F.Cours 7: La microbiologie industrielle et environnementale Flashcards
Domaines d’activité de la microbiologie industrielle: (6)
- Agro-alimentaire
- Industrie pharmaceutique et nutraceutique
- Agriculture, horticulture et foresterie
- Énergie
- Environnement
- Chimie
L’Homme a exploité les microorganismes à grande échelle depuis le …. (⍨8000 ans av J.C.) quand il a fondé …
Néolithique
l’agriculture et l’élevage
Utilisation des microorganismes à l’échelle industrielle pour:
• Transformation et/ou la conversion des aliments
• Synthèses des produits
• …
Production en masse des microoganismes (probiotiques)
Les bioréacteurs et fermenteurs industriels s’opèrent principalement selon trois modes:
- Culture discontinue (Batch)
- Culture continue (Fed-batch)
- En perfusion (Perfusion batch)
Capacité d’un bioréacteur de production = …
Capacité d’un bioréacteur peut atteindre ….
> 1 m^3
140 000 L
Bioréacteur/Fermenteur (culture discontinue):
• Production en masse des microorganismes à …. et à …
- haute densité
- grande échelle
Bioréacteur/Fermenteur (culture discontinue):
Les paramètres physico-chimiques contrôlés (4):
- Température
- pH
- Oxygène, CO2
- Agitation
Groupe de bactéries capable de fermenter les glucides en produisant de l’acide lactique
Les ferments lactiques
• Il existe deux catégories de fermentations lactiques :
- Fermentation homolactique
* Fermentation hétérolactique
• Fermentation homolactique est réalisée par des … et produit …
bactéries homofermentaires
- uniquement (ou plus de 90%) de l’acide lactique
• Fermentation hétérolactique est réalisée par des … et produit …
bactéries hétérofermentaires
-en plus de l’acide lactique, le CO2, l’éthanol et d’autres acides (ex. acide acétique)
Voies homofermentaire et hétérofermentaire commencent avec du ….
glucose (alors que la voie Bifide commence et termine av. de l’a. acétique (acétate))
Diversité des ferments lactiques: • Bactéries ... • Métabolisme fermentatif = ... • *En général* :... • Formes de : ...(3)
- Gram+ aérotolérantes
- absence de cytochromes
- non sporulantes et immobiles (pas de flag.)
- coques, de bâtonnets et de chaînettes
Diversité des ferments lactiques:
• Habitat: (5)
1) Sols,
2) Débris végétaux,
3) Muqueuses animales,
4) Lait,
5) Tubes digestifs des animaux
….. Lactobacillus
• Bacilles groupés en …
• Pouvoir ….
• Contient 3 groupes selon ….
- Genre
- chaînetes
- acidifiant du lait (pH = 3,5)
- le métabolisme, la forme, et la génétique
Groupes du genre Lactobacillus Groupe I: ..... Sous-espèces: ....(3) Groupe II: .... Sous-espèces: ...(4)
- L. delbrueckeii
- delbrueckeii, bulgaricus, lactis
- L. casei
- casei, pseudoplantarum, tolerans, rhamnosus
Genre Bifidobacterium
•…
• Forme très variable: …(2)
• Arrangement en …
- Actinobactéries
- coccoïde, allongée avec bifurcations
- chaînettes ressemblant à des filaments
Genre Bifidobacterium
• Produisant: …(5)
- a. acétique,
- a. lactique,
- a. formique,
- éthanol et
- a. succinique
Genre Bifidobacterium
• besoin en oxygène: …
• besoin Température : …
• besoin pH : …
- Anaérobies stricts
- Mésophiles
- Ne tolèrent par un pH<4,5
Applications biotechnologiques des ferments lactiques: (4)
ØTransformation d’aliments
ØBiopréservation
ØFabrication d’additifs
ØProbiotiques
Nommez les grdes étapes de laFabrication du yaourt
1) Préparation du lait;
2) Ensemencement avec Lactobacillus delbruckii s-sp. bulgaricus et Streptococcus thermophilus;
3) Les procédés de fabrication sont adaptés selon la texture du yaourt: ferme, liquid, brassé
Fabrication du yaourt: Préparation du lait (5)
- Standardisation
- Homogénéisation
- Pasteurisation
- Enrichissement
- Refroidissement 42-44°C
Fabrication du yaourt:
Ensemencement:
- L. delbruckii s-sp. bulgaricus (acidité: lactose est transformé en acide lactique)
- S. thermophilus (arômes)
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
Yaourts brassé et liquide:
• La coagulation se fait dans ….
• Le caillé est brassé …., …… en pots qui seront conservés en …
- une cuve
- mécaniquement
- refroidi et **conditionné
- chambre froide
Quel est la différence entre le Yaourts brassé et le Yaourts liquide?
