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Um den organischen Phosphatspeicher der Pflanzen bestmöglich zu erschließen, ist es notwendig, die Phytaseeffizienz in vivo zu erhöhen. Dabei helfen sowohl ein besseres Verständnis für die Einflussfaktoren, welche den Phytatabbau in vivo limitieren, als auch eine stetige Verbesserung der biochemischen Eigenschaften von Phytasen, um an die Bedingungen im Verdauungstakt der Nichtwiederkäuer bestmöglich angepasst zu sein. Das Hauptziel der Arbeit war daher, mit Hilfe einer gerichteten Rekombination bekannter Phytasegene sequenziell neuartiger Hybrid-Phytasen zu erzeugen, welche die biochemischen Eigenschaften der eingesetzten Wildtyp-Phytasen übertreffen. Im Fokus dieser Arbeit stand dabei die biochemische- und ernährungsphysiologische Bewertung der neu erzeugten Hybrid-Phytasen hinsichtlich ihrer Eignung als Futterzusatz. Alle untersuchten Hybrid-Phytasen zeigten bei einem pH-Wert von 3,0 einen effizienteren InsP6-Abbau als bei einem pH-Wert von 5,5, obwohl die eingesetzte Phytaseaktivität bei beiden pH-Werten gleich war. Während das InsP6 in vielen Fällen bei einem pH-Wert von 3,0 bis zum InsP1-2 dephosphoryliert wurde, kam es bei einem pH-Wert von 5,5 zu einer Akkumulation des Ins(1,2,5,6)P4-Isomers. In einem in vitro Modell zeigten Hybrid-Phytasen mit einer hohen sequenziellen Homologie zur E. coli und C. braakii-Phytase eine hohe Akkumulation von InsP4-Isomeren. Interessant war, dass diese Phytasen bevorzugt das Ins(1,2,5,6)P4-Isomer bildeten. Andere Hybrid-Phytasen konnten hingegen alle InsP4-Isomere abbauen und bildeten zum Teil hohe InsP2-Konzentrationen. In einem weiteren in vitro- Versuch mit einer komplexen Futtermatrix, bestehend aus Soja- und Rapsextraktionsschroten sowie Weizen mit einem hohen Mineralstoffanteil wurde das im Futter enthaltene InsP6 von allen eingesetzten Phytasen deutlich schlechter abgebaut als bei einer Futtermatrix mit einem geringen Mineralstoffgehalt. Während eine Hybrid-Phytase das InsP6 der Futtermatrix basierend auf Mais und Soja bis zum InsP3- Isomer vollständig dephosphorylieren konnte und hohe InsP2-Konzentrationen bildete, waren bei Verwendung der komplexeren Futtermatrix noch InsP6-Konzentrationen nachweisbar, trotz ansonsten identischer Reaktionsbedingungen. In einem abschließenden Fütterungsversuch mit Broilern wurde eine der Hybrid-Phytasen gleichzeitig mit einer kommerziellen Phytase in je zwei Dosierungen (500- und 1500 FTU/kg) eingesetzt, um ihre Eignung als Futterzusatz bewerten zu können. Es wurde ein Versuchsfutter auf Mais- und Sojabasis und ohne Zulage von Monocalciumphosphat verwendet, um einen möglichst effizienten Phytatabbau zu erreichen. Die Zulage der Hybrid-Phytase führte zu einer dosisabhängigen Zunahme der Leistungsdaten der Broiler im Vergleich zu der Basalration ohne Enzymzugabe. Außerdem konnte der Fußaschegehalt bei einer Dosierung von 1500 FTU/kg Phytase um 21,6 % erhöht werden, was für eine verbesserte Knochenmineralisierung durch das freigesetzte InsP6-Phosphat spricht. Durch die Analyse der InsP6-Konzentration und dessen Abbauprodukte in verschiedenen Segmenten des Verdauungstraktes konnte ein effizienter InsP6-Abbau in vivo beobachtet werden. Im Gegensatz zu den in vitro-Versuchen konnte keine Akkumulation von InsP3-4-Isomeren nachgewiesen werden. Neben einer hohen exogenen Phytaseaktivität spricht dieses Ergebnis ebenso für eine hohe endogene Phytase- sowie Phosphataseaktivität im Verdauungstrakt der Broiler. Es ist anzunehmen, dass der Verzicht auf MCP in den experimentellen Versuchsrationen die Expression endogener Phytasen sowie Phosphatasen begünstigt haben könnte. Diese