Final - Microbiologie Industrielle et Environnementale Flashcards
Quels sont les domaines d’activité de la microbiologie industrielle (6)?
- Agro-alimentaire
- Industrie médicale, pharmaceutique et nutraceutique
- Agriculture, horticulture et foresterie
- Énergie
- Environnement
- Chimie
Donnez des exemples du domaine agro-alimentaire (8)?
Saveurs, arômes, émulsifiants, fermentations, fromage, yaourts, acidifiants, pain
Donnez des exemples du domaine industrie médicale, pharmaceutique et nutraceutique (4)?
Antibiotiques, vitamines, insuline, pré- et probiotiques
Donnez des exemples du domaine agriculture, horticulture et foresterie (5)?
Biostimulants, biopesticides, biofertilisants, substances, microorganismes
Donnez des exemples du domaine énergie (3)?
Biodiesel, bioéthanol, biogaz
Donnez des exemples du domaine environnement (2)?
Bioremétation des sols pollués, traitements des eaux usées.
Donnez des exemples du domaine chimique (2)?
Production de solvants, enzymes
Depuis quel époque l’Homme a exploité les microorganismes à grande échelle?
Depuis le Néolithique
(~8000 ans av J.C.) quand il a fondé l’agriculture et l’élevage
Quels sont deux exemples de l’utilisation des microorganismes lors de l’époque néolithique?
- Fermentations des sucres en alcools (vins et bières)
- Caillé du lait et fromages
Quelles sont les utilisation des microorganismes à l’échelle industrielle (3)?
- Transformation et/ou la conversion des aliments
- Synthèses des produits
- Production en masse des microorganismes
Dans quels appareils les substrats et les matières premières sont transformées en produits finis et microorganismes (2)?
Bioréacteur ou fermenteur
Quels sont les modes d’opérations des bioréacteurs et fermenteurs industriels (3)
- Culture discontinue par bâchée (Batch)
- Culture continue (Fed-batch)
- En perfusion (Perfusion batch)
Quelle est la capacité maximale d’un bioréacteur de production industriel?
> 1 m³ ou 140 000 L
Quels sont les caractéristiques des bioréacteurs ou fermenteurs en culture discontinue?
- Production en masse des microorganismes à haute densité et à grande échelle
- En conditions stériles
- conditions physico-chimiques contrôlées
Quels sont les paramètres physicochimiques contrôlés (4)?
- Température
- pH
- Oxygène, CO2
- Agitation
Quel est le facteur d’inoculation des bioréacteurs ou fermenteurs en culture discontinue avec capacité croissante?
En général: par un facteur d’inoculation de 10 (volume de 100L pour bioréacteur de 1000L)
Que sont les ferments lactiques?
Groupe de bactéries capable de fermenter les glucides en produisant de l’acide lactique
Quels sont les catégories de fermentations lactiques (2)?
- Fermentation homolactique
- Fermentation hétérolactique
Quelles bactéries réalisent la fermentation homolactique et quels sont les produits?
La fermentation homolactique est réalisée par des bactéries homofermentaires et produit uniquement (ou plus de 90%) de l’acide lactique
Quels bactéries réalisent la fermentation hétérolactique et quels sont les produits?
Fermentation hétérolactique est réalisée par des bactéries hétérofermentaires et produit en plus de l’acide lactique, le CO2, l’éthanol et d’autres acides (ex. acide acétique)
Quel est le produit de la voie de fermentation bifide?
Acétate
(acide acétique)
Quelles sont les caractéristiques bactériennes des ferments lactiques? (4)
1) Bactéries Gram+,
2) Anaérobies partiellement tolérantes à l’oxygène (aérotolérantes)
3) En général, elles sont des bactéries non sporulantes et immobiles
Quel est le métabolisme des ferments lactiques?
Métabolisme fermentatif (absence de cytochromes)
Quels sont les formes des ferments lactiques?
Formes de coques, de bâtonnets et de chaînettes
Quels sont les habitats des ferments lactiques?
