Insecticidal and anti-microbial activity of bio-oil derived from fast pyrolysis of lignin, cellulose, and hemicellulose.

Hossain, M.M., Scott, I.M., McGarvey, B.D., Conn, K.L., Ferrante, L., Berruti, F., et Briens, C. (2014). « Insecticidal and anti-microbial activity of bio-oil derived from fast pyrolysis of lignin, cellulose, and hemicellulose. », Journal of Pest Science, 88(1), p. 171-179. doi : 10.1007/s10340-014-0568-4  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Parmi les opinions divergentes au sujet des pesticides synthétiques, on retrouve leur utilisation bénéfique comme outils de gestion de la lutte antiparasitaire en agriculture et en foresterie d’un côté et les menaces pour des éléments de l’environnement de l’autre. De même, les résidus de l’agriculture et de la foresterie conduisent à un problème d’élimination des déchets, mais constituent une bio-ressource potentielle dont on peut tirer profit. Cette abondante biomasse peut être convertie en biocarburant et en produits utiles (p. ex. en bio-pesticides) au moyen de procédés thermochimiques et fournir une solution potentielle à deux problèmes. L’objectif de la présente étude était de pyrolyser de la lignine, de la cellulose et de l’hémicellulose de biomasse végétale individuellement afin de séparer et d’identification des composés pesticides. Ces biomasses ont été pyrolysées individuellement à 450 et 550 °C dans un réacteur à lit fluidisé et la bio-huile produite a été collectée dans le condenseur et le précipitateur électrostatique (PES). La bio-huile de lignine collectée dans le PES était la plus toxique aux deux températures, d’après des bio épreuves avec : 1) des insectes (Leptinotarsa decemlineata, Trichoplusia ni et Acyrthosiphon pisum); 2) des champignons (Pythium ultimum, Rhizoctonia solani et Sclerotinia sclerotiorum); 3) des bactéries (Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, Streptomyces scabies et Xanthomonas campestris pv. vesicatoria). La phase organique de lignine collectée dans le PES renfermait l’activité insecticide et sa fragmentation par chromatographie en phase liquide haute performance (CLHP) semi-préparative a permis de mieux isoler cette activité. Les analyses de ces fractions par chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse (CG-SM) ont permis d’identifier plusieurs hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) contribuant potentiellement à l’activité pesticide, dont l’anthracène, le pyrène, le phénanthrène, le fluoranthène, le benzoanthracène, le 1 phénylnaphtalène, le 1-méthylphénanthrène, le 2-phénylnaphtalène et le 4,5-méthylènephénanthrène. À la vue des résultats de la présente étude, on peut conclure que la lignine est une source très prometteuse de bio-pesticides quand les conditions d’exploitation du réacteur sont optimisées.

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