Vermutung wird durch den praecaecalen InsP6- Abbau in vivo bestätigt, welcher in der Basalration ohne Phytasezugabe bei 63,5 % lag. Nichtsdestotrotz konnte die Zugabe der Hybrid-Phytase den praecaecalen InsP6-Abbau auf 76,3 % signifikant erhöhen. Die hohe Phytaseeffizienz spiegelte sich auch in der gemessenen praecaecalen Phosphor-Verdaulichkeit wider, die im Vergleich zur Basalration um 6,8 % erhöht wurde. Die eingesetzte kommerzielle Phytase zeigte eine vergleichbare Verbesserung der Leistungsdaten der Broiler wie die nicht optimierte Hybrid-Phytase. In diesem Projekt wurde eine Vielzahl sequenziell einzigartiger Hybrid-Phytasen durch die Rekombination bekannter Wildtyp-Phytasegene entwickelt, welche in einigen relevanten Aspekten die biochemischen Eigenschaften der Wildtyp-Phytasen übertrafen. Einige der Phytasen zeigten bei der Simulation des Verdauungstraktes von Broilern in vitro einen sehr effizienten Phytatabbau. Ebenso konnte die Eignung der getesteten Hybrid-Phytase als Futterzusatz anhand der gesteigerten Leistungsdaten der Broiler nachgewiesen werden. Die höheren Leistungsdaten der Broiler konnten auf einen effizienten Phytatabbau zurückgeführt werden. Um einen maximalen InsP6-Abbau zu erreichen, müssen die futterbedingten- und tierbezogenen Faktoren auf die Phytaseeffizienz in vivo noch besser verstanden und die InsP6-Verfügbarkeit erhöht werden. To degrade the organic phosphate storage in the best possible way, it is necessary to increase phytase efficiency in vivo. Both a better understanding of the influencing factors limiting phytate degradation in vivo and a continuous improvement of the biochemical properties of phytases to be best adapted to the conditions in the digestive tract of non-ruminants will help to achieve this. Therefore, the main objective of this work was the generation of a large number of sequentially unique hybrid phytases by directed recombination of known phytase genes with the goal to achieve improved biochemical properties compared to the wild-type phytases used. The focus of this work was the biochemical and nutritional evaluation of the newly generated hybrid phytases with respect to their suitability as feed supplements. All hybrid phytases examined showed more efficient InsP6 degradation at pH 3.0 than at pH 5.5, although the phytase activity supplemented was the same at both pH values. While InsP6 was dephosphorylated to InsP1-2 in many cases at pH 3.0, accumulation of the Ins(1,2,5,6)P4 isomer occurred at pH 5.5. In an in vitro model simulating the digestive tract of broilers, hybrid phytases with high sequential homology to the E. coli and C. braakii phytase showed high accumulation of InsP4 isomers. Interestingly, these phytases preferentially formed the Ins(1,2,5,6)P4 isomer. In contrast, other hybrid phytases were able to degrade all InsP4 isomers and in some cases high InsP2 concentrations were observed. Another in vitro experiment with a complex feed matrix consisting of soybean meal, rapeseed meal, and wheat with a high mineral content, illustrated the negative influence of certain feed-related factors on phytase efficiency. InsP6 present in the feed was significantly less degraded by all phytases used compared to a corn and soy-based feed matrix with a low mineral content. While a hybrid phytase was able to completely dephosphorylate the InsP6 of the corn and soy-based feed matrix down to the InsP3 isomer resulting in high InsP2 concentrations, the InsP6 were still detectable in the in vitro model with the more complex feed matrix and high mineral content, despite identical reaction conditions. In a final feeding trial with