Brevet FR2814332A1 — publié le 20020329

La présente invention concerne un procédé électrochimique destiné à enrichir les végétaux en acides aminés, vitamines et sels minéraux. Ces végétaux sont dopés par ces éléments au moment de la germination sous l'effet d'une polarisation électrochimique galvanostatique ou potentiostatique. Pour atténuer la résistance capacitive de ces végétaux et faciliter la migration des substances dopantes on surimpose un courant sinusoïdal au champ de polarisation. On a étudié depuis longtemps l'action du champ électrique sur les plantes et notamment l'effet de l'application de certaines tensions continue, sinusoïdale ou impulsionnelle sur une plante soumise à un cycle lumineux. Quelle que soit la forme des signaux électriques appliquées, on a constaté que les plantes en germination réagissaient différemment sans pour cela fournir des résultats reproductibles exploitables pour une industrialisation. Les techniques actuellement connues étant l'application d'un champ électrophorétique permettant de provoquer la migration d'ions généralement métalliques afin d'enrichir une plante médicinale en oligo-éléments. Dès la germination les racines et les plantules placées dans la solution contenant des molécules ionisablesont polarisé c celles-çi par des électrodes appliquées entre le haut de la plantule et ses racines. Quelles que soient les techniques électrochimiques appliquées (régime continu, impulsionnel, balayage en tension ou sinusoïdal), les enrichissements de la plante déterminés par dosage sont faibles et peu reprodutibles. D'une façon générale on maîtrise difficilement le phénomène de la migration tout en obtenant parfois des résultats positifs dans la modification de la composition chimique de la plante au niveau des cellules végétales. La présente invention permet de pallier à ces inconvénients de reproductibilité et de fiabilité. On observe, lorsque la plante est polarisée faiblement par un courant continu avec l'application ou non d'une surtension sinusoïdale entre les racines et les feuilles, et l'effet du champ électrique associé à la fréquence électrique et du déphasage entre ces deux courants sinusoïdaux, une migration d'ions démontrant que cette plante se comporte comme une cellule pseudo- électrochimique qui serait soumise à un effet redresseur et où les molécules positives ou négatives migrent à l'intérieur de chaque cellule végétale composant la feuille, la tige et la racine. Le déphasage entre les deux courants sinusoïdaux augmente la vitesse de migration des ions, sous réserve que la plante soit placée dans un milieu aqueux et soumise à une ambiance favorable à sa germination. L'avantage de cette technique est sa fiabilité favorisant l'obtention de rendements quantitatifs et une reproductibilité de la méthode. Elle permet, en outre, de pouvoir développer de nouveaux moyens d'enrichir une plante avec différents composés ionisables. On peut ainsi doper la plantule germée en sels minéraux, et notamment sels de potassium, acides aminés comme la phénylaline, vitamines ionisables. La plantule germée peut, soit être récupérée sèche pour une consommation directe, soit traitée par une solution de propylène glycol pour en extraire les éléments actifs complexes. Le procédé électrochimique destiné à enrichir les végétaux en acides aminés, vitamines et sels minéraux, objet de la présente invention est caractérisé par un dispositif de polarisation galvanostatique ou potentiostatique (1) de générateurs de fréquence (2) (3) reliés aux électrodes (7) (8) polarisant les radicelles et la plantule au cours de sa germination en milieu hydroponique. Pour atténuer l'effet capacitif de la plante, on surimpose au courant ou à la tension appliqué un courant sinusoïdal de faible amplitude au moyen de deux générateurs de fréquence (2) (3). Ces générateurs de fréquence (2 et 3) peuvent déphaser l'un par rapport à l'autre le courant sinusoïdal du champ électrique nécessaire à la migration des ions dopants. En outre, les graines de la plante choisie sont placées dans un milieu hydroponique, en atmosphère humide. Leur germination est réalisée dans une solution diluée conductrice de l'électrjttfe et contenant ou les vitamines, ou les acides aminés, ou l'ion potassium qui doperont la plante. L'invention sera mieux comprise grâce aux dessins annexés qui ne sont présentés qu'à titre d'exemple. La figure 1 de la planche 1/2 représente le schéma électrique de polarisation. La figure 2 de la planche 2/2 représente l'ensemble de l'installation et son fonctionnement. On représente sur la figure 1 de la planche 1/2 le circuit électrique de polarisation des plantes au cours de leur germination en milieu hydroponique. La polarisation est obtenue au moyen d'un potentiostat (1) qui peut être utilisé comme galvanostat générateur de courant continu. Sur ce circuit de polarisation, on surimpose une tension alternative au moyen de générateurs de courant alternatif (2) (3) destinés à appliquer différemment sur chaque électrode un champ électrique alternatif de faible amplitude. Le circuit de polarisation est complété au moyen d'un oscilloscope de contrôle (4), d'un voltmètre (5) et d'un ampèremètre (6) placés sur le circuit des électrodes. Le choix de la polarité appliquée à la plantule et à la racine de la plante au cours de la germination dépend de la polarité électrochimique (cation ou anion) de l'ion dissocié que l'on désire faire migrer dans la plantule issue de la graine. On a représenté sur la figure 2 de la planche 2/2 le procédé électrochimique et hydroponique destiné à enrichir les végétaux en acides aminés, vitamines et sels minéraux. Les graines