Cours 10: La microbiologie industrielle et environnementale Flashcards
Domaines d’ac-vité de la microbiologie industrielle?
- Agro-alimentaire
- Industrie médicale, pharmaceutique et nutraceutique
- Agriculture, hor7culture et foresterie
- Énergie
- Environnement
- Chimie
Comment fut utilisée la microbio en néolitique?
- Fermentations des sucres en alcools (vins et bières)
- Caillé du lait et fromage
Utilisation des microorganismes à l’échelle industrielle pour quoi?
(3 réponses)
- Transformation et/ou la conversion des aliments
- Synthèses des produits
- Production en masse des microorganismes
Comment fonctionne les Bioréacteurs?
Les étapes
- Substrats, matières premières rentrent dans les le bioréacteurs
- Microorganismes, Enzymes, Milieux de cultures
- Produits finis + Microorganismes (probiotiques)
Quels sont modes dont les bioréacteurs et fermenteurs industriels s’opèrent principalement?
- Culture discontinue par bâchée (Batch)
- Culture continue (Fed-batch)
- En perfusion (Perfusion batch)
Quelle est la capacité d’un bioréacteur de production?
> 1000 L
À quoi servent les bioréacteur/Fermenteur (culture discontinue)?
Qu’est-ce qui les définit?
Production en masse des microorganismes à haute densité et à grande échelle
- En conditons stériles
- Les paramètres physico-chimiques contrôlés:
1. Température
2. pH
3. Oxygène, CO2
4. Agitation
Qu’est-ce qui rend possible une culture continue vs perfusion?
cc: ajout de nutriments
p: il faut ajouter du milieu de culture frais, et en retirer du vieux
Quels sont les ferments lactiques?
Groupe de bactéries capable de fermenter les glucides en produisant de l’acide lactique
Quelles sont les deux types de fermentation lactiques?
- Fermentation homolactique
- Fermentation hétérolactique
Qu’est-ce que la Fermentation homolactique
Fermentation réalisée par des bactéries homofermentaires et produit uniquement (ou plus de 90%) de l’acide lactique
Qu’est-ce que la Fermentation hétérolactique
Fermentation réalisée par des bactéries hétérofermentaires et produit en plus de l’acide lactique, le CO2, l’éthanol et d’autres acides (ex. acide acétique)
Quels sont les produits des homofermentaires/heterofermentative
Homo: lactate
Hétéro: lactate, actétate, CO2, éthanol
BACTÉRIES FERMENTS LACTIQUES
1. gram?
2. Métabolisme oxygène
3. sporulentes?
4. Mobilité?
5. formes
6. Habitat?
- +
- aérotolérantes
- non
- immobiles
- coques, batonnets et chaînettes
- sols, débris végétaux, muqueuses animales, lait, tubes digestifs des animaux
Quels sont les 2 genres les + connus de fements lactiques?
lactobacillus
bifidobacterium
LACTOBACILLUS
1. forme + arrangement
2. acidification sur le lait
3. Qu’est-ce qui différencie leurs groupes?
- bacilles en chaînettes
- pH = 3,5
- le métabolisme, la forme, et la génétique
Qu’est-ce qui définit le groupe 1 des lactobacillus?
(3 réponses)
CELLULES: longues en palissades
FERMENTATION: homofermentaires
PRODUIT: lactate
Qu’est-ce qui définit le groupe 2 des lactobacillus?
CELLULES: courtes en filaments
FERMENTATION: homofermentaires et hétérofermentaires
PRODUIT: lactate et Lactate + acétate + CO2
Qu’est-ce qui définit le groupe 3 des lactobacillus?
CELLULES: courtes séparées
FERMENTATION: Hétéroferm
PRODUIT: lactate + acétate ou éthanol + CO2
BIFIDOBACTÉRIUM
1. type?
2. forme + arrangement
3. produits
4. métabolisme oxygène
5. métabolisme humidité
6. ph tolérables?
- actinobactéries
- coccoïde, allongée avec bifurcations
- ACIDES: lactique, acétique, formique, succinique
+éthanol - anaérobies stricts
- mésophiles
- pH <4,5
Applications biotechnologiques des ferments lactiques?
- Transformation d’aliments
- Biopréservation (laits+fromage)
- Fabrication d’additifs
- Probiotiques
Quelles sont les étapes de la fabrication du yaourt?
PREP DU LAIT
- Standardisation
- Homogénéisation
- Pasteurisation
- Enrichissement
- Refroidissement 42-44°C
ENSEMENCEMENT AVEC LACTOBACI DELBRICKUU/BULGARICUS ET STREPTO THERMOPHILUS
- d&b: lactose est transformé en acide lactique
- t: enlève le goût amer
PROCÉDÉS ADAPTÉS SELON LA FABRICATION DE YAOURT
- ferme
- liquide
- brassé
Quel est le procédé pour atteindre le yaourt ferme?
- Conditionné en pot à l’étuve 42°C pendant 3 heures
- Coagulation: l’acide lactique produit par Lactobacillus modifie la structure de la caséine qui forme un caillé
Quel est le procédé pour atteindre le yaourt brassé/liquide?
- coagulation dans une cuve
- CAILLÉ: brassé mécaniquement, refroidi et conditionné en pots qui seront conservés en chambre froide
- LIQUIDE: yaourt brassé qui est battu dans les cuves avant le conditionnement
Quelles sont les 3 caractéristiques de l’élaboration du yaourt?
- Coopération entre L. delbruckii s-sp. bulgaricus et S. thermophilus
- Rapport de concentration des 2 souches pour un bon yaourt est: 1/1
- Si prédominance de L. delbruckii s-sp. bulgaricus: yaourt et trop acide
prédominance S. thermophilus le yaourt est sans arômes
Comment fonctionne le métabolisme fermentaire du yaourt au niveau moléculaire, de façon simplifiée?
