur des cosmétiques.

Sa présence dans des sources végétales telles que les céréales, certaines algues et le bois lui confère des propriétés de biocompatibilité. En raison de ses origines naturelles, il est biocompatible avec les organismes vivants. Cette particularité le rend intéressant pour des applications pharmaceutiques ou médicales.

La place du xylane en nutrition

Le xylane se trouve naturellement dans les plantes et les végétaux. En nutrition, cette origine permet de le qualifier de fibre alimentaire soluble, puisqu’il est soluble dans l’eau. 

À ce titre, il a les mêmes propriétés que les fibres qui se trouvent dans les légumineuses, les céréales ou encore les carottes. Elles sont aussi présentes dans les fraises, les pommes, les agrumes, les algues, les artichauts, les poireaux et les oignons. La liste est encore longue.

En tant que fibre alimentaire soluble, le xylane aide donc à réduire le cholestérol et à régulariser le taux de sucre. Il aide à lutter contre la diarrhée ainsi que les selles défaites, et favorise l’équilibre de la flore intestinale. Il atténue les symptômes du côlon irritable et réduit les risques d’ulcères intestinaux.

Les applications du xylane

Les applications les plus importantes du xylane sont la production du furfural d’une part et celle du papier d’autre part. L’un et l’autre des deux produits sont traités sous la forme brute. Le premier est utilisé comme solvant en raffinage pétrochimique. Concernant le second produit, le polysaccharide est utilisé comme additif et intervient dans la production des biofilms.

Il est aussi employé dans l’industrie pharmaceutique pour la production de formes de dosage à libération contrôlée. Cette formule consiste à libérer les principes actifs des médicaments par petites quantités répétées ou lentement.

Le xylane est utilisé comme complément nutritionnel. Il est alors incorporé dans l’alimentation humaine, mais aussi dans l’alimentation animale.

Il représente la deuxième source de biomasse qui soit la plus abondante sur la planète. De ce fait, il peut être employé pour la production de biocarburants dits « avancés ». Cette épithète est appliquée à une catégorie de biodiesel et de biocarburants cellulosiques. Une telle production s’avère toutefois coûteuse dans la mesure où les micro-organismes utilisés ne parviennent pas à transformer efficacement le xylane et l’hémicellulose. Ils convertissent plutôt le glucose contenu dans la cellulose.

Le xylane est utilisé dans l’industrie cosmétique. Il favorise la synthèse naturelle de collagène et d’acide hyaluronique. Pour ce faire, il se diffuse dans les couches cutanées supérieures. La structure de la peau, notamment l’épiderme, est régénérée. Les rides et les ridules s’estompent, la peau paraît plus ferme, plus élastique et plus lumineuse, donc plus jeune.