Valorisation du lactose et du lactosérum en acide succinique par fermentation bactérienne

Authors: Abidi, Nabil
Advisor: Belkacemi, KhaledFliss, Ismaïl
Abstract: Dans ce projet, la bactérie du rumen des bovins Actinobacillus succinogenes souche 130Z est utilisée pour fermenter le lactose et le lactosérum pour en produire de l'acide succinique qui a des larges applications industrielles. Le but de ce travail est de déterminer les conditions optimales de fermentation afin de produire l'acide succinique à des grandes concentrations et avec des bonnes valeurs de rendement et de productivité. Les paramètres à optimiser en mode de fermentation batch sont les concentrations initiales du lactose (25, 50 et 75 g/1) et d'extrait de levure (7,5, 10 g/1), et le taux de C02 (0.16, 0.32 et 0.80 vvm) injecté dans le milieu de fermentation. Par la suite, produire l'acide succinique dans ces conditions optimales en mode fed batch à partir du lactose et du lactosérum. En mode de fermentation batch, les résultats obtenus montrent que les concentrations optimales d'extrait de levure et du lactose sont respectivement 7.5 et 25 g/1 et le taux de COT le plus adéquat pour la production de l'acide succinique est 0.32 wm. Tout d'abord, il n'y a pas de différences pour les deux concentrations de levure étudiées. En ce qui concerne la concentration initiale du lactose, et pour les différents taux de CO2 étudiés, les valeurs de rendement et de productivité obtenues pour une concentration initiale du lactose égale à 25 g/1 sont supérieures à celles de 50 et 75 g/1. En effet, des concentrations initiales de lactose supérieures à 25 g/1 exercent une inhibition sur la croissance bactérienne et par conséquent la consommation du lactose et la production de l'acide succinique. La concentration maximale d'acide succinique obtenue à partir de 25 g/1 du lactose, 7.5 g/1 d'extrait de levure et 0.32 vvm de CO2 est égale à 18.7 g/1, les valeurs de rendement et de productivité sont respectivement 76% et 1.52 g/l/h. Dans les mêmes conditions que la fermentation du lactose, la fermentation batch du lactosérum (concentration initiale 33.5 g/1) a donné 13.86 g/1 d'acide succinique, un rendement de 61% et une productivité de 0,97 g/l/h. Les valeurs des rapports massiques AS/AA et AS/AF (2.43 et 3.96 respectivement) obtenus au cours de la fermentation batch du lactosérum sont inférieurs à ceux obtenus dans le cas du lactose (8.47 et 14.6 respectivement). Ceci montre que la fermentation du lactosérum favorise le développement de la biomasse, et la production des sous-produits acides de la fermentation (acides acétique et formique) par rapport à la fermentation du lactose. Les résultats de la fermentation fed batch du lactose et du lactosérum montrent que l'acide succinique a pu être produit à des grandes concentrations (environ 55 et 50.5 g/1 respectivement) comparativement à la fermentation batch. Dans le cas du lactosérum, la fermentation fed batch a permis une augmentation de rendement et de la productivité (67% et 1.28 g/l/h à 24h). Mais dans le cas du lactose, les valeurs de rendement et de la productivité sont similaires à celle de la fermentation batch (70% et 1.52g/l/h à 24h). Comme dans le cas de la fermentation batch, plus de biomasse et de sous-produits de fermentation sont produits en fermentation fed batch du lactosérum par rapport à ceux du lactose. Les différents acides organiques (acide succinique, acétique et formique) testés seuls ou en combinaison exercent une inhibition de la croissance bactérienne contre les deux souches E. coli et L. ivanovii. À faible concentration C4 (1.1, 0.8 et 0.35 mg/ml d'acide succinique, acétique et formique respectivement), le mélange (AS+AA+AF) a permis d'inhiber efficacement la croissance bactérienne par rapport aux associations deux à deux (AS+AA, AS+AF et AA+AF). Le mélange d'acides a permis 73 et 92 % d'inhibition à 12h pour E. coli et L. ivanovii respectivement. Ceci permet de conclure qu'il ya un effet synergique entre les trois acides organiques testés.
Document Type: Mémoire de maîtrise
Issue Date: 2009
Open Access Date: 16 April 2018
Permalink: http://hdl.handle.net/20.500.11794/21612
Grantor: Université Laval
Collection:Thèses et mémoires

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