parcours (bapv ) ( 2012-2013) module : techniques culturales: td2 exemple de production et de...

PARCOURS (BAPV ) PARCOURS (BAPV ) ( 2012-2013)( 2012-2013)

Module : Techniques Culturales: TD2Module : Techniques Culturales: TD2

EXEMPLE DE PRODUCTION ET DE EXEMPLE DE PRODUCTION ET DE VALORISATION BIOTECHNOLOGIQUES VALORISATION BIOTECHNOLOGIQUES DES CHAMPIGNONSDES CHAMPIGNONS

Pr: Yedir OUHDOUCH

Université Cadi Ayyad Université Cadi Ayyad Faculté des Sciences Semlalia Faculté des Sciences Semlalia

Laboratoire de Biologie et Biotechnologie des MicroorganismesLaboratoire de Biologie et Biotechnologie des Microorganismes

PRODUCTION D’ALIMENTS HORS SOL PRODUCTION D’ALIMENTS HORS SOL

ET PRODUITS à USAGE ALIMENTAIRESET PRODUITS à USAGE ALIMENTAIRES

PLAN DE EXPOSEPLAN DE EXPOSE

IntroductionIntroductionChoix d’un microorganisme à intérêt industrielleChoix d’un microorganisme à intérêt industrielle Les paramètres exigésLes paramètres exigés Paramètres cinétiquesParamètres cinétiques Paramètres physiologiquesParamètres physiologiques Paramètres de compositionParamètres de composition TraitabilitéTraitabilité Paramètre d’innocuitéParamètre d’innocuité Les microorganismes utilisésLes microorganismes utilisésProduits microbien à usage alimentairesProduits microbien à usage alimentaires Protéines d’organisme unicellulaires POUProtéines d’organisme unicellulaires POU QuornQuorn lipides sur mesure calo fatslipides sur mesure calo fats conclusionconclusion

INTRODUCTIONINTRODUCTION

L’intérêt économique des microorganismes L’intérêt économique des microorganismes repose sur leur capacité à produire une grande repose sur leur capacité à produire une grande diversité de molécules. diversité de molécules.

Le monde des microorganismes représente un Le monde des microorganismes représente un ensemble extrêmement hétérogène, dont les ensemble extrêmement hétérogène, dont les individus sont distribués dans toutes sortes individus sont distribués dans toutes sortes d’habitats. Cette caractéristique a pour d’habitats. Cette caractéristique a pour conséquence une grande diversité métabolique conséquence une grande diversité métabolique et biochimique. et biochimique.

Grâce à la biotechnologie : on produit donc aujourd’hui hors sol Grâce à la biotechnologie : on produit donc aujourd’hui hors sol des produits concurrentiels de production agricoles des produits concurrentiels de production agricoles traditionnelles à l’abri de la sécheresse, dans des installations traditionnelles à l’abri de la sécheresse, dans des installations industrielles, des aliment destinés aux hommes et aux industrielles, des aliment destinés aux hommes et aux animaux :animaux :

des édulcorants des édulcorants

de matières grasses de matières grasses

des acides aminés des acides aminés

des protéinesdes protéines

La biotechnologie empiète donc d’une manière La biotechnologie empiète donc d’une manière certaine sur un domaine jusqu’ici réservé à certaine sur un domaine jusqu’ici réservé à l’agriculture…!!!!!l’agriculture…!!!!!

’’intérêtintérêt

Ils sont nombreux mais le choix d'un micro-organisme Ils sont nombreux mais le choix d'un micro-organisme doit s'effectuer en fonction de ses capacités à doit s'effectuer en fonction de ses capacités à assimiler un substrat donné dans les conditions faciles assimiler un substrat donné dans les conditions faciles à mettre en œuvre et donner une biomasse élevée.à mettre en œuvre et donner une biomasse élevée.

