Introduction

Question 1

Qu’est-ce que la microbiologie industrielle?

Answer 1

Ensemble des biotech exploitant les m.o. pour obtenir des biens et des services

Question 2

Nommer 4 champs d’application de la micro industrielle

Answer 2

production alimentaire
agronomie
médecine
environnement
source d’énergie alternative

Question 3

Nommer les phases de croissance

Answer 3

Latence
Croissance
Déclin

Question 4

Qu’est-ce que la phase de latence?

Answer 4

Période d’adaptation au nouveau milieu
Activation de voies métaboliques
Augmentation de la biomasse, mais pas du nombre de cellules.
Non-productive

Question 5

Quels sont les facteurs qui influencent la latence?

Answer 5

-Changement du milieu: concentration, nature, ect. Induction d’enzymes
-Changement des conditions pysiques (T, pH)
-Présence d’hinibiteurs
-Spores
-L’état physiologique de l’inoculum: Phase de croissance, filtrat?

Question 6

Quel est l’avantage d’utiliser des spores comme inoculum de départ?

Answer 6

Permet de standardiser l’inoculum, surtout avec des bactéries filamenteuses.
Peut être utiliser comme pré-inoculum pour les faire germer.

Question 7

En quoi se subdivise la phase de croissance?

Answer 7

1. accélération de croissance
2. croissance exponentielle
3. décélération de croissance

Question 8

Quelle équation permet de déterminer le taux de croissance spécifique?

Answer 8

u = (ln2)/td

td: temps de doublements

Question 9

Dans quelle phase les métabolite produits ont le plus d’intérêts biotech?

Answer 9

Phase stationnaire

Question 10

Quand le processus de fermentation est habituellement interrompu?

Answer 10

À la fin de la phase exponentielle ou avant la phase de mortalité

Question 11

Quelle est l’équation de la relation de Monod?

Answer 11

1/u = Ks/um*s + 1/um
u: taux de croissance spécifique
Ks: l’affinité de la culture pour le substrat
s: concentration du substrat limitant
um: taux de croissance maximal

Question 12

Qu’est-ce que Ks?

Answer 12

Constante de saturation
La concentration de substrat limitant nécessaire pour apporterla taux de croissance spécifique (u) à 1/2 de la valeur maximale.
Inversement proportionnel à l’affinité des cellules pour le substrat limitant.

Question 13

Quel est l’utilité de Ks?

Answer 13

-Prédire les cinétiques de croissance
-Concevoir des milieux de culture
-Interpréter les interactions microbiennes dans un système/milieu

Question 14

Quelles sont les variations de cinétique de croissance microbienne?

Answer 14

-Dans le cas où le substrat est conservé dans la cellule
-lorsqu’il y a synchronisme au niveau de la division cellulaire
-lorsque la croissance est diauxique
-répression catabolique

(p.16 et 17)

Question 15

Qu’est-ce que la répression catabolique? Pourquoi et comment?

Answer 15

Le glucose est la source de C privilégié p/r au lactose.
Glucose bas = AMPc, se lie à CAP. CAP se lie au promoteur lac (activateur).
En présence de lactose, le répresseur lac ne peut se lier. On exprime donc les gènes.

Question 16

Quels sont les nutriments requis dans un milieu synthétique?

Answer 16

-Source d’énergie et de carbone
-Source d’azote
-Sels organiques et inorganiques
-acides gras
-oligo-éléments (Fe, Mv, Ni, Zn, Cu, Co, Mo)
-précurseurs, additifs de biorégulateurs et inducteurs
-inhibiteur
- antimousse

Question 17

Quels sont les paramètres environnementaux requis dans les milieux?

Answer 17

-pH
-Tempéraure
-Concentration O2 dissout
-Pression osmotique
-Pression hydrostatique

Question 18

Différencier les métabolites primaires et secondaires

Answer 18

Les métabolites primaires sont impliqués dans la phase de croissance tandis que les métabolites secondaires s’accumulent après la phase de croissance, soit la phase de déclin.

Question 19

Donner des exemples de métabolites primaires.

Answer 19

acides aminées
acides organiques
alcool et solvants
lipides
nucléotides
polysacc
vitamines

Question 20

Donner des exemples de métabolites secondaires

Answer 20

antibiotiques
produits pharmacologiquement actifs (anti-inflammatoire)

Question 21

Quels sont les critères de sélection des m.o. industriels?

Answer 21

stabilité génétique
possibilité culture continue
spécificité de substrat
rendement de croissance élevé
exigences nutritives
séparation facile de la biomasse du milieu

Question 22

Faire la différence entre la respiration aérobie et la respiration anaérobie.

Answer 22

La respiration est la dégradation de sucres par des enzymes et des H sont arrachés par des oxydations successives des nutriments transmis à la chaîne respiratoire.
La différence se trouve au niveau de l’accepteur de H et d’é:
En aérobie, c’est l’O2
En anaérobie, c’est un autre nutriment inorganique (carbonates, sulfates, nitrates)

Question 23

Quels sont les entrants et les produits de la fermentation alcoolique?

Answer 23

Glucose → Éthanol + CO2

Question 24

Quels sont les entrants et les produits de la fermentation homolactique?