broilers, one of the hybrid phytases was supplemented at two doses each (500 and 1500 FTU/kg) to evaluate its suitability as a feed supplement. Also, a commercial phytase was included in the study design at the same doses setting the benchmark for phytase efficiency. A low phosphorus experimental feed based on corn and soybean meal was used. The supplementation of the used hybrid phytase resulted in a dose-dependent increase in broiler performance data such as daily weight gain, feed intake and significantly improved feed efficiency compared to the basal ration without enzyme supplementation. In addition, foot ash content was increased by 21.6% at a dose of 1500 FTU/kg phytase, indicating significantly improved bone mineralization due to the released InsP6 phosphate. By analyzing InsP6 concentration and its degradation products in different segments of the digestive tract, efficient InsP6 degradation was observed. In contrast to the in vitro experiments, no accumulation of InsP3-4 isomers could be detected in crop, gizzard or small intestine. In addition to a high exogenous phytase activity, this result also suggests a high endogenous phytase as well as phosphatase activity in the digestive tract of broilers. It can be assumed that the absence of monocalcium phosphate in the experimental rations may have induced the expression of endogenous phytases and phosphatases. This assumption is confirmed by the high precaecal InsP6 degradation, which was 63.5% in the basal ration without phytase supplementation. Nevertheless, the used hybrid phytase significantly increased the precaecal InsP6 degradation to 76.3%. The high phytase efficiency was also reflected in the measured precaecal phosphorus digestibility, which was increased by 6.8% compared to the basal ration. The commercial phytase used showed comparable improvement in broiler performance data to the non optimized hybrid phytase. This project demonstrated the development of a variety of sequentially unique hybrid phytases by recombination of known phytase genes, which exceeded the biochemical properties of the wild-type phytases in some relevant aspects. Some of the phytases showed very efficient phytate degradation when simulating the digestive tract of broilers in vitro. Also, the suitability of the tested hybrid phytase as feed additives was demonstrated by the increased performance data of broilers. The higher performance data of the broilers could be attributed to efficient phytate degradation. To achieve maximum InsP6 degradation in vivo, the feed-related and animal-related factors on phytase efficiency need to be better understood.

Two types (with and without a hydrolysis stabilizer) of polyamide 6.6 (PA6.6) reinforced with 30% w/w glass fibres were examined against the influence of automotive cooling fluids, e.g. ethylene glycol aqueous solutions. The overall goal was to find a methodology to compare the performance of PA6.6 materials against the impacts of the hydrolysis environment. The stabilizer effect on the hydrolytic resistance of the materials was assessed using tensile tests according to ISO 527, and their strain‐at‐break values were evaluated in more detail. The degradation mechanism of both PA types was monitored by infrared spectroscopy and SEM. The material lifetime was described by the Arrhenius equation. The results show that the hydrolysis stabilizer operates effectively at low temperature but exhibits weak performance above 130 °C, which is explained by faster consumption of the stabilizing agent. © 2021 The Authors. Polymer International published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Industrial Chemistry.

