II-1 Synthèse microbiologique
Ce mode de production appelé aussi « fermentation
», fait appel à l'emploi des bactéries ou des champignons
cultivés en présence du réactif choisi comme
précurseur de la molécule à synthétiser. Ce type de
réactions biologiques est relativement facile à mettre en oeuvre.
La culture envisagée peut être améliorée par
l'optimisation des souches et des conditions expérimentales (Barhini
et al., 1998). Les processus de bio-production mettent en jeu des
réactions diverses telles que l'hydroxylation, l'oxydation, la
réduction, l'hydrolyse, l'estérification, la
décarboxylation, la méthylation, la condensation et
l'isomérisation. Les réactions de bio-production ont
été appliquées pour la production de plusieurs types de
produits en particulier les arômes et les antioxydants aromatiques (Edlin
et al., 1995).
L'exemple typique pour la production d'arôme
réside dans la synthèse de la vanille. Plusieurs études
ont montré que certaines bactéries (Pseudomonas putida,
Streptomyces setonii, Amycolatopsis...) et certains
champignons (Pycnoporus cinnabarinus, Aspergillus niger, ...)
sont capables de convertir l'acide férulique en vanilline (Muheim &
Lerch, 1999). La vanilline a été aussi produite suite à la
bioconversion de l'isoeugénol moyennant une bactérie de type
Bacillus sp (Eyal et al., 2000).
II-2 Synthèse enzymatique
Cette méthode met en jeu des enzymes purifiées
et immobilisées sur un support convenable. Le choix de la nature
d'enzyme dépend des structures chimiques du composé
précurseur et du produit à synthétiser. C'est ainsi que
pour produire un ortho-diphénol il convient d'utiliser une
monoxygénase, par ailleurs, en partant d'un précurseur
dépourvu de groupement hydroxyle, il est nécessaire d'employer
une dioxygénase. Ce type de réactions de bioconversion
nécessite l'utilisation de cofacteur tels que : NADH, NADPH et ATP
(Bouallagui & Sayadi, 2006). Sur le plan pratique, les réactions de
bioconversion utilisant des cellules (en croissance stationnaire) semblent
être plus intéressantes que celles mettant en jeu des enzymes
purifiées. Par ailleurs, la régénération des
cofacteurs constitue généralement un handicape à
l'utilisation de nombreuses enzymes.
40
Synthèse Bibliographique
III- Bioconversion des margines en produits utiles
Le procès de la bioconversion biologique des margines
mène à de panoplies de produits à hautes valeurs
ajoutées à travers des fermentations submergées liquides
et/ou des fermentations à l'état solide (Solid State fermentation
« SSF »). Ces idées ont intéressé plusieurs
laboratoires de recherche. Comme le montre le tableau 2, différentes
recherches ont été effectués durant ces dernières
années.
Tableau 2 : Produits à haute valeur
ajoutée obtenus par la bioconversion des margines
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Résidus
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Description process/ Biocatalyse
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Produits
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Réferences
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Margine
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Clostridium spp
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Butanol (2.8-8 g/L)
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Wahner et al., 1988
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Margine
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Arthobacter spp
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Acide Indolacétique.
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Tomati et al., 1990
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Margine
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Pseudomonas aeruginosa
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Biosurfactant : rhamnolipid
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Mercade et Manresa(1994)
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Margine
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Propionibacterium shermanii dans le margine
prédigéré par Aspergillus niger
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Vitamin B12
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Munoz, 1998
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Margine
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Eschericha coli P-260 Recombinante par l'expression de
l' enzyme 4-HPA hydrolase de Klebsiella pneumoniae
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Pigments Synthétiques, colorants, alkaloides et polymers
avec la structure de base est un quinone
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Martin et al., 1998
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Margine
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Funalia trogii ATC00800 Trametes versicolor
ATC00801
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Hormones végétales de croissance : Acide
Gibberellique, Acide abscisique et indolacetique et cytokinine
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Yurekli et al., 1999
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Margine
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Paenibacillus jamilae CP-7, dans des conditions
aérobiques dans un milieu à base de margine
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Exo-polysaccharide : agent antitumoral avec des
propriétés inmunomodulateur
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Ruiz-Bravo et al., 2001
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Margine
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Azotobacter chroococcum
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Bioplastic: Homopolymers of 3-
hydroxybutyrate and 3-hydroxyvalerate
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Pozo et al., 2002
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