Paramètres exigés :Paramètres exigés :


Les paramètres cinétiquesLes paramètres cinétiques ::

un temps de génération très court. un taux de croissance maximum. il faut :des concentrations plus élevée. une constante d'affinité faible(Ks).un taux d'utilisation du substrat le plus élevé il en découle un rendement correspondant :(Rendement = taux de protéine produit/substrat utilisé)Productivité = poids de micro-organisme ou de protéine produite/unité du temps/unité du volume)


Les paramètres physiologiquesLes paramètres physiologiques : :

pas d'exigence en facteurs de croissance, utilisation de NH3 (source d'azote) croissance avec un PH sélectif, thermophilie plus élevée. Si c'est une bactérie bonne résistance au phage.


le micro-organisme doit avoir un % en protéine élevé, il doit le micro-organisme doit avoir un % en protéine élevé, il doit avoir une teneur minimale en acide nucléiques, lipide et avoir une teneur minimale en acide nucléiques, lipide et polysaccharides. Le spectre d' acides aminés le plus proche polysaccharides. Le spectre d' acides aminés le plus proche possibles des protéines animale (lysine, tryptophane et acides possibles des protéines animale (lysine, tryptophane et acides aminés soufrés meth.et cyst.)aminés soufrés meth.et cyst.)

Les paramètres de compositions


Il faut une floculation et décantation faciles, Il faut une floculation et décantation faciles, facilité de lyse, extraction, purification des facilité de lyse, extraction, purification des protéines.protéines.

Traitabilité.:


Il faut innocuité totale du produit, innocuité du Il faut innocuité totale du produit, innocuité du micro-organisme utilisé, il faut des taux de micro-organisme utilisé, il faut des taux de contamination microbienne acceptable (milieu non contamination microbienne acceptable (milieu non stérilisé). Il faut une haute valeur nutritionnelle. stérilisé). Il faut une haute valeur nutritionnelle.

Le paramètre d'innocuité

Tableau comparatif des différents Tableau comparatif des différents

microorganismes utilisés :microorganismes utilisés : Éléments favorablesÉléments favorables Élément défavorable Élément défavorable Souche utilisée Souche utilisée

Les levuresLes levures * les mieux étudiés* les mieux étudiés

*PH acide sélectifs *PH acide sélectifs

* Rarement toxique ou * Rarement toxique ou pathogène pathogène

* Bonne teneur en lysine * Bonne teneur en lysine

* masse récupérable * masse récupérable facilement facilement

* peuvent apporter les * peuvent apporter les vitaminesvitamines

*Temps de génération *Temps de génération élevé,élevé,

Ks élevéKs élevé

* teneur en protéine * teneur en protéine moyen moyen

* teneur en lipide * teneur en lipide élevé(6%)élevé(6%)

* Choix limité car le * Choix limité car le nombre des espèces et nombre des espèces et faible faible

Candida utilis Candida utilis Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae cerevisiae

Substrat glucidique Substrat glucidique

Candida lipolyticus, Candida lipolyticus, Candida tropicalisCandida tropicalis

produits pétroliers produits pétroliers

PicchiaPicchia

alcool alcool

Les champignons Les champignons filamenteux filamenteux

*cultivé sur milieu solide *cultivé sur milieu solide * céréales broyés ou * céréales broyés ou pâte d'amidonpâte d'amidon

*gélatine banane ou *gélatine banane ou pommes de terre pommes de terre

*moins employés *moins employés **Aspergillus Aspergillus

Triichoderma Triichoderma

Rhizopus Rhizopus

FusariumFusarium

Tableau comparatif des différents Tableau comparatif des différents microorganismes utilisés :microorganismes utilisés :

Éléments favorablesÉléments favorables Élément défavorableÉlément défavorable Souche utilisée Souche utilisée

Les bactéries Les bactéries Réservoirs importants de Réservoirs importants de protéines (80%)protéines (80%)

Taux de croissance élevéTaux de croissance élevé

temps de génération courttemps de génération court

Ks faibleKs faible

teneur en lipide (1,5% à teneur en lipide (1,5% à 3%)3%)

