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Final - Microbiologie Industrielle et Environnementale Flashcards

1
Q

Quels sont les domaines d’activité de la microbiologie industrielle (6)?

A
  • Agro-alimentaire
  • Industrie médicale, pharmaceutique et nutraceutique
  • Agriculture, horticulture et foresterie
  • Énergie
  • Environnement
  • Chimie
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Q

Donnez des exemples du domaine agro-alimentaire (8)?

A

Saveurs, arômes, émulsifiants, fermentations, fromage, yaourts, acidifiants, pain

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Q

Donnez des exemples du domaine industrie médicale, pharmaceutique et nutraceutique (4)?

A

Antibiotiques, vitamines, insuline, pré- et probiotiques

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4
Q

Donnez des exemples du domaine agriculture, horticulture et foresterie (5)?

A

Biostimulants, biopesticides, biofertilisants, substances, microorganismes

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5
Q

Donnez des exemples du domaine énergie (3)?

A

Biodiesel, bioéthanol, biogaz

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6
Q

Donnez des exemples du domaine environnement (2)?

A

Bioremétation des sols pollués, traitements des eaux usées.

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7
Q

Donnez des exemples du domaine chimique (2)?

A

Production de solvants, enzymes

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8
Q

Depuis quel époque l’Homme a exploité les microorganismes à grande échelle?

A

Depuis le Néolithique
(~8000 ans av J.C.) quand il a fondé l’agriculture et l’élevage

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9
Q

Quels sont deux exemples de l’utilisation des microorganismes lors de l’époque néolithique?

A
  • Fermentations des sucres en alcools (vins et bières)
  • Caillé du lait et fromages
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10
Q

Quelles sont les utilisation des microorganismes à l’échelle industrielle (3)?

A
  • Transformation et/ou la conversion des aliments
  • Synthèses des produits
  • Production en masse des microorganismes
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11
Q

Dans quels appareils les substrats et les matières premières sont transformées en produits finis et microorganismes (2)?

A

Bioréacteur ou fermenteur

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12
Q

Quels sont les modes d’opérations des bioréacteurs et fermenteurs industriels (3)

A
  • Culture discontinue par bâchée (Batch)
  • Culture continue (Fed-batch)
  • En perfusion (Perfusion batch)
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13
Q

Quelle est la capacité maximale d’un bioréacteur de production industriel?

A

> 1 m³ ou 140 000 L

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14
Q

Quels sont les caractéristiques des bioréacteurs ou fermenteurs en culture discontinue?

A
  • Production en masse des microorganismes à haute densité et à grande échelle
  • En conditions stériles
  • conditions physico-chimiques contrôlées
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15
Q

Quels sont les paramètres physicochimiques contrôlés (4)?

A
  • Température
  • pH
  • Oxygène, CO2
  • Agitation
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16
Q

Quel est le facteur d’inoculation des bioréacteurs ou fermenteurs en culture discontinue avec capacité croissante?

A

En général: par un facteur d’inoculation de 10 (volume de 100L pour bioréacteur de 1000L)

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17
Q

Que sont les ferments lactiques?

A

Groupe de bactéries capable de fermenter les glucides en produisant de l’acide lactique

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18
Q

Quels sont les catégories de fermentations lactiques (2)?

A
  • Fermentation homolactique
  • Fermentation hétérolactique
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19
Q

Quelles bactéries réalisent la fermentation homolactique et quels sont les produits?

A

La fermentation homolactique est réalisée par des bactéries homofermentaires et produit uniquement (ou plus de 90%) de l’acide lactique

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20
Q

Quels bactéries réalisent la fermentation hétérolactique et quels sont les produits?

A

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)

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21
Q

Quel est le produit de la voie de fermentation bifide?

A

Acétate
(acide acétique)

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22
Q

Quelles sont les caractéristiques bactériennes des ferments lactiques? (4)

A

1) Bactéries Gram+,

2) Anaérobies partiellement tolérantes à l’oxygène (aérotolérantes)

3) En général, elles sont des bactéries non sporulantes et immobiles

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23
Q

Quel est le métabolisme des ferments lactiques?