Die Photoelektrochemische (PEC) Wasserspaltung stellte eine nachhaltige und saubere Methode dar, um Wasserstoff zu erzeugen, ohne auf fossile Brennstoffe angewiesen zu sein. Der P-Typ Cu2O-Halbleiter ist ein vielversprechender Kandidat für die Verwendung als Photokathodenmaterial in Bezug auf Kosten, Verfügbarkeit, Lichtabsorption und Energiebandposition. Ein neuartiges und kostengünstiges Herstellungsverfahren für hochporöse Strukturen (55-80 Poren/mm2) von Cu2O-Photokathoden mit verbesserter PEC-Leistung unter ausschließlicher Verwendung der elektrochemischen Abscheidung wird vorgestellt. Dieses Verfahren beinhaltet drei Schritte, um ein stabiles und hochporöses Cu-Metallgerüst als Substrat für die Cu2O-Schichten herzustellen. Im ersten Schritt wurde ein Abscheideprozess unterstützt durch die dynamische Entwicklung von Wasserstoff-Blasen entwickelt, um poröse Cu-Strukturen mit feinen Porennetzwerken herzustellen. Die porösen Cu-Strukturen wurden durch Abscheidung homogener und kompakter Cu-Schichten auf den fein verästelten Porenwänden mechanisch verstärkt. Da die poröse Cu-Struktur nicht vollständig verstärkt war, wurde in einem dritten Schritt die teilweise verstärkte Struktur mit Hilfe von Ultraschall vom planaren Cu-Substrat abgelöst, um ein stabiles freistehendes poröses Netzwerk mit röhrenförmigen Durchgangsporen zu erhalten. Die Porengröße kann durch Veränderung der Abscheidezeit während des ersten Herstellungsschrittes leicht eingestellt werden. Cu2O-Schichten mit Dicken zwischen ~0,5 und ~3 µm wurden auf den freistehenden porösen Cu-Schichten durch Variation der Abscheidezeit elektrochemisch hergestellt. Die PEC-Wasserspaltung der Cu2O-Photokathoden wurde unter gepulser simulierter AM 1,5-Beleuchtung in einem wässrigen Elektrolyten aus 0,5 M Na2SO4 (pH 6) untersucht. Es wurde festgestellt, dass die Proben mit kleineren Poren den höchsten Photostrom von -2,75 mA cm-2 bei 0 V vs. RHE aufwiesen, gefolgt von -2,25 mA cm-2 für die Proben mit großen Poren, während ein niedriger Dunkelstrom beibehalten wurde. Diese Photoströme sind 120 % bzw. 80 % höher als die PEC-Leistung einer Cu2O-Schicht auf planarem Cu-Substrat, die mit den gleichen Abscheideparametern hergestellt wurde. Die hohe Leistung wird auf die vergrößerte Oberfläche durch die poröse Struktur, die dünne und homogene Bedeckung der Cu2O-Schicht mit kleiner Korngröße und die höheren Lochkonzentrationen zurückgeführt, wie die Mott-Schottky-Analyse zeigte. Die weitere Auswertung der freistehenden porösen Cu2O-Proben zeigte, dass sie eine direkte optische Durchlässigkeit von 14 % für die feinporigen Proben bzw. 23 % für die grobporigen Proben besitzen ([Lambda] = 400-800 nm). Die Herstellung des transluzenten Metallgerüsts mit Hilfe des elektrochemischen Abscheidungsprozesses wurde bisher nicht berichtet, sodass neue Innovationen für verschiedene Anwendungen, insbesondere im Bereich der Energiematerialien, ermöglicht werden., Photoelectrochemical (PEC) water splitting offers a sustainable and clean alternative method to produce hydrogen without relying on fossil fuels. P-type Cu2O semiconductor is a promising candidate to be used as a photocathode material with respect to cost, abundance, light absorption, and energy band position. A novel and inexpensive fabrication procedure using solely electrodeposition as presented here to produce a highly porous structure (55 - 80 pores/mm2) of Cu2O photocathodes with improved PEC performance. A Three-step procedure was implemented to produce a stable and highly porous Cu metal framework as a substrate to then be coated with the Cu2O film. In the first step, a dynamic hydrogen-bubble-assisted Cu electrodeposition process was employed to prepare porous Cu structures with delicate pore networks. The porous Cu structures were mechanically reinforced by electrodepositing homogenous and compact Cu layers on the delicate ramified pore walls. As the porous Cu structure was not entirely reinforced, in a third step the reinforced porous layer was detached from the planar Cu substrate using ultrasonication to obtain a stable free-standing porous Cu framework with tubular through-pores networks. The pore size can be easily tuned by changing the deposition time during the first electrodeposition step for the Cu deposition. Cu2O films with various thicknesses between ~0.5 and ~3 µm were electrodeposited on the free-standing porous Cu frameworks by varying the deposition time. The PEC water splitting evaluation of the Cu2O photocathodes was performed under chopped simulated AM 1.5 illumination in an aqueous electrolyte of 0.5 M Na2SO4 (pH 6). It was found that the samples with smaller pores exhibited the highest photocurrent of -2.75 mA cm-2 at 0 V vs. RHE, followed by -2.25 mA cm -2 for large pores samples while maintaining a low dark current. These photocurrents are 120% and 80% higher than the PEC performance of the Cu2O film on planar Cu substrate that was deposited using the same electrodeposition parameters. The high performance is attributed to the increased surface area from the porous structure, thin and homogenous coverage of the Cu2O film with small grain size, and higher hole concentrations as was shown by Mott-Schottky analysis. Further evaluation of the free-standing porous Cu2O samples reveals that they possess direct optical transmittance between 14% and 23% ([Lambda]=400-800 nm) for the small-pores samples and the large-pores samples, respectively. The fabrication of the translucent metal framework using the electrodeposition process has not been reported elsewhere, which can unfold new innovations for different applications, especially in the field of energy materials.