Riche en acides aminés Riche en acides aminés soufréssoufrés

Choix illimité Choix illimité

*mal connu et mal étudié *mal connu et mal étudié * Difficilement acceptées * Difficilement acceptées par l'opinion publiquepar l'opinion publique•Acides nucléiques élevés Acides nucléiques élevés (16%) (16%) •*suspension pas de *suspension pas de floculationfloculation•* Risque d'innocuité* Risque d'innocuité•* Toxicité de la * Toxicité de la membrane capsulairemembrane capsulaire•* Possibilité * Possibilité d'endotoxine gram –d'endotoxine gram –•*leur pétrification exige *leur pétrification exige des contrôlesdes contrôles

Bacillus subtilis Bacillus subtilis CellulomonasCellulomonas : : Substrat glucidique Substrat glucidique

MicroccusMicroccus :paraffines :paraffines

PseudomonasPseudomonas :méthanol :méthanol

Algues et Algues et microorganismes microorganismes chimiotrophes chimiotrophes

*Utilise CO2 .N2 et O2*Utilise CO2 .N2 et O2•Source d'énergie :Source d'énergie :

+ Lumière + Lumière

+ H2, H2S, NH3+ H2, H2S, NH3

•nécessite : nécessite :

+traitements coûteux +traitements coûteux

+Qualité solaire +Qualité solaire

+Grande surface +Grande surface

Chlorelle Chlorelle Spurulum Spurulum Scenedsmus AscophylumScenedsmus Ascophylum

Produits microbiens à usage Produits microbiens à usage alimentaire : alimentaire :

A -Protéine d’organisme unicellulaire POU ou single cell A -Protéine d’organisme unicellulaire POU ou single cell protein SCPprotein SCP

La production biotechnologique à usage alimentaire la plus connus est certainement la bio production de protéine par des organismes unicellulaires à grande échelle par fermentation au départ d’un substrat glucosé simple.


Par exemple Les levures ayant une grande valeur nutritive Par exemple Les levures ayant une grande valeur nutritive peuvent entrer dans la ration alimentaire animale ou humaine.peuvent entrer dans la ration alimentaire animale ou humaine.

Les “ levures-aliments ”, ou P.O.U (protéines d'organismes unicellulaires), autorisées dans les alimentations humaine et animale, correspondent à la définition suivante : “ levure tuée, privée de pouvoirs fermentaires, séchée, n’ayant subi ni extraction ni ajout ”.


1-Le principe1-Le principe

consiste à cultiver pour lui même(pour ses protéine plutôt) un micro-organisme sur un substrat de croissance bon marché (glucosés, saccharose, lactose).


2-Utilité

un facteur d’appétence. Elles sont incorporées dans diverses préparations alimentaires comme exhausteurs de goût, ou pour leurs pouvoirs liant, épaisissant, stabilisant… ou utilisées en l’état (cas du fameux “ bouillon Kub ”) pour leurs propriétés aromatisantes. Elles supplémentent les relations humaines ou animales en raison de leur richesse particulière en protéines (> 45 %), en acides nucléiques, glutathion, lysine, choline, vitamines du groupe B, sels minéraux. Entre autres propriétés bien connues, elles renforcent les défenses immunitaires, constituent


3-Substrat utilisé :

Différents micro-organisme (levures, moisissures) sont Différents micro-organisme (levures, moisissures) sont exploitables et beaucoup de substrats hydrocarbonés de croissance exploitables et beaucoup de substrats hydrocarbonés de croissance peuvent convenir.peuvent convenir.

Pour les protéines organismes unicellulaires Pour les protéines organismes unicellulaires utilisées en alimentation animales, de nombreuses utilisées en alimentation animales, de nombreuses installations industrielles fonctionnent déjà au départ installations industrielles fonctionnent déjà au départ de un micro-organisme et du substrats différents de un micro-organisme et du substrats différents comme le montre le tableau ci-dessous donne : comme le montre le tableau ci-dessous donne :

4-Exemple de micro-organismes se prêtant à la production de protéine 4-Exemple de micro-organismes se prêtant à la production de protéine

d’organismes unicellulaires :d’organismes unicellulaires :