Answer 24

Glucose → acide lactique

Question 25

Quels sont les entrants et les produits de la fermentation hétérolactique?

Answer 25

Glucose → acide lactique, éthanol et acide acétique +CO2

Question 26

Qu’est-ce qu’un bioréacteur?

Answer 26

Réacteur qui permet la production d’enzymes et de métabolites microbiens

Question 27

Quels sont les rôles des bioréacteurs?

Answer 27

conteneur
enceinte stérile
aérateurs
homogénisateur
contrôle
(p.30)

Question 28

Comment fonctionne la fermentation discontinue (en batch)?

Answer 28

Volume de milieu + inoculum.
On n’ajoute jamais de milieu = système fermé
Continuel changement de conditions de culture pour les m.o.

Plus de détails p.31

Question 29

Quels sont les avantages de la fermentation en batch?

Answer 29

Grande capacité (200 000L)
Peu coûteux, simple à fabriquer et à utiliser.
Stérilisation moins rigoureuse donc moins coûteuse
Meilleur contrôle des paramètres et des m.o. et offre beaucoup de flexibilité (même réacteur pour prod différente)

Question 30

Quels sont les désavantages de la fermentation en batch?

Answer 30

-Plusieurs cuves pour production régulière
-entre 2 fermentations, délais assez long en raison du nettoyage et stérilisation complète
-Perte des m.o. et des enzymes si milieu vidangé en plein processus

Question 31

Qu’est-ce que la fermentation continue?

Answer 31

La population de cellules est maintenue dans un état de croissance équilibré.
Vitesse d’ajout de substrat (F) et volume (V) sont constants.

Question 32

Définition du taux de dilution

Answer 32

vitesse à laquelle la culture microbienne du bioréacteur est diluée par du nouveau milieu entrant.

Question 33

Quels sont les 2 types de fermentations continues?

Answer 33

Les chémostats et les turbidostats

Question 34

Qu’est-ce qu’un chémostat et son fonctionnement?

Answer 34

On ajoute le substrat limitant à un taux constant.

Question 35

Qu’est-ce qu’un turbidostat et son fonctionnement?

Answer 35

on maintient constante la densité de cellule microbienne

Question 36

Quelle est l’équation permettant de calculer le taux de dilution?

Answer 36

Taux de dilution (D) = F/V

Question 37

Savoir la relation entre taux de dilution avec le taux de croissance et concentration cell vs substrat

Answer 37

p. 34
contrôle dilution = contrôle croissance

Question 38

Avantages et désavantages de la fermentation continue

Answer 38

pp.36-37

Question 39

Nommer les bioréacteurs qui utilises des cellules immobilisées

Answer 39

Lit fixe
Lit fluidisé
Fibres creuses

Question 40

Qu’est-ce qu’un bioréacteur à lit fixe?

Answer 40

Les m.o. sont absorbés à la surface du support solide et le milieu circule lentement au travers.

Question 41

Nommer des exemples de support solide des bioréacteurs à lit fixe.

Answer 41

copeaux de bois
cellulose
billes de verre

Question 42

Qu’est-ce qu’un bioréacteur à lit fluidisé?

Answer 42

m.o. immobilisé sur les particules en suspension. Le flux ascendant du milieu entraîne les particule vers le aut. Le flux sortant se trouve au-dessus de la zone de sédimentation.

Meilleur transfert de chaleur et de matière qu’à lit fixe.

Question 43

Qu’est-ce qu’un bioréacteur à fibre creuse?

Answer 43

Les cellules se développent entre les fibres dans lesquelles le milieu circule. Les fibres sont perméables aux nutriments et aux produits, mais pas aux m.o.

Question 44

Quels sont les avantages des bioréacteurs à cellules immobilisées?

Answer 44

évite la perte de cellule encore viable
rendement plus important (densité de m.o.)
Augmentation de la stabilité thermique et biologiques des enzymes = activité maintenue longtemps

Question 45

Quels sont les désavantages des bioréacteurs à cellules immobilisées?

Answer 45

Installations plus coûteuses
Difficile d’empêcher la contamination et les mutants

Question 45

Quels sont les désavantages des bioréacteurs à cellules immobilisées?

Answer 45

Installations plus coûteuses
Difficile d’empêcher la contamination et les mutants

Question 46

Une fois le milieu de culture fermenté, quelles sont les étapes nécessaires pour obtenir un produit pur?

Answer 46

-sédimentation, filtration et centrifugation
-extraction cellulaire
-extraction d’un produit dans un solvant
-augmentation de la concentration par précipitation, évaporation, filtration
-purification (moins extrême en alimentaire qu’en pharmaceutique)

Question 47

Quels sont les problèmes qui peuvent subvenir lors de la mise à l’échelle (scale-up) d’un procédé de fermentation?

Answer 47

-stérilité (dégradation du milieu)
-nombre de divisions cellulaires de l’inoculum de départ pour atteindre la biomasse finale (perde les propriétés biochimiques lors des divisions)
-homogénéisation de la culture

Question 48

Quels sont les critères utilisés pour le changement d’échelle?

Answer 48

-La puissance par unité de volume
-le flux d’aération par unité de volume (O2 dissout)
-la similarité géométrique de la cuve du bioréacteur