- Lactose rentre dans la bact
- Métabolisme produit glucose/galactose à partir du lactose
- Galactose sort de la bact
- Glucose de fait changer en pyruvate
- pyruvate se fait changer en lactate
- lactate sort de la cell
Quelles sont d’autres applications de la fermentation lactique?
- Choucroute
- Autres légumes : concombres, olives…
- Pains au levain
- Charcuterie
Quelles sont les étapes de la fabrication d’addtifs?
Acide lactique par L. delbruckii s-sp. bulgaricus immobilisé dans des billes d’alginate pendant 6 jours (rendement de 90%)
Quelles sont les industries dans lesquelles sont additfs sont utilisés?
- Agro-alimentaire: additif acidifiant E270, exhausteur de goût, antioxydant.
- Pharmaceutique et cosmétique
- Solvant utilisé dans la fabrication du cuir, textiles et plastique.
Quelles sont les étapes de la fabrication de fromage?
(5 éléments de réponse)
- Caillage du lait par des ferments lactiques et du présure (enzyme protéolytique = chymosine isolés de l’estomac du veau)
- Moulage du caillé
- Égouttage
- Salage
- Affinage
Quels sont les 6 types de fromages?
1 - Fromages blancs (= fromages frais)
2 - Pâtes molles à croûte fleurie (brie)
3 - Pâtes molles à croûte lavée (reblochon)
4 - Pâtes pressées non cuites (gouda)
5 - Bleus ou pâtes persillées (bleu)
6 - Pâtes pressées cuites (guyère)
FORMAGES À PÂTES MOLLES À CROÛTE FLEURIE
1. ensemencées avec quoi?
2. processus au caillé?
- en surface avec Penicillium camemberti
- caillé n’a subit ni chauffage, ni pressage
Quelles sont les méthodes de fabrication des fromages
(2 éléments de réponse)
- moulage, l’égouttage, le salage, et affinage diverses
- chlorure de calcium est ajouté pour faire la croute des fromages à pâte dure
Qu’est-ce qui différencie la formation du roquefort?
Roquefort affiné par l’ensemencement des spores du champignon Penicillium roquefortii lors du moulage du caillé
Comment est fabriqué le vinaigre (acide acétique?
type de fermentation?
(2 éléments de réponse)
à partir d’alcool (éthanol) par l’action des bactéries acétiques qui nécessitent de l’O2.
Fermentation aérobique
LA MÈRE VINAIGRE
1. comment l’a appelé pasteur
2. qu’est-ce?
3. consistance
4. comment doit elle être pour s’assurer du bon fonctionnement de l’oxygène?
- Mycoderma aceti
- biofilm en surface du vinaigre des bactéries acétiques (Gluconoacetobacter europaeus ou Acetobacter aceti)
- gélatineuse mais ferme
- elle doit flotter, pour donner accès à l’oxygène
Quelle est la technique de la fabrication de vinaigre la moins cher mais à grande échelle?
Bioréacteur à vinaigre sur copeaux de bois
Vrai ou faux, la technique de l’acétateur pilote et industriel sert à faire du lait?
faux
Qu’est-ce que la technique du Biofilm en
interface air-liquide (méthode d’Orléans)
technique de fabrication de vinaigre à petite échelle pour des vinaigres de qualité: ex balsamique (avec mère vinaigre)
Quelle bactérie permet la production industrielle d’acides aminés
Corynebacterium glutamicum (Actinobatérie)
Quelles sont les utilisation des champignons en biotechnologie?
(4 réponses)
- prod d’enzymes hydrolytiques (lipases, protéases, oxygénases, péroxydases, cellulases, amylases, etc.)
- ferments (les levures)
- pathogènes/médicaments (pénicilline)
- agents de pourritures qui causent des pertes considérables
Quelles sont les étapes de la production d’un vaccin pour l’hépatite B, en utilisant des levures
- clonage du gène du HBV through plasmid
- transformation des levures
- sélectionner les cells qui ont le plasmide et les inoculer sur un milieu sans leucine
- Cultiver les cells dans un fermenteur
- isoler les cells par centrifugation
- casser les cells
- purifier le particules de l’Anticorps
Comment obtient-on du biocarburant (bio-ethanol/diesel) industriellement?
- Prétraitement: broyer toute la matière première avec acide et vapeur
- hydrolyse: à l’aide d’Enzymes
- ferm 1: rajoute des microorga, nutriments et anti mousse
- ferm 2: idem 3 mais dans un plus petit Bioréacteur/Fermenteur
- distillation
- storage
Que font les biofertilisant?
Formes de nutriments non assimilables par les plantes sont absorbées dans les microorgas et ils les transforment en sortes assimilables
Quelle espèce de mycètes assimilent le P soluble et insoluble
mycorhizes arbusculaires
Quelles sont les bactéries assimilatrices d’azote qui le fixent de façon symbio
- Nodosités avec Rhizobia x Légumineuses
- Frankia x Aulnes
- Cyanobactéries
Quelles sont les bactéries assimilatrices d’azote du sol (saprotrophes) qui le fixent de façon libres
Azospirillum
Ex. Azospirillum brasiliense
En quoi transforment les bact/champi l’azote de mat organiques ou minéraux
en ammonium, nitrate et acides aminés
Quel groupe de bact est bénéfique à
la croissance et la protection des plantes
bactéries phytostimulatrices (PGPR):
Plant Growth, Promoting, Rhizobacteria
Quels sont les mécanismes d’action des PGPR?
- Solubilisation des minéraux
- Production des phytohormones (auxines, cytokinines, gibbérellines, éthylène, acide abscissique)
- Phytoprotection
