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Production de protéases thermostables par des bactéries thermophiles en utilisant des boues d'épuration municipales comme substrat.

Chenel, Jean Philippe (2011). Production de protéases thermostables par des bactéries thermophiles en utilisant des boues d'épuration municipales comme substrat. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 159 p.

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Résumé

Ce projet de doctorat a pour but d'élaborer un procédé de réutilisation des boues d'épuration municipales. La culture de microorganismes industriels dans ces boues est un bon moyen d'y arriver. L'obtention de produits à valeur ajoutée, par ces microorganismes, rend le procédé économiquement viable en offrant une alternative moins coûteuse pour leur production. Plusieurs produits à valeur ajoutée sont susceptibles d'être fabriqués par ces nouveaux procédés. Les protéases thermostables en font partie. Elles peuvent être utilisées comme détergents et dans plusieurs autres domaines industriels. Par contre, l'optimisation de leurs paramètres de production et leurs paramètres opérationnels doit être effectuée afin que le produit final devienne compétitif avec les produits déjà existants. L'isolation de nouvelles souches a permis de démontrer que des souches sauvages existent dans les boues et possèdent la capacité de produire des protéases d'intérêt commercial. Deux souches de Bacillus aestuarii (JPl et JP2), une souche de Brevibacillus borstelensis et une souche de Bacillus licheniformis ont été découvertes et sont de très fortes productrices de protéases. Les séquences de ces nouvelles souches seront enregistrées dans les banques de gènes afin d'offrir à la communauté scientifique mondiale l'opportunité de les comparer. La recherche effectuée sur ces quatre souches de bacilles a permis de démontrer que la température moyenne de croissance optimale de ces souches est de 55°C et le pH de croissance est de 7.0 pour B. aestuarii JPl et JP2 et pour Bv. borstelensis alors que pour B. licheniformis, le pH est de 7.5. La température de stabilité des protéases est de 60°C et pour les quatre souches, le pH de stabilité est de 8.2. Les diverses expériences effectuées ont démontré que les boues d'épuration peuvent être un excellent support pour la production de protéases et parfois, ces boues d'épuration donnent de meilleurs résultats que le milieu semi-synthétique conventionnel. De plus, certaines bactéries produisent plus de protéases selon la concentration en matières en suspension des boues. Cet effet nutritionnel, favorisant la production de protéases, est exprimé différemment d'une souche à l'autre. Il a aussi été démontré que l'oxygène dissous est un facteur important autant pour la croissance bactérienne que pour la production de protéases. Par contre, l'utilisation d'oxygène pur pour l'alimentation des bioréacteurs ne semble pas être une stratégie applicable à grande échelle puisque le coût associé à l'utilisation de l'oxygène est très élevé. L'augmentation du rendement de production de protéases ne justifie pas le coût de l'oxygène utilisé. La pressurisation du bioréacteur semble plus appropriée, car le coût y étant relié est très faible. Ces résultats ont apporté une nouvelle lumière sur plusieurs questions sans réponse, mais très importantes dans le domaine de la bioconversion des boues d'épuration en produits à valeur ajoutée.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Tyagi, Rajeshwar Dayal
Mots-clés libres: protéase thermostable; bactérie thermophile; boue d’épuration municipale; recyclage
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 18 juin 2013 15:55
Dernière modification: 12 nov. 2015 16:36
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1438

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