Étude des microorganismes aérobies thermophiles isolés d'un bioréacteur traitant le lisier de porc

Castonguay, Hélène (2005). Étude des microorganismes aérobies thermophiles isolés d'un bioréacteur traitant le lisier de porc Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 126 p.

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Résumé

Un bioréacteur aérobie thermophile traitant le lisier de porc a été développé à I'INRS­ Institut-Armand Frappier en réponse au besoin croissant des producteurs de porc de diminuer la charge polluante du lisier utilisé pour la fertilisation des terres agricoles. De ce réacteur auto-chauffant pouvant atteindre des températures de 74°C, différents microorganismes ont déjà été isolés et caractérisés pour constituer une banque de bactéries aérobies thermophiles. Parmi ceux-ci, on retrouve entre autres, des souches d'Ureibacillus thermosplzaericus, Bacil/us thermocloacae et Geobacillus thermodenitrificans et Geobacillis toebii. Dans cette banque de bactéries, des souches d'une nouvelle espèce bactérienne n'ayant jamais été cultivée antérieurement ont été isolées en culture pure. Deux souches T3 et 60S 1 b, représentantes de cette espèce, ont été étudiées au cours de ce projet. Une analyse par microscopie électronique de la souche T3 a montré qu'il s'agit d'un bacille de 0.3-0.5 x 3-4 11m de type Gram positif pouvant former une spore en position terminale. L'analyse de leurs compositions en acides gras a montré une majorité des acides ( 16 :0) et ( 14 :0). La séquence du gène codant pour 1' ARN ribosomal 16S suggère que les souches T3 et 60S1 b seraient les représentants d'un nouveau genre bactérien de la famille des Bacillaceae. Les plus proches représentants sont Bacillus thermoamylovorans avec 93% de similarité et Bacillus circulans avec 91.5% de similarité respectivement. Initialement cultivé sur un milieu contenant du lisier de porc partiellement traité, des essais pour remplacer ce milieu ont donné des résultats mitigés où des milieux très riches contenant entre autres du protéose peptone, des vitamines et du NH4CI ont permis d'obtenir une faible croissance bactérienne. Le potentiel des bactéries thermophiles de notre banque pour produire 19 différentes activités enzymatiques a été évalué en utilisant les galeries API-ZYM. Leurs capacités à secréter des xylanases, des cellulases et des phytases ont aussi été évaluées. Plusieurs souches ont démontré des activités d'estérase (C4), d'estérase-lipase (C8) , de glucosidases, de protéases et de phosphatases acide et alcaline. Aucune des souches testées n'a montré des activités de phytase, ni celles isolées d'enrichissements effectués en présence de son de blé à partir de la flore bactérienne du bioréacteur. Utilisant une approche moléculaire, aucun gène codant pour une phytase n'a été détecté parmi les souches testées ou les flores microbiennes du réacteur ou après enrichissement. Deux enzymes ont été l'objet d'une caractérisation préliminaire, soit la xylanase et la ­ glucosidase de Geobacillus thennodenitrificans SB 1. La xylanase est secrétée alors que la p-glucosidase est intracellulaire et se retrouve dans la fraction cytoplasmique. Les deux enzymes ont montré une température optimale d'activité de 70°C et de 90°C respectivement avec des pH optimaux se situant dans la neutralité. Toutes deux ont montré une très bonne stabilité à ces températures où aucune perte d'activité n'a été observée après 14 et 8 heures respectivement d'incubation en présence de leurs substrats. Ces résultats démontrent toute la diversité microbienne retrouvée dans ce bioréacteur aérobie thermophile et la capacité de ses microorganismes à produire des enzymes thermostables ayant des applications potentielles intéressantes. L'industrie de l'alimentation, humaine ou animale, des pâtes et papier et des textiles et détergents bénificient toutes de l'utilisation des enzymes soit par une augmentation de l'efficacité des procédés ou par la diminution des rejets nocifs pour l'environnement.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Beaudet, Réjean
Mots-clés libres:	lisier ; polluant ; enzyme
Centre:	Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt:	25 sept. 2013 18:53
Dernière modification:	08 déc. 2015 14:47
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/159

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