Le yaourt liquide est produit avec le yaourt brassé, mais le yaourt brassé est battu dans les cuves **avant le conditionnement
Élaboration du yaourt
• Coopération entre …
• Rapport de concentration des 2 souches pour un bon yaourt est: …
- L. delbruckii s-sp. bulgaricus et S. thermophilus
- 1/1
Élaboration du yaourt
• Si prédominance de L. delbruckii s-sp. bulgaricus
le yaourt est …;
• Si prédominance S. thermophiles le yaourt est ….
- trop acide
- sans arômes
Schéma simplifié du métabolisme fermentaires du yaourt
1) MEC: Lactose
2) MIC: Glucose + Galactose
3) MIC: Galactose sort dans le MEC et le Glucose devient Pyruvate puis Lactate
4) Lactate sort vert le MEC
Fabrication des additifs (bioproduits):
• Acide lactique par …. immobilisé dans des …. pendant … (rendement de …)
- L. delbruckii s-sp. bulgaricus
- billes d’alginate
- 6 jours
- 90%
Fabrication des additifs (bioproduits):
• Production annuelle est de …
• Application dans les industries de:
- …: additive acidifiant E270, exhausteur de gout, antioxidant.
- ….
-Solvant utilisé dans la fabrication du : ….(3)
- 40 K tons
- Agro-alimentaire
- Pharmaceutique et cosmétique
- cuir, textiles et plastique.
Fabrication du fromage: (5)
- Caillage du lait
- Moulage du caillé
- Égouttage
- Salage
- Affinage
Fabrication du fromage:
• Caillage du lait par …. et du …. (enzyme …. = …. isolés de l’estomac du …)
- des ferments lactiques
- présure
- protéolytique
- chymosine
- veau
Formages à pâtes molles à croûte fleurie
• Ces fromages sont ensemencés en … avec des souches de …,
• La pâte est dite molle car …
- surface
- Penicillium camember
- le caillé n’a subit ni chauffage, ni pressage
Les méthodes de fabrication des fromages
• …. est identique pour tous les types de fromages (….et …)
• Les techniques du …(4) sont très diverses et aboutissent à une très grande variété de fromages
• …. est ajouté dans l’élaboration des fromages à pâte dure
- Le caillage
- ferments lactiques
- présure
- moulage, l’égouttage, le salage, et l’affinage
- Le chlorure de calcium
Roquefort affiné par l’ensemencement des …. du …. lors du …
- spores
- champignon Penicillium roquefortii
- moulage du caillé
Fabrication du vinaigre (…) à partir d’alcool (…) par l’action des … qui nécessitent de … = …
- acide acéique
- éthanol
- bactéries acétiques
- l’O2
- fermentation aérobie
La mère vinaigre:
- Un biofilm de bactéries … qui se forme en surface du vinaigre.
- Pasteur l’a appelé (…), mais il s’agit de bactérie de …(Famille …) ou …
- acétiques
- Mycoderma aceti
- Gluconoacetobacter europaeus
- Acetobacteriaceae
- Acetobacter aceti
La mère vinaigre:
• Consistance …
• Pour faire le bon fonctionnement de l’acétification (nécessité de l’oxygène) elle doit …
- gélatineuse mais ferme
- flotter
Biofilm en interface air- liquide
• Cette technique est appelée …, application à petite échelle pour des vinaigres de qualité: ex. vinaigre balsamique
méthode d’Orléans
…. est largement utilisée pour la fabrication industrielle d’acide aminé (glutamate, E 620 exhausteur de goût et d’arôme)
Corynebacterium glutamicum (Actinobatérie)
Production de … par C. glutamicum souche 541 cultivée sur glucose
L-glutamate
• Le mode de vie des champignons leur a permis de produire une large gamme d’enzymes … (lipases, protéases, oxygénases, péroxydases, cellulases, amylases, etc.)
hydrolytiques
- Macro-éléments essentiels = …
* Oligo-éléments = …(10)
- (N-P-K)• Azote (N)• Phosphore (P)• Potassium (K)
- • Magnésium, Calcium, Soufre, Fer, Zinc, Manganèse, Molybdène, Bore, Iode, Sélénium…
• Fixation de N2 atmosphérique: Forme symbiotique (3)
- Nodosités avec Rhizobia/Légumineuses
- Frankia/Aulnes
- Cyanobactéries
• Fixation de N2 atmosphérique:
Bactéries saprotrophes du sol (forme libre)
• Azospirillum: genre d’Alphaprotobacteria avec une quinzaine d’espèces qui fixent le N2 dans la rhizosphère des plantes.