The aquaculture industry has become a sustainable source of food for humans. Remaining challenges include disease issues and ethical concerns for the discomfort and stress of farmed fish. There is a need for reliable biomarkers to monitor welfare in fish, and the stress hormone cortisol has been suggested as a good candidate. This study presents a novel method for measurement of cortisol in fish feces based on enzymatic hydrolysis, liquid–liquid extraction, derivatization, and finally instrumental analysis by liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry. Hydrolysis and extraction conditions were optimized. Cortisol appeared to be mostly conjugated to sulfate and less conjugated to glucuronic acid in the studied samples of feces from farmed Atlantic salmon. The method was suitable for quantification of cortisol after enzymatic deconjugation by either combined glucuronidase and sulfatase activity, or by glucuronidase activity alone. The limit of detection was 0.15 ng/g, the limit of quantification was 0.34 ng/g, and the method was linear (R2 > 0.997) up to 380 ng/g, for measurement of cortisol in wet feces. Method repeatability and intermediate precision were acceptable, both with a coefficient of variation (CV) of 11%. Stress level was high in fish released into seawater, and significantly reduced after eight days.

With regard to the sustainability and biological origin of plastic components, regenerated cellulose fiber (RCF)-reinforced polymers are expected to replace other composites in the future. For use under severe conditions, for example, as a housing in the engine compartment, the resistance of the composites and the impact on the fiber and fiber-matrix adhesion must be investigated. Composites of bio-polyamide with a reinforcement of 20 wt.% RCF were compounded using a twin-screw extruder. The test specimens were manufactured with an injection molding machine and aged under conditions of high humidity at 90% r. H, a high temperature of 70 °C, and water storage using a water temperature of 23 °C for 504 h. Mechanical tests, single-fiber tensile tests (SFTT), single-fibre pull-out tests (SFPT), and optical characterization revealed significant changes in the properties of the composites. The results of the SFPT show that accelerated aging had a significant effect on the bio-polymer and an even stronger effect on the fiber, as the single-fiber tensile strength decreased by 27.5%. Supplementary notched impact strength tests revealed a correlation of the impact strength and the accelerated aging of the RCF-reinforced composites. In addition, it could be verified that the tensile strength also decreased at about 37% due to the aging effect on the RCF and a lowered fiber-matrix adhesion. The largest aging impact was on the Young’s modulus with a decrease of 45% due to the accelerated aging. In summary, the results show that the strengthening effect with 20 wt.% RCF was highly decreased subsequent to the accelerated aging due to hydrolysis and debonding because of the shrinkage and swelling of the matrix and fiber. These scientific findings are essential, as it is important to ensure that this bio-based material used in the automotive sector can withstand these stresses without severe degradation. This study provides information about the aging behavior of RCF-reinforced bio-based polyamide, which provides fundamental insights for future research.