SubstratsSubstrats Micro-organismesMicro-organismes ProcédéProcédé

*LactosérumPulpes de *LactosérumPulpes de betteraves et déchets betteraves et déchets sucrerie sucrerie

*substances amylacées *substances amylacées

*déchets cellulosiques *déchets cellulosiques

*effluentsagro-alimentaires *effluentsagro-alimentaires méthano méthano

*N-paraffines *N-paraffines

*liqueurs de papeterie *liqueurs de papeterie

Kluyveromyces fragilisKluyveromyces fragilis(l) (l) Trichoderma albumTrichoderma album(M) (M)

Trichoderma virida Trichoderma virida (M) (M) Candida utilisCandida utilis(L) (L) Diverses souches Diverses souches amylolytiques amylolytiques Chaetomium Chaetomium cellulolyticumcellulolyticum(M) (M)

Aspergillus spAspergillus sp(M) (M) Pichia aganobiiPichia aganobii(L) (L) Methylophilus spMethylophilus sp(B) (B)

Candida tropicalisCandida tropicalis(L) (L) Pichia spPichia sp (L) (L) Candida gu liemondi Candida gu liemondi (L) (L)

Candida tropicalisCandida tropicalis (L) (L) Paecilomyces varioti Paecilomyces varioti (M)(M)

Bel (France) Bel (France)

Orstom Orstom Chemap(France) Chemap(France) USA USA

Pilotes Pilotes

Tate and lyle (GB) Tate and lyle (GB)

JaponIc JaponIc ice ice

Technip Technip Russie Russie Speichim(France) Speichim(France)

pekilopekilo

5-Exemple de substrats utilisés dans la production de levures5-Exemple de substrats utilisés dans la production de levures alimentairesalimentaires - le lactosérum, par - le lactosérum, par exemple, produit exemple, produit résiduaire important résiduaire important des laiteries et des laiteries et fromageries, est un fromageries, est un excellent milieu de excellent milieu de culture permettant le culture permettant le développement de développement de levures utilisant le levures utilisant le lactose comme source lactose comme source de carbone ; ce sont de carbone ; ce sont des souches de des souches de Kluyveromyces lactisKluyveromyces lactis et et K. lactisK. lactis qui ont le qui ont le meilleur rendement. meilleur rendement.

- les mélasses de - les mélasses de betterave et de cannes betterave et de cannes à sucre, riche en à sucre, riche en saccharose, permettent saccharose, permettent d'obtenir des d'obtenir des biomasses protéiques biomasses protéiques ou des levures pour la ou des levures pour la panification ; les deux panification ; les deux espèces les plus espèces les plus couramment cultivées couramment cultivées sur ces substrats étant sur ces substrats étant Saccharomyces Saccharomyces cerevisiae et Candida cerevisiae et Candida utilis. utilis.

- les liqueurs - les liqueurs sulfitiques, résidus de sulfitiques, résidus de la fabrication de la pâte la fabrication de la pâte à papier, riches en à papier, riches en pentoses, ainsi que les pentoses, ainsi que les hydrolysats hydrolysats cellulosiques provenant cellulosiques provenant de déchets forestiers, de déchets forestiers, paille de blé ou autres paille de blé ou autres céréales, fournissent céréales, fournissent des milieux de culture des milieux de culture pour Candida utilis. pour Candida utilis.

- enfin, les - enfin, les hydrocarbures, hydrocarbures, essentiellement les essentiellement les paraffines normales, paraffines normales, les gasoils les gasoils paraffiniques, le paraffiniques, le méthane et le méthanol méthane et le méthanol (produit d'oxydation du (produit d'oxydation du méthane) peuvent méthane) peuvent servir de substrats pour servir de substrats pour la croissance de la croissance de nombreuses espèces nombreuses espèces de Candida. On peut de Candida. On peut signaler que des signaler que des analyses biologiques analyses biologiques de ces "levures du de ces "levures du pétrole" ont démontré pétrole" ont démontré l'absence de toute l'absence de toute toxicité ou effet nuisible toxicité ou effet nuisible important imputables à important imputables à ces protéines ces protéines microbiennes microbiennes introduites dans introduites dans l'alimentation animale l'alimentation animale ou humaine. ou humaine.

