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Microbiologie > Cours 12. Microbio environnement > Flashcards

Cours 12. Microbio environnement Flashcards

1
Q

Nomme les principaux domaines d’activité de la microbiologie industrielle ainsi que quelques exemples pour chacun.

A
  • Agro-alimentaire (saveurs, arômes, fermentation, yogourt, pain, etc.)
  • Industrie pharmaceutique et nutraceutique (antibiotiques, vitamines, insuline, pré-/probiotiques, etc.)
  • Agriculture, forticulture, foresterie (biopesticides, biofertilisants, etc,)
  • Énergie (biodiesel, bioéthanol, biogaz)
  • Environnement (traitement des eaux usées)
  • Chimie (prod. de solvants, enzymes, etc.)
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2
Q

Depuiq quelle période est-ce que l’Homme exploite les microogranismes à grande échelle et avec quels innovations est-ce que cela correspond?

A

Depuis le Néolithique (8000 ans av JC)

Avec : fermentation des sucres en alcools + caillé du lait et fromage avec l’élevage des animaux

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3
Q

Quelles sont les 3 principaux principes d’utilisation des microorganismes à l’échelle industrielle?

A
  • Transformation/conversion des aliments
  • Synthèse des produits
  • Production en masse des microorganismes
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4
Q

Quels sont les trois principaux modes selon lesquels s’opèrent les bioréacteurs industriels?

A

Culture discontinue (Batch), culture continue (Fed-batch) et en perfusion (Perfusion batch)

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5
Q

Explique le principe de fonctionnement d’un bioréacteur de type Batch.

Quels paramètres y sont étroitement contrôlés et pourquoi?

A

La culture continue sert à la production en masse des microorganismes à haut densité et grande échelle.

Les paramètres physico-chimiques contrôlés sont la température (diffère selon le type de microbe), le pH (est dynamique), l’oxygène/CO<strong>2</strong> (tolérance des organismes diffère) et l’agitation (milieu homogène, mais créée de la mousse donc on ajoute souvent une substance pour la contrôler).

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6
Q

Explique le principe d’un bioréacteur Fed-batch.

A

La culture continue comporte un point d’entrée et un point de sortie. La culture cellulaire est transférée entre plusieurs bioréacteurs où des paramètres précis sont contrôlés à chaque étape.

Production de masse +++

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7
Q

Explique le principe d’un bioréacteur de perfusion?

Dans quel(s) domaine(s) est-ce que ce mode est principalement utilisé?

A

Le mode perfusion est principalement exploité dans les domaines médical et pharmaceutique.

Il consiste en un énorme bioréacteur dans lequel les microorganismes sont fixés à un substrat et où certains paramètres sont contrôlés.

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8
Q

Les ferments lactiques consistent en un groupe ______ très _______ de bactéries capable de fermenter les _______ en produisant de _________.

A

Les ferments lactiques consistent en un groupe polyphylétique très hétérogène de bactéries capable de fermenter les glucides en produisant de l’acide lactique.

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9
Q

Nomme les deux catégories de fermentations lactiques ainsi que les bactéries les réalisant et les produits obtenus.

A

Fermentation homolactique :

  • bactéries homofermentaires
  • acide lactique produit à 90% et +

Fermentation hétérolactique :

  • bactéries hétérofermentaires
  • produits : acide lactique, CO2, éthanol et autres acides (ex. acétique)
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10
Q

Nomme des caractéristiques générales des ferments lactiques. (7)

A
  • Bactéries Gram+
  • Bactéries aérotolérantes
  • Métabolisme fermentif (pas de cytochromes)
  • Non sporulantes
  • Immobiles (no flagelles)
  • Formes de coques, bâtonnets et chaînettes
  • Habitats très diversifiés (environ partout)
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11
Q

Nomme les deux principaux genre de bactéries lactiques ainsi que leurs caractéristiques.

A

Genre Lactobacillus

  • Bacilles en chaînettes
  • pH optimal de 3,5 (pouvoir acidifiant)
  • Divisées en 3 groupes selon le métabolisme, la forme et la génétique)

Genre Bifidobacterium

  • Actinobactéries (filamenteuses, auparavant considérées comme des mycètes)
  • Forme souvent allongée avec bifurcations en Y (chaînettes)
  • Produisent : acide acétique, acide lactique, acide formique, éthanol et acide succinique (= hétérofermentaires)
  • Anaérobies stricts
  • Mésophiles (temp. optimale = pièce)
  • Ne tolèrent pas pH en bas de 4,5
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12
Q

Explique le processus de fabrication du yaourt.

