Cours 7 : Microbiologie industrielle Flashcards
Quelles sont les domaines d’activités de la microbiologie industrielle
- Agro-alimentaire
Saveurs, arômes, émulsifiants, fermentations, fromages, yaourts, acidifiants, pains,… - Industrie médicale, pharmaceutique et nutraceutique
Antibiotiques, vitamines, insuline, pré- et probiotiques, … - Agriculture, horticulture et foresterie
Biostimulants, biopesticides, biofertilisants,
Substances, microorganismes, ou bien les deux - Énergie
Biodiesel, bioéthanol, biogaz, … - Environnement
Bioremétation des sols pollués, traitements des eaux usées, … - Chimie
Production de solvants, enzymes, etc
L’homme a exploiité les microorganisme depuis quand dans l’Histoire
Néolithique ( agriculture et élevage )
- Fermentations des sucres en alcools (vins et bières)
- Caillé du lait et fromages
On utilise les microorganisme à l’échelle industrielle pour quoi
- Transformation et/ou la conversion des aliments
- Synthèses des produits
- Production en masse des microorganismes
Les bioréacteurs et fermenteurs industriels s’opèrent principalement selon quels modes
- Culture discontinue par bâchée (Batch)
- Culture continue (Fed-batch)
- En perfusion (Perfusion batch)
Quels est la capacité d’un bioréacteur de production
1m^3
Qu’est ce que les culture discontinue
Production en masse des microorganismes à haute densité et à grande échelle
- En conditions stériles
=> Les cellules sont cultivées dans un milieu nutritif fermé sans ajout de nutriments ni retrait de métabolites après l’inoculation
Quels sont les paramètre physico-chimique controlée dans les bioréacteurs de culture discontinue
- Température
- pH
- Oxygène, CO2
- Agitation
La capacité d’un bioréacteur peut être décrit comment ( culture discontinue ) ( quel type selon la taille des bioréacteur )
Capacité croissante
Qu’est ce qu’une culture continue
les cellules ou micro-organismes sont cultivés dans un système ouvert, où du milieu frais est ajouté en continu et où une partie de la culture est retirée simultanément pour maintenir des conditions stables (-)
Qu’est ce que le mode de perfusion
une méthode de culture continue où les cellules sont maintenues en culture pendant une longue période grâce à un apport constant de milieu frais et à l’élimination des déchets, tout en conservant une haute densité cellulaire ( -)
- Pas de centrifugeuse
Qu’est ce que les ferments lactiques
Groupe de bactéries capable de fermenter les glucides en produisant de l’acide lactique
Quels sont les deux catégories de fermentations lactiques
- Fermentation homolactique
- Fermentation hétérolactique
Qu’est ce que la fermentation homolactique
est réalisée par des bactéries homofermentaires et produit uniquement (ou plus de 90%) de l’acide lactique
Qu’est ce que la fermentation hétérolactique
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 caractéristiques des ferments lactiques
- Bactéries Gram +
- Aérotolérant
- Métabolisme fermentatif (absence de cytochromes)
- des bactéries non sporulantes et immobiles ( en général )
- Formes de coques, de bâtonnets et de chaînettes
Quels sont les habitats des ferments lactiques
sols, débris végétaux, muqueuses animales, lait, tubes digestifs des animaux
Donnez les deux taxon principales des ferments lactiques
Donnez les caractéristiques des lactobacillus
- Bacilles groupés en chaînettes
- Pouvoir acidifiant du lait (pH = 3,5)
- Contient 3 groupes selon le métabolisme, la forme, et la génétique
Quels sont les caractéristiques du genre bifidobactérium
- Actinobactéries
- Forme très variable:
coccoïde, allongée avec bifurcations, - Arrangement en chaînettes ressemblant à des filaments
- Anaérobies stricts
- Mésophiles
- Ne tolèrent par un pH<4,5
Les bifidobactérium produisent quoi
acide acétique, acide lactique, acide formique, éthanol et acide succinique
Donnez les applications biotechnologiques des ferments lactiques
- Transformation d’aliments
- Biopréservation
- Fabrication d’additifs
- Probiotiques
Donnez les étapes de la préparation du lait pour la fabrication du yaourt
- Standardisation ( affilier à la norme ) ( dégraissage )
- Homogénéisation ( pour avoir un liquide homogène )
- Pasteurisation
- Enrichissement ( combinaison de deux sous-espèces de ferments lactique )
- Refroidissement 42-44°C
Quels sont les deux souches bactérienne impliqués dans 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
Expliquez l’impact d’un rapport débalancer des deux souches bactérienne lors de la création du yaourt
- Si prédominance de L. delbruckii s-sp. bulgaricus le yaourt et trop acide;
- si prédominance S. thermophilus le yaourt est sans arômes
Les procédés de fabrication du yaourt sont adaptés selon quoi
la texture du yaourt: ferme, liquide , brassé
Quels caractéristiques à la préparation du 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
Quels caractéristiques à la préparation du yaourt brassé et liquide