6-Rendement :6-Rendement :

Les POU sont potentiellement les plus importantes. La Les POU sont potentiellement les plus importantes. La conversion en protéines nobles se fait avec un rendement plus conversion en protéines nobles se fait avec un rendement plus élevé si on le compare à celui des animaux d'élevage par élevé si on le compare à celui des animaux d'élevage par exemple: Dans le cas des protéines bovine, une pour la exemple: Dans le cas des protéines bovine, une pour la nourriture de l'animal…. Dons le cas d'un champignons nourriture de l'animal…. Dons le cas d'un champignons filamenteux cultivé à partir du même substrat agricole: les filamenteux cultivé à partir du même substrat agricole: les rendement en protéines est multiplie par 70. Ainsi, on évalue rendement en protéines est multiplie par 70. Ainsi, on évalue actuellement la possibilité de produite 3 tonne de POU à partir actuellement la possibilité de produite 3 tonne de POU à partir d'un hectare traditionnel.d'un hectare traditionnel.


B -Aspartame :

Certains microorganismes produisent des polymères aux propriétés Certains microorganismes produisent des polymères aux propriétés intéressante, comme les édulcorants :intéressante, comme les édulcorants :

L’aspartame L’aspartame est le composé le plus connu à l’heure actuelle.est le composé le plus connu à l’heure actuelle.

1-Définition :1-Définition :

L’aspartame est un ingrédient alimentaire simple fabriqué à partir de deux L’aspartame est un ingrédient alimentaire simple fabriqué à partir de deux acides aminés ( asparagine et phénylalanine), éléments de construction de acides aminés ( asparagine et phénylalanine), éléments de construction de protéine que l’on trouve à profusion dans le reste de notre alimentation protéine que l’on trouve à profusion dans le reste de notre alimentation quotidienne.quotidienne.

Lorsque nous consommons de l’aspartame, celui-ci est décomposé dans le Lorsque nous consommons de l’aspartame, celui-ci est décomposé dans le système digestif en d’infimes quantités d’éléments alimentaires courants. système digestif en d’infimes quantités d’éléments alimentaires courants.

2-Avantage2-Avantage et utilitet utilitéé::

L’aspartame, qui offre une saveur sucrée sans apport de calories, peut constituer une contribution utile à la maîtrise de poids.

Ainsi, par exemple, l’apport d’une boisson non alcoolisée édulcorée à l’aspartame peut être limité à une calorie par portion.

A l’heure où les gouvernements et l’ensemble de la profession médicale affichent une inquiétude croissante quant aux problèmes de surpoids et d’obésité, il semble inapproprié de susciter des peurs infondées à propos d’un produit populaire qui aide les gens à contrôler leur apport en calories. En Europe uniquement, on estime que l’obésité provoque 70 000 nouveaux cas de cancer chaque année.

3-Taille3-Taille du marchdu marché é ::

Il a reçu dansIl a reçu dans de nombreux pays ‘autorisation d’être utilisé en de nombreux pays ‘autorisation d’être utilisé en alimentationalimentation

Son marché est déjà bien développé (soft drink ‘light »,sucre en Son marché est déjà bien développé (soft drink ‘light »,sucre en tablette ti light , yaourt light, confiserie light,).tablette ti light , yaourt light, confiserie light,).

Les édulcorants acaloriques ont déjà grignoté dans les pays Les édulcorants acaloriques ont déjà grignoté dans les pays développés dans les pays développés prés de 12 % de développés dans les pays développés prés de 12 % de consommation sucrée totale.consommation sucrée totale.

C -Lipides sur mesure : calo -fatsC -Lipides sur mesure : calo -fats : :

Les végétaux représentent actuellement la source principale de Les végétaux représentent actuellement la source principale de lipides pour l’alimentation humaine. Mais les lipides pour l’alimentation humaine. Mais les microorganismes sont également capables de produire microorganismes sont également capables de produire d’importantes quantités de lipides. d’importantes quantités de lipides.