choisies sont à germination rapide (blé, orge , sarrazin, etc...). On pratique au préalable un nettoyage des graines au moyen d'eau désionisée. Ces graines sont placées sur une grille métallique (11) et soumises à un début de germination hydroponique au moyen d'eau désionisée pulvérisée ou coulant dans le bac (18) alimenté au niveau (15). Lorsque la germination débute, le bac est purgé au moyen de l'ouverture de la vanne (14) et l'eau désionisée est remplacée par la solution dopante au niveau (19) du bac (18). La migration des ions de la solution dopante est obtenue au moyen d'une polarisation électrique appliquée sur les électrodes (7) et (8), l'électrode (7) étant en contact avec la grille (11) portant les graines, et l'électrode (8) en contact avec le haut des plantules (10) au niveau (9), constitué d'une grille. La solution dopante est mise en circulation après la fermeture de la vanne (14) au moyen de la pompe à circulation (16) reliant le fond de la cuve (18) aux conduits (12) et (17). La solution dopante est une solution aqueuse caractérisée en ce qu'elle contient en faible quantité (1/10 molaire) les éléments dopants. L'enrichissement de la plantule en sels minéraux type oligo-éléments, est obtenu au moyen d'une solution aqueuse préparée à partir d'eau désionisée et contenant le sel minéral dopant à une concentration de 1/10 molaire, la plantule étant polarisée cathodiquement. L'enrichissement en acides aminés de la plante est obtenu au moyen d'une solution aqueuse d'acide aminé dilué (1/10 molaire) la plantule étant reliée à la cathode du circuit de polarisation. L'enrichissement en vitamines de la plantule est obtenu au moyen d'une solution aqueuse de vitamines et le courant appliqué est à intensité constante. L'enrichissement en sulfamate de potassium et en phénylaline de la plantule est obtenu au moyen d'une solution aqueuse contenant 0,1 mole de l'un de ces sels, la polarisation appliquée est à intensité constante. Après 24 heures de polarisation, les plantules sont isolées des radicelles et sont utilisées telles quelles, ou les molécules de vitamines, sels minéraux, acides aminés, sels de potassium et phénylaline sont extraites au moyen de propylène glycol pour être concentrées. REVENDICATION 1 Procédé électrochimique destiné à enrichir les végétaux en acides aminés, vitamines et sels minéraux, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de polarisation électrique constitué d"un potentiostat (1) de générateurs de tension alternative (2) et (3) connectés à des électrodes (7) et (8), elles-même réunies aux grilles (9) et (11), l'une (11) portant les graines soumises à une germination en milieu hydroponique, l'autre (9) placée sur la plantule de la graine. REVENDICATION 2 Procédé électrochimique destiné à enrichir les végétaux en acides aminés, vitamines et sels minéraux, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'appliquer au champ électrique de polarisation est constitué d'un potentiostat (1) utilisé comme galvanostat générateur de courant électrique. REVENDICATION 3 Procédé électrochimique destiné à enrichir les végétaux en acides aminés, vitamines et sels minéraux selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on surimpose une tension alternative au moyen de générateurs de courant alternatif (2) et (3) destinés à apppliquer différemment sur chaque électrode un champ électrique alternatif de faible amplitude. REVENDICATION 4 Procédé électrochimique destiné à enrichir les végétaux en acides aminés, vitamines et sels minéraux selon la revendication 1 caractérisé en ce que les graines placées sur une grille (11) sont soumises à un début de germination hydroponique au moyen d'eau désionisée montant dans le bac (18) alimenté au niveau (15). REVENDICATION 5 Procédé électrochimique destiné à enrichir les végétaux en acides aminés, vitamines et sels minéraux selon la revendication 1 caractérisé en ce que-la migration des ions de la solution dopante est obtenue au moyen d'une polarisation électrique appliquée aux électrodes (7) et (8), l'électrode (7) étant en contact avec la grille (11) portant les graines et l'électrode (8) en contact avec le haut de la plantule (10) au niveau (9) constituant une grille. REVENDICATION 6 Procédé électrochimique destiné à enrichir les végétaux en acides aminés, vitamines et sels minéraux selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enrichissement en sels minéraux type oligo-éléments est obtenu au moyen d'une solution aqueuse préparée à partir d'eau désionisée contenant le sel minéraldopant à une concentration de 0,1 molaire, la plantule étant polarisée cathodiquement. REVENDICATION 7 Procédé électrochimique destiné à enrichir les végétaux en acides aminés, vitamines et sels minéraux selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enrichissement en acides aminés est obtenu au moyen d'une solution aqueuse d'acide aminé, la plantule (/0) étant reliée à la cathode du circuit de polarisation. REVENDICATION 8 Procédé électrochimique destiné à enrichir les végétaux en acides aminés, vitamines et sels minéraux selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enrichissement en vitamines de la plantule ( est obtenu au moyen d'une solution aqueuse de vitamine, le courant appliqué étant à intensité constante. REVENDICATION 9 Procédé électrochimique destiné à enrichir les végétaux en acides aminés, vitamines et sels minéraux selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'enrichissement en sulfamate de potassium et en phénylaline de la plantule est obtenu au moyen d'une solution ic) aqueuse contenant ces sels, la polarisation appliquée étant à intensité constante.