A

Métabolisme fermentatif (absence de cytochromes)

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24
Q

Quels sont les formes des ferments lactiques?

A

Formes de coques, de bâtonnets et de chaînettes

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25
Q

Quels sont les habitats des ferments lactiques?

A

Habitat: sols, débris végétaux, muqueuses animales, lait, tubes digestifs des animaux

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26
Q

Quels sont les deux espèces principales qui sont des ferments lactiques (et les substrats)?

A
  • Lactobacillus (lait, viande, poissons, végétaux, céréales)
  • Bifidobacterium (lait)
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27
Q

Quels sont les caractéristiques bactériennes des Lactobacillus (3)?

A
  • Bacilles groupés en chaînettes
  • Pouvoir acidifiant du lait (pH = 3,5)
  • Contient 3 groupes selon le métabolisme, la forme, et la génétique
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28
Q

Quels sont les caractéristiques bactériennes des Bifidobacterium (7)?

A
  • 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
29
Q

Quels sont les applications biotechnologiques des ferments lactiques (4)?

A
  • Transformation d’aliments
  • Biopréservation
  • Fabrication d’additifs
  • Probiotiques
30
Q

Quels sont les étapes pour la préparation du lait (5)?

A
  • Standardisation
  • Homogénéisation
  • Pasteurisation
  • Enrichissement
  • Refroidissement 42-44°C
31
Q

Quels sont les deux bactéries ensemencées dans le lait lors de la fabrication du yaourt?

A
  • L. Delbruckii s-sp. bulgaricus
  • S. thermophilus
32
Q

Quels sont les rôles des bactéries ensemencées dans le lait

A
  • 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
33
Q

Quels sont les trois textures du yaourt?

A
  • Ferme
  • Liquide
  • Brassé
34
Q

Comment sont formées les yaourts fermes?

A
  • 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)
35
Q

Comment sont formées les yaourts liquides et brassés?

A
  • 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
36
Q

Quel est le rapport de concentration des 2 souches bactériennes pour un bon yaourt?

A

1:1

37
Q

Quels sont les autres applications, dans la transformation alimentaire, de la fermentation lactique autre que les produits laitiers (4)?

A
  • Choucroute
  • Autres légumes (concombres, olives, kombucha)
  • Pains au levain
  • Charcuterie
38
Q

Comment sont fabriqués les additifs (bioproduits)?

A

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

39
Q

Quels sont les applications des additifs (bioproduits) dans les industries (3)?

A
  • Agro-alimentaire: additive acidifiant E270, exhausteur de goût, antioxydant.
  • Pharmaceutique et cosmétique
  • Solvant utilisé dans la fabrication du cuir, textiles et plastique.
40
Q

Quels sont les étapes de la fabrication du fromage (5)?
(Utilisation de quelle enzyme)

A
  • 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
41
Q

Quels sont les types de fromages (6)?

A
  • 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

42
Q

Quels sont les caractéristiques des fromages à pâtes molles à croûte fleurie?

A

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

43
Q

Vrai ou faux? Le caillage est différent pour tous les types de fromages (ferments lactiques et présure)

A

Faux

44
Q

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.

A

Vrai

45
Q

Quel produit est ajouté dans l’élaboration des fromages à pâte dure?

A

Le chlorure de calcium

46
Q

Comment est fabriqué le fromage Roquefort?

A

Roquefort affiné par l’ensemencement des spores du champignon Penicillium roquefortii lors du moulage du caillé.

47
Q

Comment est fabriqué le vinaigre?

A

Fabrication du vinaigre (acide acétique) à partir d’alcool (éthanol) par l’action des bactéries acétiques qui nécessitent de l’O2

= fermentation aérobique

48
Q

Comment se forme la mère du vinaigre?