Currently, the discovery of new biomolecules is essential for various industrial applications. Peptides produced by hydrolysis of plant or animal proteins are of interest because of their potential bioactivities. Some peptides, by their ability to complex iron(II), can inhibit and slow down oxidation phenomena. To date, the discovery of new bioactive molecules is generally based on long and fastidious empirical approaches, involving large quantities of solvents, harmful to the environment. Therefore, it is important to develop new and highly sensitive screening methods before implementing a selective separation process of these peptides of interest present in mixture. The objective of this thesis is therefore to (i) develop highly sensitive screening methods to identify the presence of these metal chelating peptides (MCPs) in hydrolysates, produced in the laboratory, before undertaking a time-consuming separation phase and (2) to study their antioxidant activities, using biochemical and cellular assays. In the first approach, time-resolved molecular dynamics (switchSENSE) was first implemented on model peptides capable of complexing metals and then applied to non-filtrated soy and tilapia protein hydrolysates. It has proven to be very sensitive for detecting the presence of MCPs in peptide hydrolysates. This technology is based on the electrical movement of DNA strands, present on the surface of gold microelectrodes, on which are immobilized metal ions. When a peptide has an affinity for an immobilized metal ion and thus forms a peptide-metal complex, this results in a variation of the measured fluorescence signal. On the other hand, MCPs were screened in ultrafiltrated soy and pea protein hydrolysates using Surface Plasmon Resonance (SPR). This advanced technique, allows to determine an affinity constant between a peptide and a metal ion immobilized on a microchip at the molecular scale. It is used here in an original way to study different hydrolysates and thus screen the best hydrolysis condition to produce MCPs. The biological interest in exploring metal-chelating activity in these hydrolysates is to evaluate their antioxidant power in cellulo. These peptides could be promising for ferroptosis inhibition by chelating excess iron ions and thus contribute to the prevention of cell death in several diseases including Atherosclerosis (AS). We aimed to develop a ferroptosis model (induction and rescuing) on human aortic smooth muscle cells to mimic ferroptosis happening during AS development. The ferroptosis model was developed in three steps taking into consideration three essential parameters such as the concentration of ferroptosis inducers (Erastin and ferric ions), the time and the medium of incubation. At each step, 2 biomarkers i.e. intracellular concentration of GSH and lipid peroxidation were followed by NDA and TBARS methods, respectively. The rescue of the ferroptosis model was validated using metal chelators such as DFO and DFr, which are also control molecule regarding MCP activity., Actuellement, la découverte de nouvelles biomolécules est primordiale pour diverses applications industrielles. Les peptides produits par hydrolyse de protéines végétales ou animales, présentent un intérêt en raison de leurs bioactivités potentielles. Certains peptides, par leur capacité à complexer le fer(II), peuvent inhiber les phénomènes d’oxydation. À ce jour, la découverte de nouvelles molécules bioactives est généralement basée sur des approches empiriques longues, et fastidieuses. Par conséquent, il est important de développer de nouvelles méthodes de criblage très sensibles avant de mettre en place un procédé de séparation sélectif de ces peptides d’intérêt présents en mélange. L’objectif de cette thèse est donc de (1) développer des méthodes de criblage à haute sensibilité pour identifier la présence de ces peptides chélateurs de métaux (PCMs) dans les hydrolysats, produits en laboratoire, avant d’entreprendre une phase séparative chronophage et (2) d’étudier leurs activités antioxydantes, à l’aide de tests biochimiques et cellulaires. Dans une première approche, ces PCM ont été criblés dans les hydrolysats de protéines de soja en utilisant une approche par Résonance Plasmonique de Surface (SPR). Cette technique permet de déterminer une constante d’affinité entre un peptide et un ion métallique immobilisé sur une micro-puce à l’échelle moléculaire. Elle est utilisé ici pour étudier différents hydrolysats et ainsi cribler la meilleure condition d'hydrolyse pour produire des PCMs. Avec ce même objectif, la dynamique moléculaire à résolution temporelle (switchSENSEⓇ) constitue une seconde approche basée sur un biocapteur et un suivi de