Dans le secteur des corps gras, la biotechnologie s’attache à Dans le secteur des corps gras, la biotechnologie s’attache à produire des lipides particuliers, « sure mesure » par des produire des lipides particuliers, « sure mesure » par des micro-organismes :acides gras essentiels à incidence micro-organismes :acides gras essentiels à incidence diététique (acide gamma linoléique),diététique (acide gamma linoléique),

pharmaceutique pharmaceutique

cosmétique, cosmétique,

phospholipides,phospholipides,

glycolipides,…. glycolipides,….

De nombreux micro-organismes peuvent présenter en effet, De nombreux micro-organismes peuvent présenter en effet, une important teneur en matière grasses comme le montre le une important teneur en matière grasses comme le montre le tableau suivant:tableau suivant:

Tableau : Exemple micro-organismes aptes à la Tableau : Exemple micro-organismes aptes à la production de matières grasses :production de matières grasses :

Micro-organismesMicro-organismes Teneur en huile Teneur en huile

Champignons OléagineuxChampignons Oléagineux

Mucor cicinelloîdesMucor cicinelloîdes

Entomophtora coranataEntomophtora coranata

Pythium ultimumPythium ultimum

Aspergillus terrusAspergillus terrus

Fusarium lycopersicumFusarium lycopersicum

Penicillium lilaciumPenicillium lilacium

Morterella vinaceaMorterella vinacea

45% à 65%45% à 65%

3% à 45%3% à 45%

48%48%

51% à 57%51% à 57%

35% à 40%35% à 40%

39% à 56%39% à 56%

25% à 66%25% à 66%

Levures oléagineusesLevures oléagineuses

Candida curvataCandida curvata

Lipomyces lipoferLipomyces lipofer

Lipomces starkeyiLipomces starkeyi

Rhodotorula graminisRhodotorula graminis

Rhodotorula gracilisRhodotorula gracilis

51% à 58%51% à 58%

37% à 63%37% à 63%

37% à 63%37% à 63%

36% à 41%36% à 41%

40% à 66%40% à 66%

Algue OléagineuxAlgue Oléagineux

Chorella pyrenoidora Chorella pyrenoidora

Chlorococcum oleofaciensChlorococcum oleofaciens

Ochromonas dancaOchromonas danca

36%36%

44%44%

39% à 71% 39% à 71%

Algue OléagineuxAlgue Oléagineux

Chorella pyrenoidora Chorella pyrenoidora

Chlorococcum oleofaciensChlorococcum oleofaciens

Ochromonas dancaOchromonas danca

36%36%

44%44%

39% à 71%39% à 71%

Protozoaires OléagineuxProtozoaires Oléagineux

Tetrahynema rostartaTetrahynema rostarta

30% 30%

De nombreuses espèces fongiques (De nombreuses espèces fongiques (Candida, Candida, Hansenula, Lipomyces, Aspergillus, Cladosporium, Hansenula, Lipomyces, Aspergillus, Cladosporium, PenicilliumPenicillium, etc.) sont capables de produire de , etc.) sont capables de produire de telles substances à partir de substrats divers, tels telles substances à partir de substrats divers, tels que les n-alcanes, la mélasse, des sucres divers, que les n-alcanes, la mélasse, des sucres divers, etc. etc.

Les lipides produits peuvent être de composition très diverse, Les lipides produits peuvent être de composition très diverse, comprenantdes tri-, di- et monoacylglycérols,des stérols,des comprenantdes tri-, di- et monoacylglycérols,des stérols,des phospholipide des glycolipides, et des acides gras libres (acide phospholipide des glycolipides, et des acides gras libres (acide palmitique, acide stéarique, acide oléique, acide linoléique, palmitique, acide stéarique, acide oléique, acide linoléique, acide arachidonique, etc.). acide arachidonique, etc.).

Trichoderma reesiiTrichoderma reesii est utilisé pour la production de lipides à est utilisé pour la production de lipides à partir de déchets agricoles, partir de déchets agricoles,

Aspergillus ochraceusAspergillus ochraceus, important producteur d’acide linoléique. , important producteur d’acide linoléique.

