Lamontagne, Ève
(2004).
Caractérisation de nouvelles souches de Bacillus thuringiensis d'intérêt pour la production de biopesticides et d'enzymes par fermentation de boues d'épuration municipales.
Mémoire.
Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 122 p.
Résumé
Les pesticides chimiques sont utilisés depuis plusieurs décennies et causent beaucoup de
dommages à l'environnement puisqu'ils ne sont pas biodégradables et peuvent s'accumuler
dans l'environnement. Les biopesticides représentent une bonne alternative aux produits
chimiques et Bacillus thuringiensis est la bactérie la plus populaire dans ce marché. Par
contre, sa production est très coûteuse, mais peut être optimisée si on produit également
suffisamment de protéases. Celles-ci sont utilisées dans plusieurs secteurs et présentent un
potentiel commercial important.
Le présent projet de recherche a pour but de tester plusieurs nouvelles souches de Bacillus
thuringiensis (Bt) ayant été isolées de biosolides. L'intérêt de ces travaux est triple puisque,
en premier lieu, il s'agit de vérifier si la croissance des bactéries ce fait aussi bien en milieu
synthétique qu'en biosolides, les boues d'épuration municipales. Celles-ci possèdent des
éléments nutritifs qui devraient pouvoir supporter la croissance des micro-organismes. En
deuxième temps, on veut vérifier que le potentiel entomotoxique de la bactérie n'est pas
altéré lorsque la fermentation a lieu dans les biosolides. Enfin, Bt produisant des enzymes
protéolytiques présentant un potentiel commercial, une évaluation de l'activité
protéolytique est menée afin de mesurer si la production d'enzymes est assez importante
pour optimiser le procédé de production passablement coûteux. De plus, ces expériences
permettent de recycler un sous-produit issu du traitement des eaux usées et dont la
disposition est généralement dispendieuse.
La croissance des bactéries se fait à l'aide de fermenteurs de 15 litres dans lesquels on peut
contrôler différents paramètres, tels que la température, le pH, l'aération et l'agitation. Les
micro-organismes sont cultivés dans le milieu synthétique et les biosolides. Tout au long de
la fermentation, on procède au dénombrement des cellules et des spores afin de s'assurer de
la croissance des bactéries. On peut ensuite procéder à l'évaluation des protéases et des
entomotoxines produites lors de la fermentation. On peut comparer les résultats obtenus par
rapport à des préparations utilisées en industrie. Il est également important de procéder à la
caractérisation des protéases, afin de s'assurer de leur nature alcaline. On effectue ainsi des
expériences visant à évaluer l'effet sur les protéases d'un changement de pH et de la
température ou de l'addition d'inhibiteurs de protéases. La thermostabilité des protéases est
également vérifiée, ainsi que l'effet des ions Ca²⁺ sur celle-ci, afin d'évaluer si la stabilité
est augmentée.
Les travaux portant sur Bt ont démontré que la croissance de cette bactérie productrice
d'entomotoxines et d'enzymes protéolytiques dans les boues d'épuration est comparable à
celle obtenue en milieu synthétique. Les biosolides possèdent les éléments nutritifs
nécessaires à la croissance de Bt et à la production des toxines et des protéases. Il est
toutefois important de considérer les caractéristiques des biosolides. En effet, les résultats
obtenus suggèrent qu'il est préférable d'opter pour des boues secondaires ayant un contenu
en solides en suspension élevé (environ 25g1L) afin d'éviter une carence en éléments
nutritifs et en substrats organiques pour une croissance optimale.
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