A

Un biofilm de bactéries acétiques qui se forme en surface du vinaigre.

Consistance gélatineuse mais ferme

49
Q

Vrai ou faux? La mère vinaigre est un champignon.

A

Pasteur l’a appelé champignons (Mycoderma aceti), mais il s’agit de bactérie.

50
Q

Pourquoi la mère du vinaigre doit flotter?

A

La mère du vinaire doit flotter à la surface pour le bon fonctionnement de l’acétification (nécessité de l’oxygène)

51
Q

Comment fonctionnent les bioréacteur à vinaigre sur copeaux de bois?

A

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)

52
Q

Comment est utilisé le biofilm en interface air-liquide?

A

Cette technique est appelée méthode d’Orléans, application à petite échelle pour des vinaigres de qualité

ex. vinaigre balsamique

53
Q

Quelle bactérie est utilisée pour la production d’acide aminés?

A

Corynebacterium glutamicum (Actinobatérie) est largement utilisée pour la fabrication industrielle d’acide aminé

ex: glutamate, E 620 exhausteur de goût et d’arôme

54
Q

Quels sont les utilisations des champignons en biotechnologies (4)?

A
  • 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
55
Q

Quel est une utilité clinique de la levure?

A

Utilisation de la levure pour produire un vaccin contre l’Hépatite B

56
Q

Quels sont les deux étapes de la production d’un vaccin contre l’Hépatite B?

A
  • Clonage du gène du HBV dans un plasmide
  • Production du vaccin anti-HBV dans la levure
57
Q

Autres applications industriels des mycetes (médicale)

A

Penicillium chrysogenum qui produit de la pénicilline (Antibacterien)

58
Q

Quel matériel est utilisé pour fabriquer des alternatives au polystyrène (pas recyclable)?

A

Les champignons

59
Q

Quels sont les macro-éléments essentiel à la nutrition des plantes (3)?

A
  • Azote (N)
  • Phosphore (P)
  • Potassium (K)
60
Q

Quels sont les oligo-éléments essentiel à la nutrition des plantes?

A

Magnésium, Calcium, Soufre, Fer, Zinc, Manganèse, Molybdène, Bore, Iode, Sélénium

61
Q

Vrai ou Faux? Les macro-éléments, les oligo-éléments et la matière organique dans le sol est assimilables par les végétaux du sol?

A

Faux, ils sont insolubles et ils doivent être transformées par les microorganismes présents dans le sol.

62
Q

Comment le phosphore est assimilé dans le sol?

A

Les mycorhizes arbusculaires jouent un rôle fondamental dans l’assimilation du P aussi pour les formes solubles qu’insolubles

63
Q

Comment est fixé l’azote atmosphérique?

A
  • Forme symbiotique
  • Bactéries saprotrophes du sol (forme libre)
64
Q

Qui permet la fixation de l’azote sous la forme symbiotique (3)

A
  • Nodosités avec Rhizobia/Légumineuses
  • Frankia/Aulnes
  • Cyanobactéries
65
Q

Quelles sont les bactéries Azospirillum?

A

Genre d’Alphaprotobacteria avec une quinzaine d’espèces qui fixent le N2 dans la rhizosphère des plantes.

66
Q

Comment l’azote est assimilé à partir de la matière organique?

A

Plusieurs groupes de bactéries et champignons décomposent la matière organique en ammonium, nitrate et acides aminés

67
Q

Que signifie l’acronyme PGPR?

A

PGPR est l’acronyme de
Plant Growth Promoting Rhizobacteria

68
Q

Comment sont caractérisées les bactéries phytostimulatrices
(PGPR)?

A

Groupe hétérogène de bactéries bénéfique à la croissance et la protection des plantes

69
Q

Mécanismes d’action des PGPR (3)

A
  • Solubilisaton des minéraux
  • Producton des phytohormones (auxines, cytokinines, gibbérellines, éthylène, acide abscissique)
  • Phytoprotection

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