(question un peu longue désolé)

A
  1. Préparation du lait
    1. Standardisation
    2. Homogénéisation
    3. Pasteurisation (chauffé à 70 pour le contrôle des microbes)
    4. Enrichissement (ex. de protéines)
    5. Refroidissement à 42-44
  2. Ensemencement avec les ferments lactiques Lactobacillus (acidité) et S. thermophiles (arômes)
  3. Fabrication du yaourt selon la texture
    • Ferme : conditionné en pot à 42 deg. pendant 3h, coagulation de l’acide lactique par Lactobacillus = formation du caillé (+ ferme car + de calcium)
    • Brassé : coagulation se fait dans une cuve, le caillé est brassé mécaniquement, refroidi et ensuite conditionné en pots
    • Liquide : comme brassé, mais ensuite battu dans les cuves avant le conditionnement
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13
Q

Quel est le rapport de concentration a respecté entre les deux souches de ferments lactiques utilisés pour un bon yaourt ?

Que se passe-t-il si ce rapport n’est pas respecté?

A

Rapport de 1 / 1 est le meilleur.

Si plus de Lactobacillus : yaourt trop acide

Si plus de S. thermophiles : yaourt sans arômes

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14
Q

Explique ce qui est observé lors de la production du yaourt brassé quant aux caractéristiques suivantes :

  1. Nbre de bactéries en fonction du temps
  2. Concentration en lactose en fonction du temps
  3. pH du milieu et coagulation en fonction du temps
  4. Concentration en acétaldéhyde et viscosité en fonction du temps
A
  1. Le nombre de bactéries augmente en fonction du temps, mais la vitesse de croissance des deux souches n’est pas la même, donc le ratio 1/1 n’est pas toujours respecté
  2. La concentration en lactose se voit diminuée avec le temps, puisque les ferments lactiques l’utilise pour la formation de l’acide lactique, pour lequel la concentration augmente avec le temps
  3. Au début, le pH est plus élevé, mais il devient plus acide avec le temps vu la production de l’acide lactique, ce qui fait d’ailleurs augmenter la coagulation et donne l’apparition du caillé
  4. Avec le temps, la concentration en acétaldéhyde augmente, de même que la viscosité, puisque c’est ce composé qui octroit la viscosité au yaourt
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15
Q

Qu’est-ce que le Lactol, comment est-il produit et à quoi sert-il?

A

C’est un additif (bioproduit) exploité par les industries.

Lactobacillus produit l’acide lactique, qui est immobilisé dans des billes d’alginate pendant 6 jours. Le processus produit 40K tonnes par an.

Sert dans les industries agro-alimentaires (additif acidifiant, rehausse le gout, antioxydant), pharmaceutique/cosmétique et pour la fabrication de cuir, textiles et plastiques.

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16
Q

Explique brièvement comment se fait la fabrication du fromage.

A
  1. Caillage du lait : par des ferments lactiques et du présure (industries +++), identique pour tous les types de fromage
  2. Moulage du caillé (pour obtenir forme désirée)
  3. Égouttage
  4. Salage (pour préservation ++)
  5. Affinage
  • Chlorure de calcium ajouté dans l’élaboration des fromages à pâte dure, car Ca2+ rend + ferme (+ de coagulation)
17
Q

Nomme les différents types de fromages du plus simple vers le plus complexe ainsi qu’une caractéristique lui étant attribuée.

A
  1. Fromages blancs (frais, conservation moins longtemps)
  2. Pâtes molles à croûte fleurie (ensemencement en surface par Penicillium camemberti, pâte molle car caillé non chauffé non pressé)
  3. Pâtes molles à croûte lavée (contrôle par le sel +++ = couleur rouge)
  4. Pâtes pressées non cuites (pâte dure)
  5. Bleus ou pâtes persillées (ensemencement champignon)
  6. Pâtes pressées cuites (température + que 70 deg et calcium +++, conservation bcp plus longtemps)
18
Q

De quel type est le fromage Roquefort et qu’a-t-il de particulier par rapport aux autres fromages du même type?