Habitat: sols, débris végétaux, muqueuses animales, lait, tubes digestifs des animaux
Quels sont les deux espèces principales qui sont des ferments lactiques (et les substrats)?
- Lactobacillus (lait, viande, poissons, végétaux, céréales)
- Bifidobacterium (lait)
Quels sont les caractéristiques bactériennes des Lactobacillus (3)?
- 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 bactériennes des Bifidobacterium (7)?
- Actinobactéries
- Forme très variable (coccoïde, allongée avec bifurcations)
- Arrangement en chaînettes ressemblant à des filaments
- Produisent acide acétique, acide lactique, acide formique, éthanol et acide succinique
- Anaérobies stricts
- Mésophiles
- Ne tolèrent pas un pH<4,5
Quels sont les applications biotechnologiques des ferments lactiques (4)?
- Transformation d’aliments
- Biopréservation
- Fabrication d’additifs
- Probiotiques
Quels sont les étapes pour la préparation du lait (5)?
- Standardisation
- Homogénéisation
- Pasteurisation
- Enrichissement
- Refroidissement 42-44°C
Quels sont les deux bactéries ensemencées dans le lait lors de la fabrication du yaourt?
- L. Delbruckii s-sp. bulgaricus
- S. thermophilus
Quels sont les rôles des bactéries ensemencées dans le lait
- L. Delbruckii s-sp. bulgaricus : fournir l’acidité au yaourt (le lactose est transformé en acide lactique)
- S. thermophilus : fournir les arômes au yaourt pour balancer l’acidité
Quels sont les trois textures du yaourt?
- Ferme
- Liquide
- Brassé
Comment sont formées les yaourts fermes?
- 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 (avec phosphate de calcium)
Comment sont formées les yaourts liquides et brassés?
- 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
Quel est le rapport de concentration des 2 souches bactériennes pour un bon yaourt?
1:1
Quels sont les autres applications, dans la transformation alimentaire, de la fermentation lactique autre que les produits laitiers (4)?
- Choucroute
- Autres légumes (concombres, olives, kombucha)
- Pains au levain
- Charcuterie
Comment sont fabriqués les additifs (bioproduits)?
Acide lactique par L. delbruckii s-sp. bulgaricus immobilisé dans des billes d’alginate pendant 6 jours (rendement de 90%)
Production annuelle est de 40 000 tons
Quels sont les applications des additifs (bioproduits) dans les industries (3)?
- Agro-alimentaire: additive acidifiant E270, exhausteur de goût, antioxydant.
- Pharmaceutique et cosmétique
- Solvant utilisé dans la fabrication du cuir, textiles et plastique.
Quels sont les étapes de la fabrication du fromage (5)?
(Utilisation de quelle enzyme)
- 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 types de fromages (6)?
- Fromages blancs (= fromages frais)
- Pâtes molles à croûte fleurie
- Pâtes molles à croûte lavée
- Pâtes pressées non cuites
- Bleus ou pâtes persillées
- Pâtes pressées cuites
PAS À LEXAMEN
Quels sont les caractéristiques des fromages à pâtes molles à croûte 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
Vrai ou faux? Le caillage est différent pour tous les types de fromages (ferments lactiques et présure)
Faux
Vrai ou faux? Les techniques du moulage, l’égouttage, le salage, et l’affinage sont très diverses et aboutissent à une très grande variété de fromages.
Vrai
Quel produit est ajouté dans l’élaboration des fromages à pâte dure?
Le chlorure de calcium
Comment est fabriqué le fromage Roquefort?
Roquefort affiné par l’ensemencement des spores du champignon Penicillium roquefortii lors du moulage du caillé.
Comment est fabriqué le vinaigre?
Fabrication du vinaigre (acide acétique) à partir d’alcool (éthanol) par l’action des bactéries acétiques qui nécessitent de l’O2
= fermentation aérobique
Comment se forme la mère du vinaigre?
