Industrielle et environmentale Flashcards
Domaines
- Agro-alimentaire
- Industrie pharmaceutique et nutraceutique
- Agriculture, horticulture et foresterie
- Énergie
- Environnement
- Chimie
Histoire
Exploitation de microorganismes depuis le Néolithique = fondement de l’agriculture et de l’élevage
- Fermentation des sucres en alcools
- Caillé du lait en fromage
Principes de la microbiologie industrielle
Utilisation de microorganismes à l’échelle industrielle
- Transformation et/ou conversion d’Aliments
- Synthèse de produits
- Production en masse des microorganismes
Modes des bioréacteurs
- Culture discontinue par bâchée
- Culture continue
- En perfusion
Culture discontinue pas bâchée
- Environ une semaine
- Production en masse des microorganismes à haute densité et à grande échelle
- En conditions stériles (nettoyage en première étape)
- Paramètres physico-chimiques contrôlés (condition optimale)
Paramètres physico-chimiques contrôlés
- Température
- pH
- Oxygène, O2
- Agitation
Culture continue
- Environ des mois à un ans
- Garde le milieu de culture plus longtemps
En perfusion
Injecte et récupère de la même tank
Ferments lactiques
Groupe de bactéries capables de fermenter les glucides en produisant de l’acide lactique
- Homolactique
- Hétérolactique
Fermentation homolactique
Réalisée par des bactéries homofermentaires et produit uniquement de l’acide lactique
Fermentation hétérolactique
Réalisé par des bactéries hétérofermentaires et produit en plus de l’acide lactique, le CO2, l’éthanol et d’autres acides
Diversité des ferments lactiques
- Bactéries Gram+, anaérobies partiellement tolérantes à l’oxygène
- Métabolisme fermentatif (absence cytochromes
- En général, bactéries non-sporulantes et immobiles
- Formes de coques, bâtonnets et chaînettes
- Habitat: Sol, débris végétaux, muqueuse animales, lait, tubes digestifs des animaux
Genre lactobacillus
- Bacilles groupés en chaînettes
- Pouvoir acidifiant du lait (pH= 3,5)
- Contient 3 groupes selon le métabolisme, la forme, et la génétique (groupe 1 le plus courant)
Genre bifidobacterium
- Actinobactéries
- Formes très variables: coccoïde, allongée avec bifurcations
- Arrangement en chaînettes
- Produisent acide acétique, acide lactique, acide formique, éthanol et acide succinique
- Anaérobie stricte
- Mésophiles
- Ne tolèrent pas un pH plus petit que 4,5
Étape préparation Yaourt
- Préparation du lait
- Ensemencement
- Conditionnement, brassage ou caillage (varie selon la sorte)
Ensemencement
- L. Delbruckii s-sp, Bulgaricus: acidité- Lactose transformé en acide lactique
- S. thermophilus: arômes
- Rapport 1/1
Applications biotechnologiques
- Transformation d’aliments
- Biopréservation
- Fabrication d’additifs
- Probiotiques
Préparation du lait
- Standardisation
- Homogénéisation
- Pasteurisation
- Enrichissement
- Refroidissement 42-44ºC
Yaourt ferme
- Conditionné en pot à l’étuve 42ºC pendant 3h
- Coagulation: acide lactique produit par lactobacillus modifie la structure de la caséine qui forme un caillé
Yaourt brassé et liquide
- Coagulation dans une cuve
- Caillé brassé mécaniquement, refroidi et conditionné en pots qui seront conservés en chambre froide
- Yaourt liquide est produit avec le yaourt brassé qui est battu dans les cuves avant le conditionnement
Autres applications fermentation lactique
- Choucroute
- Pain au levain
- Charcuterie
Fabrication d’additifs (bioproduits)
- Acide lactique par L, delbruckii s-sp. bulgaricus immobilisé dans des billes d’alginate pendant 6 jours
Application de bioproduits dans les industries
- Agro-alimentaire
- Pharmaceutique et cosmétique
- Solvant pour fabrication de cuir, textile et plastique
Étapes fabrication du fromage
- Caillage du lait par des ferments lactiques et du présure
- Mouillage du caillé
- Égouttage
- Salage
- Affinage
Types de fromages
- Fromages blancs
- pâtes molles à croûte fleurie (ensemencé avec p. cammemberti)
- pâtes molles à croûte lavée
- Pâtes pressées non-cuites
- Bleus ou pâtes persillés
- Pâtes pressées cuites
Pâtes dures
Chlorure de calcium ajouté
Fabrication de vinaigre
À partir d’alcool (éthanol) par l’action des bactéries acétiques qui nécessitent l’O2 = Fermentation aérobique
Mère vinaigre
- Biofilm de bactéries de surface: G. europaeus et A. aceti
- Gélatineuse, mais ferme
- Doit flotter pour le bon fonctionnement de l’acétification (besoin de O2)
Bioréacteur à vinaigre sur copeaux de bois
- Technique allemande
- Moindre coût et grande échelle
Biofilm en interface air-liquide
- Méthode d’Orléans
- Petite échelle et vinaigre de qualité
Production d’acides aminés
C. glutamicum (actinobactéries)
Champignon en biotechnologie
- Majoritairement décomposeurs de matières organiques
- Production large gamme d’enzymes hydrolytiques
- Aussi ferments (levures)
- Redoutables pathogènes et agents de pourriture = causent pertes
- Utiliser pour fromages et autres aliments
- Utilité médicale (vaccin, etc)
Macro-éléments essentiels aux plantes
- Azotes (N)
- Phosphore (P)
- Potassium (K)
Assimilation du phosphore
Mycorhizes arbusculaire jouent un rôle dans l’Assimilation du P (formes solubles et insolubles)
Assimilation de l’azote
- Fixation N2 atmosphérique
- Bactéries saprotrophes su sol (forme libre)
- Assimilation de l’Azote à partir de matière organique (minérale ou acides aminés)
Fixation N2 atmosphérique
- Forme symbiotique
- Nodosité avec rhizobia/ légumineuse
- 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
Assimilation d’azote à partir de matière organique
Décomposent la matière organique en ammonium, nitrate et acide aminé
Bactérie Phytostimulatrice (PGPR)
Groupe hétérogène de bactéries bénéfiques à la croissance et la protection des plantes
PGPR
Plant Growth Promoting Rhizobacteria
Mécanisme des PGPR
- Solubilisation des minéraux
- Production de phytohormones
- Phytoprotection