- La coagulation se fait dans une cuve
- Le caillé est brassé mécaniquement, refroidi et conditionné en pots qui seront conservés en chambre froide
- Le yaourt liquide est produit avec le yaourt brassé qui est battu dans les cuves avant le conditionnement
Comment le pH , la coagulation et la viscosité change lors de la production du yaourt
pH : diminue
Viscosité et coagulation augmente
Donnez les autres applications de la fermentation lactique
- Choucroute
- Pains au levain
- Charcuterie
Indiquez les étapes de la fabrication
- Caillage du lait
- Moulage du caillé
- Égouttage
- Salage
- Affinage
Le caillage dans les étapes de la fabrications du fromage sont fait par quoi
par des ferments lactiques et du présure (enzyme protéolytique = chymosine isolés de l’estomac du veau)
Quels sont les types de fromage
1 - Fromages blancs (= fromages frais)( pas affiné )
2 - Pâtes molles à croûte fleurie
3 - Pâtes molles à croûte lavée
4 - Pâtes pressées non cuites
5 - Bleus ou pâtes persillées
6 - Pâtes pressées cuites
Quels sont les caractéristiques de production des fromages à pates molles à croute fleurie
- Ces fromages sont ensemencés en surface avec des souches de Penicillium camemberti
- La pâte est dite molle car le caillé n’a subit ni chauffage, ni pressage
V/F : Le caillage est identique pour tous les types de fromages (ferments lactiques et présure)
Vrai
Qu’est ce que qui varie entre les variétés de formage dans la fabrication
- du moulage,
- l’égouttage,
- le salage,
- l’affinage
Qu’est ce qui est ajouté dans l’élaboration des fromages à pate dure
- Le chlorure de calcium
Expliqué l’affinage du roquefort
par l’ensemencement des spores du champignon Penicillium roquefortii lors du moulage du caillé
La fabrication du vinaigre à partir de l’alcool est fait par l’action de quoi
des bactéries acétiques qui nécessitent de l’O2 = fermentation aérobique
Qu’est ce la mère vinaigre
- Un biofilm de bactéries acétiques qui se forme en surface du vinaigre.
- Consistance gélatineuse mais ferme
- La mère du vinaire doit flotter pour le bon fonctionnement de l’acétification (nécessité de l’oxygène)
La mère vinaigre est composé de quel souche bactérienne
Pasteur l’a appelé (Mycoderma aceti), mais il s’agit de bactérie de Gluconoacetobacter europaeus (Famille Acetobacteriaceae) ou Acetobacter aceti
Quels sont les méthodes de formation du vinaigre
- Méthode Allemande
- Méthode d’orléans
Qu’est ce que la méthode Allemande ( formation du vinaigre )
- Bioréacteur à vinaigre sur copeaux de bois
- Application en grande échelle et à moindre cout
Qu’est ce que la méthode d’orléans
- Biofilm en interface air-liquide
- application à petite échelle pour des vinaigres de qualité: ex. vinaigre balsamique
Qu’est ce qui est utilisé pour la fabrication industrielle d’acide aminé
Corynebacterium glutamicum (Actinobatérie)
Quels sont les rôles des champignon en biotechnologies
- Les champignons sont majoritairement des décomposeurs de la matière organique
- On trouve aussi beaucoup de ferments (les levures)
- Les champignons sont aussi de redoutables pathogènes et agents de pourritures qui causent des pertes considérables
Les champignons vont produire quoi
d’enzymes hydrolytiques (lipases, protéases, oxygénases, péroxydases, cellulases, amylases, etc.)
V/F : un champignon peut à la fois être pathogène et utilisé dans l’alimentation
Vrai
L’utilisation de la levure pour produire quel vaccin
contre l’Hépatite B
Quels sont les éléments essentiels à la nutrition des plantes
Macro-éléments essentiels (N-P-K)
- Azote (N)
- Phosphore (P)
- Potassium (K)
Oligo-éléments
- Magnésium, Calcium, Soufre, Fer, Zinc, Manganèse, Molybdène, Bore, Iode, Sélénium…
Quel est le principes des biofertilisants
Quels bactéries jouent un rôle essentiel dans l’assimilation du P ( formes solubles et insolubles )
Les mycorhizes arbusculaires
Quels bactéries sont responsable de la fixation de N2 atmosphériques
Forme symbiotique
- Nodosités avec Rhizobia/Légumineuses
- Frankia/Aulnes
- Cyanobactéries
Bactéries saprotrophes du sol (forme libre)
- Azospirillum: genre d’Alphaprotobacteria avec une quinzaine d’espèces qui fixent le N2 dans la rhizosphère des plantes.
Ex. Azospirillum brasiliense
Qu’est ce qui est responsable de l’assimilation de l’azote à partir de la matière organique
(formes minérales ou organiques: acides aminés)
=> Plusieurs groupes de bactéries et champignons décomposent la matière organique en ammonium, nitrate et acides aminés
Qu’est ce que les bactéries phytostimulatrices (PGPR)
- PGPR est l’acronyme de Plant Growth Promoting Rhizobacteria
- Groupe hétérogène de bactéries bénéfiques à la croissance et la protection des plantes
Quel est le mécanisme d’action des PGPR
- Solubilisation des minéraux
- Production des phytohormones (auxines, cytokinines, gibbérellines, éthylène, acide abscissique)
- Phytoprotection