fluorescence. Cette technologie est basée sur le mouvement électrique d'ADN, présents en surface de microélectrodes, sur lesquels sont immobilisés des ions métalliques immobilisés. Lorsqu’un peptide forme un complexe peptide-métal, cela entraîne une variation du signal de fluorescence mesuré. Cette méthode a d'abord été mise en place sur des PCMs de synthèse modèles, puis appliquée sur des hydrolysats de protéines de soja et Tilapia. Elle s’avère d’une très grande sensibilité pour détecter la présence de PCMs dans des hydrolysats. L'intérêt biologique d'explorer l'activité chélatrice de métaux dans ces hydrolysats est d'évaluer leur pouvoir antioxydant in cellulo. Ces peptides pourraient être prometteurs pour l'inhibition de la ferroptose en chélatant l'excès d'ion fer et ainsi contribuer à la prévention de la mort cellulaire dans plusieurs maladies dont l'athérosclérose (AS). Nous avons voulu développer un modèle de ferroptose (induction et sauvetage) sur des cellules musculaires aortiques humaines pour imiter la ferroptose qui se produit pendant le développement de l'AS. Le modèle de ferroptose a été développé en trois étapes en prenant en considération trois paramètres essentiels tels que la concentration des inducteurs de ferroptose (Erastin et ions ferriques), le temps et le milieu d'incubation. À chaque étape, 2 biomarqueurs, à savoir la concentration intracellulaire de GSH et la peroxydation lipidique, ont été suivis par les méthodes NDA et TBARS, respectivement. Enfin, le modèle de ferroptose a été validé lors d'une incubation de 10 µM d'Erastin et 50 µM d'ions ferriques pendant 1 nuit dans un milieu complet dilué 2 fois. L'Erastin a réussi à bloquer le système Xc- conduisant à la déplétion de la cystéine intracellulaire nécessaire à la synthèse du GSH. L'ajout d'ions ferriques a accéléré les réactions oxydatives, produisant des espèces réactives qui ont attaqué les membranes lipidiques des cellules et provoqué une peroxydation lipidique. Le sauvetage du modèle de ferroptose a été validé en utilisant des chélateurs de métaux tels que le DFO et le DFr, qui sont également des contrôles de l'activité des MCP. Seul la DFr à 150 µM a été capable d'inhiber la peroxydation lipidique provoquée par l'Erastin et l'ion ferrique.

The target of this work was the development of a new family of organogelators based on the association of a glycolipid and a boronic acid. The first chapter presents the state of knowledge on the combination of boronic acids and sugars as well as the state of the art concerning gelling molecules structurally close to the family of glycolipid boronates, namely the 4,6-O-benzylidene-glycosides. In the second chapter, the synthesis and evaluation as gelling agents of esters derived from phenylboronic acid derivatives bearing various substituents associated with n-alkylglucosides equipped with different chain lengths, is discussed.The gels obtained were characterized at different scales: macroscopic, microscopic and molecular scales. Their sensitivity to water was then assessed in regards to the molecular structure of the organogelator. The third chapter reports the synthesis and evaluation as organogelling agents of esters derived from fluorescent boronic acids. The gels were characterized in the same way as above in addition to the determination of their fluorescent properties by fluorescent spectroscopy.; L’objectif de cette thèse était de développer une nouvelle famille d’organogélifiants basés sur l’association entre un glycolipide et un acide boronique. Le premier chapitre aborde l’état des connaissances sur les associations entre les acides boroniques et les sucres ainsi que l’état de l’art concernant des molécules gélifiantes proches structurellement de la famille des boronates de glycolipides, à savoir les 4,6-O-benzylidène glycosides. Dans le deuxième chapitre, est présentée la synthèse et l’évaluation comme organogélifiants d’esters boroniques issus de l’acide phénylboronique ou de derivés présentant une substitution sur le cycle aromatique associés à des n-alkylglucosides avec différentes longueurs de chaîne. Les gels obtenus ont été caractérisés à différentes échelles : macroscopique, microscopique et moléculaire ce qui a permis d’en déduire leurs principales propriétés viscoélastiques et le mode d’auto-assemblage des organogélifiants. La sensibilité à l’eau de ces gels en regard avec la structure du gélifiant, a ensuite été évaluée. Le troisième chapitre rapporte la synthèse et l’évaluation comme organogélifiants d’esters issus d’acides boroniques fluorescents. Les gels ont été caractérisés de la même manière que précédemment et leurs propriétés de fluorescence ont été étudiées par spectroscopie de fluorescence.