A

Type pâte dure persillées à croûte fleurie

Il est ensemencé avec des spores du champignon Penicillium roquefortii lors du moulage du caillé.

19
Q

Les bactéries acétiques participent à la fabrication du _______ à partir de ______, ce qui nécessite de _______.

A

Les bactéries acétiques participent à la fabrication du vinaigre à partir de l’alcool (éthanol), ce qui nécessite de l’O2 (fermentation aérobique).

20
Q

Nomme la couche se retrouvant à la surface lors de la fabrication du vinaigre.

Quelles sont ses propriétés principales?

A

C’est un biofilm de bactéries acétiques de la famille Acetobacteriaceae.

Consistance gélatineuse et ferme.

Doit flotter pour le bon fonctionnement de l’acétification car nécessite de l’oxygène.

21
Q

Nomme les deux méthodes les plus répendues pour la fabrication du vinaigre.

Quelles sont leurs différences majeures?

A

Méthode Allemande : bioréacteur à vinaigre sur copeaux de bois

  • application à grande échelle et à moindre coût
  • copeaux de bois servent de support au biofilm

Méthode d’Orléans : biofilm en interface air-liquide

  • application à petite échelle pour des vinaigres de qualité (ex. vinaigre balsamique)
  • très coûteux, très visqueux
  • méthode artisanale donc prend beaucoup de temps
22
Q

Quel est la principale raison de l’exploitation de l’actinobactérie Corynebacterium glutamicum? À quoi sert-elle?

A

Elle est largement utilisée pour la fabrication industrielle d’acide aminé, principalement le glutamate (aussi exhausteur de goût et d’arôme) à partir du glucose.

23
Q

Les champignons sont majoritairement des _______, ce qui leur a permis de produire une large gamme de ________.

Ils sont également de redoutables ______ et ______.

A

Les champignons sont majoritairement des décomposeurs de la matière organique, ce qui leur a permis de produire une large gamme de enzymes hydrolytiques.

Ils sont également de redoutables pathogènes et agents de pourritures.

24
Q

Les applications industrielles des bactéries sont _____ diversifiées que celles des mycètes.

A

Bcp MOINS diversifiées que les mycètes.

25
Q

La _______ est utilisée dans la production d’un vaccin contre l’Hépatite B par l’entremise d’un _______ suite à l’isolation de ________.

A

La levure est utilisée dans la production d’un vaccin contre l’Hépatite B par l’entremise d’un vecteur d’expression suite à l’isolation de la séquence codant pour l’HBsAg (antigène Hépatite B).

26
Q

Quels sont les principaux besoins des plantes pour leur croissance?

A

Macro-éléments essentiels :

  • N : azote
  • P : phosphore
  • K : potassium

Oligo-nutriments :

  • magnésium, calcium, soufre, fer, zinc, manganèse, molybdène, bore, iode, etc…
  • normalement, en trop grande quantité = devient toxique pour la plante
27
Q

Quel est le principe de l’utilisation de biofertilisants?

A

Le principe est de rendre les nutriments assimilables pour les plantes à partir de leur forme non assimilable à l’aide des microorganismes.

28
Q

Les _______ jouent un rôles fondamental dans l’assimilation du P par les plantes.

Explique.

A

les mycorhizes arbusculaires

Elles sont responsables du transport actif du P sous forme de polyphosphate dans la plante, en échange de carbone et autres.

29
Q

Explique comment peut se faire l’assimilation de l’azote par les plantes.

A

Fixation de N2 atmosphérique :

  • Forme symbiotique (par la nitrogénase, très coûteux en énergie) : Nodules avec Rhizobia/légumineuses, Aulnes, Cyanobact.
  • Bactéries saprotrophes du sol (moins efficace)

Assimilation à partir de la matière organique :

  • acides aminés
  • par des groupes de bactéries et champignons décomposant la mat. organique en ammonium, nitrate et acides aminés
30
Q

Que sont les PGPR?

Quel est leur mécanisme d’action?

A

Sont des bactéries phytostimulatrices, un groupe très hétérogène de bactéries bénéfiques à la croissance et à la protection des plantes. Elles sont situées dans le microbiome rhizosphérique des plantes.

Mécanisme :

  • Solubilisation des minéraux
  • Production des phytohormones (pour améliorer croissance des plantes)
  • Phytoprotection

Microbiologie (6 decks)

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