Stratégies de fermentation microbienne pour la production de biosurfactants à faible coût à partir de milieux résiduels fermentescibles

Niang, Fatou Danielle (2024). Stratégies de fermentation microbienne pour la production de biosurfactants à faible coût à partir de milieux résiduels fermentescibles Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 122 p.

Prévisualisation

PDF - Version publiée Télécharger (10MB) | Prévisualisation

Résumé

Les produits de nettoyage et d’assainissement sont essentiels tant dans les ménages pour des utilisations domestiques que dans l’industrie. Ils jouent un rôle crucial dans la maintenance de l’hygiène et de la propreté, contribuant ainsi à la santé publique et à l’efficacité des procédés industriels. Cependant, la production de ces produits pose des problèmes environnementaux significatifs, principalement en raison de l’utilisation de dérivés pétrochimiques, de leur toxicité et de leur faible biodégradabilité. Dans le cadre du développement durable, il est impératif d’adopter des voies biologiques pour la production d’enzymes et de surfactants, afin de remplacer les produits obtenus par la chimie et les dérivés du pétrole. Toutefois, ce qui freine l’adoption généralisée des produits de nettoyage biologiques est le coût élevé des agents actifs obtenus par voie biologique. En effet, les surfactants microbiens sont souvent non compétitifs par rapport à leurs homologues chimiques, principalement en raison des coûts élevés de production liés aux substrats semi-synthétiques, qui représentent plus de 50% du coût total de production. L'objectif de ce travail est d’étudier et d’optimiser deux facteurs majeurs influençant la performance technique et économique des produits nettoyants biologiques : le choix du substrat de fermentation et la sélection des microorganismes. Cette étude s'est basée principalement sur deux stratégies. La première consistait à utiliser des milieux résiduels fermentescibles capables d’induire la production d’enzymes telles que l’amylase, la protéase et la lipase. Ce choix permettrait de réduire le coût du procédé en utilisant des substrats à coût nul ou à très faible coût (transport des résidus). La seconde stratégie visait à étudier et à optimiser la capacité de production d’enzymes et de surfactants de plusieurs microorganismes à partir de ces milieux résiduels fermentescibles. Les essais de fermentation en fioles agitées ont permis de sélectionner le milieu boues secondaires Kruger pour la culture de Bacillus licheniformis et le milieu SIW pour la culture de Bacillus subtilis et Starmerella bombicola et de fixer les valeurs optimales des paramètres opératoires pour les bioréacteurs (solide total du milieu résiduel de fermentation, % d’inoculum (v/v) et température d’incubation du microorganisme). Les travaux de mise à l’échelle en bioréacteur de 5 L ont permis, avec le suivi et le contrôle des paramètres du bioréacteur, d’améliorer les résultats des indicateurs de la production de biosurfactants par Bacillus subtilis (extrait de 1,26 g/L de bouillon de fermentation, tension de surface de 59,74 dyn/cm et émulsification à 54%) et de Starmerella bombicola (extrait de 1,10 g/L de bouillon de fermentation, tension de surface de 55,56 dyn/cm et émulsification à 45%). Alors que les résultats obtenus pour Bacillus licheniformis étaient moins concluants en bioréacteurs (extrait de 0,58 g/L de bouillon de fermentation, tension de surface de 69,0 dyn/cm et émulsification à 72% - le milieu Kruger de base donne une émulsion à 75% avant toute fermentation).

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Adjallé, Kokou
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Blais, Jean-François
Mots-clés libres:	Biosurfactants ; enzymes ; microorganismes ; résidus fermentescibles ; nettoyants biologiques
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	04 févr. 2025 16:08
Dernière modification:	04 févr. 2025 16:08
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/16296

Gestion Actions (Identification requise)

Modifier la notice