On peut dire que :On peut dire que :

Ce ‘’bio façonnement »des corps gras est Ce ‘’bio façonnement »des corps gras est certainement promis aussi à un brillant avenir certainement promis aussi à un brillant avenir comme le montre déjà l’exemple des calo-fats.comme le montre déjà l’exemple des calo-fats.

Ces matières grasses *basses calories* ou acaloriques sont Ces matières grasses *basses calories* ou acaloriques sont constituées d’un ester partiel d’acide gras et d’un constituées d’un ester partiel d’acide gras et d’un polysaccharide non métabolisable et utilisable en cuisson .ils polysaccharide non métabolisable et utilisable en cuisson .ils sont déjà commercialisés actuellement.sont déjà commercialisés actuellement.

On peut d’ores et déjà mesurer le futur succès de ces On peut d’ores et déjà mesurer le futur succès de ces molécules pour les pays industrialisaliés où sévissent de plus molécules pour les pays industrialisaliés où sévissent de plus l’hypertension, la cholestérolémie, l’obésité , l’hypertension, la cholestérolémie, l’obésité ,

on estime que les on estime que les calo-fatscalo-fats représenteront 10% de la représenteront 10% de la consommation mondial en corps gras.consommation mondial en corps gras.

Conclusion :Conclusion :

La biotechnologie microbienne se présente comme un outil de La biotechnologie microbienne se présente comme un outil de développement durable car :développement durable car :

Elle permet de produire, hors sol, des aliments sur mesures Elle permet de produire, hors sol, des aliments sur mesures concurrentielles des produits agricoles traditionnelles.concurrentielles des produits agricoles traditionnelles.

Les –bio-industries offrent de nouveaux débouchés pour la Les –bio-industries offrent de nouveaux débouchés pour la production agricole production agricole

La bio-industrie pourrait être à l’avenir de grosses La bio-industrie pourrait être à l’avenir de grosses consommatrices de la matière première agricole consommatrices de la matière première agricole

La biotechnologie est très prometteuse à cette égard :elle La biotechnologie est très prometteuse à cette égard :elle facilite la pénétration des produits agricoles dans le domaine facilite la pénétration des produits agricoles dans le domaine de l’industrie agroalimentaire.de l’industrie agroalimentaire.

GRANDE DIVERSITE A EXPLOITER ???GRANDE DIVERSITE A EXPLOITER ???

De la cellule au produit fini: une De la cellule au produit fini: une gestion de la biosécurité à chaque gestion de la biosécurité à chaque

étape étape

38

La microbiologie industrielle : une succession d’étapes et de manipulations…..une succession de risques à gérer…..

sélection de lasouche

étude de la physiologiemicrobienne

réacteurs

. ... .. .

.

.

..

technologie de lafermentation

récupération etconditionnement

des cellules ou desmétabolites

39

Au départ : la souche

- Isolement, culture sur boite de pétri

- faible concentration mise en œuvre

- microorganismes parfois inconnus

40

Culture en fiole

Milieu liquide ! Agitation ! Inoculation sous hotte 41

Culture fermenteur de faible volume (2L)

- Milieu liquide

- Aération

- Système d’agitation

- Stérilisation de la cuve en autoclave

- Inoculation sous hotte devient impossible

42

Fermenteur de 20L

- Aération devient conséquente (1 VVM )

- Cuve stérilisable

- Double enveloppe

- présence de « bossage »

- présence de « garnitures »

43

Fermenteurs de 500 et 2000 L

44

Centrifugation

Séparation en continu des microorganismes pathogènes, sans propagation d'aérosols !

Stérilisation possible !

Intégralement démontable, éviter les dépôts

Un ou plusieurs joints d'étanchéité dans la zone de confinement de la vapeur !

45

Ultrafiltration

Système membranaire

Stérilisation et désinfection possible

46

Lyophilisation

Système en dépression

Condenseur = piège

Nécessité de filtres HEPA

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Atomisation

Génération d’aérosols !

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Produit fini sous forme de poudre

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