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Ecole National Supérieur d’Agronomie Département de technologie alimentaire et

Ecole National Supérieur d’Agronomie Département de technologie alimentaire et nutrition humaine Biotechnologie alimentaire Responsable du module: M. Bellal Préparer par : BENMESSAOUD Ines et MAHOUCHE Zahida Année: 2019/2020 Production de microorganismes d’intérêt industriel (sélection et amélioration) Plan de l’exposé I. Introduction. II. Pourquoi on fait appel à aux microorganismes dans la fabrication d’aliments? III. Les microorganismes a intérêt industriel et leurs produits. IV. Sélection et d’amélioration des souches bactériennes . V. Exemple : les bactéries lactiques VI. Les facteurs influant la maitrise des bactéries lactiques. VII. Sélection et amélioration des bactéries lactiques . VIII. Conclusion. IX. Références bibliographiques . Introduction Sous le terme générique micro-organismes, sont regroupés des êtres vivants microscopiques et ubiquitaires qui représentent la biomasse la plus importante de la terre. Ils sont largement utilisés pour la production de biens ou de services dans le contexte des biotechnologies. La biotechnologie est un ensemble d’outils puissants utilisant des organismes vivants (ou une partie de ces organismes) pour obtenir ou modifier des produits, améliorer des espèces végétales et animales ou développer des microorganismes destinés à des usages spécifiques. C’est avec la production d’aliments fermentés que l’utilisation empirique de micro-organismes pour la conservation des aliments annonce la naissance des biotechnologies dés la néolithique. Depuis, tant les progrès de la microbiologie initiés au XIXe siècle par Louis Pasteur en France, que les avancées majeurs en génétique et autres domaines de la biologie ont participé à l’émergence et au développement des biotechnologies modernes. les biotechnologies s’intègrent de plus en plus dans des procédés industriels de transformation de la matière, de synthèse et de contrôle de nouveaux produits. D’ont le but de notre étude porte sur la sélection des souches : il s’agit d’isoler, d’améliorer le rendement des souches, de les cultiver et de les conserver en vue d’une utilisation. introduction Pourquoi on fait appel à aux microorganismes dans la fabrication d’aliments? L’utilisation des microorganismes présente un intérêt: Coût plus faible que les procédés par voie chimique : catalyse enzymatique….. Faisabilité : synthèse et biotransformation de certaines molécules ne peuvent se faire que par voie microbienne. spécificité de la réaction stéréospécifité… Sécurité accrue : (absence de virus ou piron.) Pourquoi on fait appel à aux microorganismes dans la fabrication d’aliments? Les microorganismes a intérêt industriel et leurs produits. Pourquoi on fait appel à aux microorganismes dans la fabrication d’aliments? Les bactéries lactiques fermentent les glucides en acide lactique , un acide faible, favorable à la conservation des aliments. Les bactéries acétiques oxydent l’éthanol en acide éthanoïque Les Actinomycètes genre microbien le plus riche en producteurs de métabolite secondaires (antibiotiques, antifongiques, antimoraux, insecticides). Les microorganismes a intérêt industriel et leurs produits. Pourquoi on fait appel à aux microorganismes dans la fabrication d’aliments? Les levures l’utilisation des levures pour la panification et la vinification ,Elles sont aujourd’hui utilisées pour la production de vitamines, d’enzymes, de biocarburants… Les moisissures Elles sont utiles pour la production d’antibiotiques , d’enzymes, d’acides citriques , de protéines alimentaires . Elles interviennent également dans diverses fabrications (fromages). Sélection et d’amélioration des souches bactériennes Les techniques de sélection et d’amélioration des souches bactériennes  la sélection: La sélection et l’emploi des microorganismes en microbiologie industrielle et en biotechnologie requièrent une bonne connaissance de la culture et de la manipulation des microorganismes ainsi que leurs interactions avec les autres microorganismes. Pour obtenir ces microorganismes, plusieurs approches sont disponibles qui vont de l’isolement du microorganisme à partir de l’environnement, jusqu’aux techniques moléculaires sophistiquées pour modifier un organisme déjà existant. La phase d’isolement des souches consiste à la mise en œuvre de milieux gélosés spécifiques des micro- organismes d’intérêt Les techniques de sélection et d’amélioration des souches bactériennes  la sélection: La sélection des souches est ensuite réalisée sur la base de différents critères : Les critères Exigences nutritionnelles Résistance aux stress technologiques ou environnementaux Activités métaboliques Production de molécules d’intérêt (arômes, bactériocines, CO2…..) Les techniques de sélection et d’amélioration des souches bactériennes  la sélection: La sélection des souches est ensuite réalisée sur la base de différents critères : Les critères Propriétés antagonistes Capacités d’adhésion sur des supports Pouvoir acidifiant Rôle pro-biotique Les techniques de sélection et d’amélioration des souches bactériennes  l’amélioration: Techniques de mutagenèse : pour améliorer on peut utiliser la technique de mutagenèse chimique ou physique (ultra-violets) La fusion de protoplastes : permet l’obtention de cellules hybrides, les protoplastes sont obtenus par hydrolyse de la paroi dans une solution isotonique, le polyéthylène glycol provoque une solubilisation