Un biofilm de bactéries acétiques qui se forme en surface du vinaigre.
Consistance gélatineuse mais ferme
Vrai ou faux? La mère vinaigre est un champignon.
Pasteur l’a appelé champignons (Mycoderma aceti), mais il s’agit de bactérie.
Pourquoi la mère du vinaigre doit flotter?
La mère du vinaire doit flotter à la surface pour le bon fonctionnement de l’acétification (nécessité de l’oxygène)
Comment fonctionnent les bioréacteur à vinaigre sur copeaux de bois?
Les bactéries se répliquent sur les copeaux de bois qui flottent à la surface, afin d’obtenir l’apport en oxygène nécessaire pour la fermentation.
(Méthode allemande)
Comment est utilisé le biofilm en interface air-liquide?
Cette technique est appelée méthode d’Orléans, application à petite échelle pour des vinaigres de qualité
ex. vinaigre balsamique
Quelle bactérie est utilisée pour la production d’acide aminés?
Corynebacterium glutamicum (Actinobatérie) est largement utilisée pour la fabrication industrielle d’acide aminé
ex: glutamate, E 620 exhausteur de goût et d’arôme
Quels sont les utilisations des champignons en biotechnologies (4)?
- Décomposeurs de la matière organique
- Production d’une large gamme d’enzymes hydrolytiques (lipases, protéases, oxygénases, péroxydases, cellulases, amylases)
- Ferments lactiques (levures)
- Redoutables pathogènes et agents de pourritures qui causent des pertes considérables
Quel est une utilité clinique de la levure?
Utilisation de la levure pour produire un vaccin contre l’Hépatite B
Quels sont les deux étapes de la production d’un vaccin contre l’Hépatite B?
- Clonage du gène du HBV dans un plasmide
- Production du vaccin anti-HBV dans la levure
Autres applications industriels des mycetes (médicale)
Penicillium chrysogenum qui produit de la pénicilline (Antibacterien)
Quel matériel est utilisé pour fabriquer des alternatives au polystyrène (pas recyclable)?
Les champignons
Quels sont les macro-éléments essentiel à la nutrition des plantes (3)?
- Azote (N)
- Phosphore (P)
- Potassium (K)
Quels sont les oligo-éléments essentiel à la nutrition des plantes?
Magnésium, Calcium, Soufre, Fer, Zinc, Manganèse, Molybdène, Bore, Iode, Sélénium
Vrai ou Faux? Les macro-éléments, les oligo-éléments et la matière organique dans le sol est assimilables par les végétaux du sol?
Faux, ils sont insolubles et ils doivent être transformées par les microorganismes présents dans le sol.
Comment le phosphore est assimilé dans le sol?
Les mycorhizes arbusculaires jouent un rôle fondamental dans l’assimilation du P aussi pour les formes solubles qu’insolubles
Comment est fixé l’azote atmosphérique?
- Forme symbiotique
- Bactéries saprotrophes du sol (forme libre)
Qui permet la fixation de l’azote sous la forme symbiotique (3)
- Nodosités avec Rhizobia/Légumineuses
- Frankia/Aulnes
- Cyanobactéries
Quelles sont les bactéries Azospirillum?
Genre d’Alphaprotobacteria avec une quinzaine d’espèces qui fixent le N2 dans la rhizosphère des plantes.
Comment l’azote est assimilé à partir de la matière organique?
Plusieurs groupes de bactéries et champignons décomposent la matière organique en ammonium, nitrate et acides aminés
Que signifie l’acronyme PGPR?
PGPR est l’acronyme de
Plant Growth Promoting Rhizobacteria
Comment sont caractérisées les bactéries phytostimulatrices
(PGPR)?
Groupe hétérogène de bactéries bénéfique à la croissance et la protection des plantes
Mécanismes d’action des PGPR (3)
- Solubilisaton des minéraux
- Producton des phytohormones (auxines, cytokinines, gibbérellines, éthylène, acide abscissique)
- Phytoprotection
