L’accumulation de triacylglycérols à partir de déchets organiques : physiologie et performances des bioprocédés.

Magdouli, Sarra (2017). L’accumulation de triacylglycérols à partir de déchets organiques : physiologie et performances des bioprocédés. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 263 p.

Prévisualisation

PDF Télécharger (3MB) | Prévisualisation

Résumé

L’épuisement des gisements pétroliers, les variations imprévisibles du coût du baril de pétrole et la prise de conscience environnementale de la nécessité de proposer des options de rechange aux ressources fossiles stimulent la recherche pour développer de nouveaux matériaux renouvelables. Dans ce contexte, la production de lipides constitutifs des triacylglycérols (TAG) à partir de microorganismes hétérotrophes constitue une source renouvelable intéressante à explorer. En outre, l’industrie de fabrication du biodiesel génère sous formes de rejets valorisables une partie de la matière première, le glycérol brut. Or, ce résidu peut être utilisé comme source de carbone par des microorganismes hétérotrophes pour la production de produits à valeur ajoutée, tel que le biodiesel. La présente étude se concentre sur l’accumulation des TAG à partir de glycérol brut par certains microorganismes, à savoir les levures. En fait, il s’agit d’optimiser les conditions de culture afin de maximiser le taux d’accumulation de lipides chez la levure Yarrowia lipolytica tout en développant ultérieurement une approche biochimique qui vise encore à augmenter le taux d’accumulation sans recours au génie génétique. La stabilité et la performance de la biogenèse des lipides dépendent de plusieurs facteurs, dont la concentration de glycérol, d’azote et le temps de fermentation. Des souches de Yarrowia lipolytica ont été isolées d’un sol et sélectionnées par culture sur milieu de culture à base de glycérol brut. Un pourcentage de lipides dépassant 76% (en poids sec des cellules) dans du glycérol pur (à raison de 100 g L⁻¹) a été mesuré par culture de la souche la plus performante (souche SM7) en fermenteur. Ensuite, celle-ci a été testée avec différentes concentrations de glycérol brut dans un milieu synthétique. L’optimisation des conditions de culture en présence de glycérol brut a été étudiée tout en variant la concentration du glycérol, la concentration de la source d’azote, ainsi que le temps de fermentation. La croissance optimale de Y. lipolytica a été obtenue en présence de 89 g L⁻¹ de glycérol brut avec un ratio C:N de 75. Un ajustement de ce ratio permet d’obtenir de plus grandes concentrations de lipides. La souche Yarrowia lipolytica SM7 a produit jusqu’à 52% de lipides dans du glycérol brut seul avec un apport d’hydroxide d’ammonium durant la phase de production de biomasse, suivi d’un maintien de la concentration en oxygène à 30% durant la phase de lipogenèse. L’oxygène semble jouer un rôle majeur dans l’accumulation de lipides et dans la détermination de la rhéologie de la culture et de la morphologie de la souche sélectionnée qui a un comportement pseudoplastique lors de l’accumulation des lipides. Par ailleurs, au cours de ce travail, on a pu constater que l’acide citrique et les biomodulateurs, tels que la biotine et la leucine, jouent un rôle primordial dans la biogenèse des lipides permettant d’atteindre un taux de 63%. Ces paramètres ont été optimisés, ce qui a fait augmenter la concentration de lipides tout en stimulant la production d’acide citrique par le cycle de Krebs, et donc la quantité d’acides organiques impliqués. Ces travaux contribuent à accroître nos connaissances sur la compréhension de la fonction et du rôle métabolique des microorganismes au cours de l’accumulation et du stockage lipidique. Par ailleurs, la souche sélectionnée offre un grand potentiel pour la production de lipases extracellulaires à 38 U mL⁻¹ dans du glycérol à 40 g L⁻¹ et en présence de déchets, tels que des résidus de crustacés et de différents inducteurs. Ces enzymes pourraient ultérieurement être utilisés pour la dégradation de polluants organiques dans des sites contaminés. Finalement, la réaction de transestérification a été étudiée à l’aide de micro-ondes et la performance du procédé a été comparée avec celle de l’ultrasonication.

Type de document:	Thèse Thèse
Directeur de mémoire/thèse:	Blais, Jean-François
Co-directeurs de mémoire/thèse:	Brar, Satinder Kaur
Mots-clés libres:	lipides; lipids; triacylglycérols (TAG); Yarrowia lipolytic; glycérol; biodiesel; polyhydroxyalkanoates; microbial lipids; crusteacen waste; crude glycerol
Centre:	Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt:	01 févr. 2018 21:32
Dernière modification:	17 août 2023 17:53
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/6590

Gestion Actions (Identification requise)

Modifier la notice