partielle de membrane cellulaire permettant d’obtenir une fusion des cellules Il existe d’autres techniques : transfection de plasmides recombinés, transduction par phages lysogènes. Remarque : Actuellement, l’utilisation des techniques de l’ADN recombinant permettent d’améliorer les souches productrices de façon beaucoup plus ciblée Exemple : les bactéries lactiques • Les bactéries lactiques regroupent un ensemble d’espèces hétérogènes dont le trait commun est la production d’acide lactique. Elles appartiennent à divers genres comme : Bifidobacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, leuconostoc… • Elles interviennent dans l’industrie laitière et dans la fermentation de nombreux autres produits alimentaires : saumurage des légumes, boulangerie, fabrication du vin, saurissage des poissons… • Ces bactéries fermentent les glucides en acide lactique, d’où une diminution du pH • Leur pouvoir antagoniste résulte aussi d’une compétition pour les substrats et, si les conditions de développement sont favorables de l’élaboration de bactériocines (comme la nisine). Exemple: les bactéries lactiques facteurs influant la maîtrise des bactéries lactiques Facteurs influant la maitrise des bactéries lactiques • Matières premières ne sont pas toujours de bon milieu de croissance. • Facteurs inhibiteurs naturels. • Traitements physiques ou thermiques. • Conservation au froid. • Attaque de bactériophages. • Présence de résidus d’antibiotiques. Facteurs extrinsèques • Instabilité génétique (plasmides codant pour des caractères technologiques • Lysogénie • Interactions entre souches dans les levains constituées de plusieurs souche: (Compétition métaboliques) , (Productions de bactériocines) Facteurs intrinsèques Isolement et identification des souches lactiques : • Un certain nombre de souches de bactéries lactiques ont été isolées à partir de trois biotopes différents : lait de vache, jus de presse de la canne à sucre, et jus de presse additionné de lait de chaux, seules les bactéries à Gram positif et catalase négative ont été retenues. • L’isolement est réalisé sur un milieu MRS solide, milieu adapté à la recherche spécifique des lactobacilles. Les cultures sont incubées 24 heures à 30°C dans des boites de Petri à l’obscurité. • L’identification est établie en se basant sur des caractères morphologiques et biochimiques : catalase, température de croissance, production de gaz carbonique, fermentation de divers sucres. Exemple: les bactéries lactiques Les critères de sélection des souches lactiques : Leur aptitude à se développer et à entrer dans la préparation de levains lactiques Leur capacité reproductible à utiliser un substrat donné La sélection de telles souches est un véritable défi puisqu’elle doit prendre en considération les besoins variés et spécifiques des procédés de fermentation. Une amélioration des bactéries lactiques dans les levains peut être obtenue : Soit en associant plusieurs souches de manière à ce que l’activité métabolique globale soit augmentée par rapport à ce qui est observée avec une seule souche. Ou par modification génétique pour obtenir le même effet. Exemple: les bactéries lactiques conclusion La grande variété de la production en grande échelle de divers produits qu’on a besoin dans notre vie provient du développement de la microbiologie industriel qui se repose sur : La recherche permanente de nouveaux microorganismes à intérêt industriel. Le développement des techniques de recherche et de machinerie et innovation des laboratoires de recherches aux centres de production. L’utilisation des micro-organismes et ces métabolites pour produire/transformer de nouveaux produit dans divers secteurs. La biotechnologie alimentaire offre toute une gamme d’options pour améliorer la qualité, l’apport nutritif, la sécurité et la conservation de l’aliment, le futur impact de la biotechnologie sur le complexe agro- industriel dépendra de l’acceptation des aliments issus ou fabriquer grâce au progrès et au techniques biotechnologiques. La législation doit être à l’avenir inséparable de toute planification à long terme dans ce domaine. Conclusion • Goudjal .M .Y(2006).introduction à la microbiologie industrielle. Département de biologie, université Telidji amar laghouat ,2P . • FOUCAUD-SCHEUNEMANN, Catherine et HELINCK, Sandra., 10 mai 2009, « Les micro-organismes au cœur des biotechnologies ». Dans : « Concepts, équipements et réglementations des biotechnologies », [en ligne], Editions T.I. [Paris, France], 2019, bio550, [Consulté le 26/10/2019], TIB164DUO, [base de données en ligne], disponible à l'adresse : https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/procedes- chimie-bio-agro-th2/concepts-equipements-et-reglementations-des-biotechnologies-42164210/les-micro- organismes-au-c-ur-des-biotechnologies-bio550/ https://studylibfr.com/doc/1623331/flores-utiles-en-microbiologie-industrielle https://studylibfr.com/doc/10023109/les-micro-organismes-a-int%C3%A9r%C3%AAt-industriel-et-leurs-pro duits https://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/procedes-chimie-bio-agro-th2/concepts-equipem ents-et-reglementations-des-biotechnologies-42164210/les-micro-organismes-au-c-ur-des-biotechnologies- bio550/ https://www.gnis-pedagogie.org/biotechnologie-amelioration-selection.html http://www.nexidia.fr/spip.php?article34&fbclid=IwAR1ePmWOrVJrpptG3y7Jpn7mQjRVGRN0mTp18vl1R4r 6V2E2b5c6VjPdw6g Références bibliographiques Merci pour votre attention uploads/Industriel/ biotechnologie-2020.pdf