Insekten gewinnen zunehmend an Bedeutung als Lebensmittel für den menschlichen Verzehr und der Mehlwurm ist kürzlich als Inhaltstoff verarbeiteter Lebensmittel in der Europäischen Union zugelassen worden. In dieser Arbeit wurden durch Fermentation und chemische Hydrolyse wurden drei unterschiedliche Würzsaucen hergestellt. Die unterschiedlichen Herstellungsmethoden bedienten sich Vorbildrezepturen bestehender Würzsaucen, enthielten allerdings alle Tenebrio Molitor als Hauptzutat. T. molitor wurde vor der Weiterverarbeitung blanchiert und zerkleinert. Der Sauce nach Vorbild einer Garum wurde Aspergillus oryzae, Gerste, Wasser und Salz zugesetzt und sie wurde 35 Tage bei 36°C im Brutschrank aufbewahrt. Der Sauce nach Vorbild einer Sojasauce wurde Aspergillus sojae, Reismehl, Salz und Wasser zugefügt. Die Herstellung der Sauce durch chemische Hydrolyse erfolgte durch Zugabe von Salzsäure, Erhitzung auf 80°C für 2 Stunden und Neutralisation mit Natronlauge. Die Saucen wurden filtriert, pasteurisiert und anschließend wurde L-Glutaminsäuregehalt und pH-Wert gemessen und eine sensorische Evaluierung durchgeführt. Die Analyse des L-Glutaminsäuregehalts wurde unter Verwendung eines Testkits analysiert. Die Sauce nach Vorbild einer Garum wies nach 35 Tagen die gewünschten sensorischen Eigenschaften auf und es fand eine sichtbare Veränderung in der Farbe statt. Eine Erhöhung des L-Glutaminsäuregehalts von 533 mg/100ml am Tag 0 zu 1232 mg/100ml am Tag 35 wurde analysiert. Der pH-Wert wies keine signifikante Veränderung auf. Die Sauce nach Vorbild einer Sojasauce wies nach 30 Tagen nicht die erwarteten sensorischen Eigenschaften aus und war nicht genießbar. Es wurde bei dieser Methode eine deutliche Steigerung des L-Glutaminsäuregehalts von 59 mg/100ml auf 216 mg/100ml und eine Reduktion des pH-Wertes von 6,53 auf 5,25 analysiert. Die Würzsauce, welche durch chemische Hydrolyse herstellt wurde wies mit 83 mg/100ml im Vergleich den niedrigsten L-Glutaminsäuregehalt auf. Sie war sensorisch den Erwartungen entsprechend und eine deutliche Farbänderung war wahrnehmbar. Insects are gaining in importance as food for human consumption and mealworm has recently been approved as an ingredient in processed foods in the European Union. Three different seasoning sauces were produced by fermentation and chemical hydrolysis. The different production methods used model recipes of existing condiment sauces, all of which contained Tenebrio molitor as the main ingredient. The T. molitor were blanched and blended before further processing. Aspergillus oryzae, barley, water, and salt were added to the sauce modelled after a Garum-sauce, and it was kept in an incubator at 36°C for 35 days. Aspergillus sojae, rice flour, salt and water were added to the sauce modelled after a soy sauce. The sauce that was prepared by chemical hydrolysis was made by adding hydrochloric acid, heating to 80°C for 2 hours, and neutralizing with sodium hydroxide solution. The sauces were filtered, pasteurized and then L-glutamic acid content and pH were measured, and sensory evaluation was performed. The analysis of L-glutamic acid content was analysed using a test kit. The sauce modelled after a garum exhibited the desired sensory characteristics after 35 days and there was a visible change in colour. An increase in L-glutamic acid content from 533.12 mg/100ml on day 0 to 1232 mg/100ml on day 35 was analysed. The pH did not show any significant change. The sauce modelled on soy sauce did not exhibit the expected sensory properties after 30 days and was not edible. A significant increase in L-glutamic acid content from 59 mg/100ml to 216 mg/100ml and a reduction in pH from 6.53 to 5.25 were analysed using this method. The seasoning sauce produced by chemical hydrolysis had the lowest L-glutamic acid content in comparison, at 83 mg/100ml. Its sensory attributes were according to expectations and a clear colour change was perceptible. Hans Moritz Lethen Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers Bachelorarbeit FH JOANNEUM 2021