IV- Production de â-glucosidase en fermenteur
Un fermenteur de volume total de 100 litres a
été utilisé pour préparer une culture
d'Aspergillus niger. Le volume utile préparé est de 40
litres. La souche A. niger CTM 10099 a été
utilisée pour la production de â-glucosidase à partir de la
fermentation de son de blé. Le procédé de la fermentation
est schématisé sur la Fig 18.
Traitement de la matière
première: Son de
Blé
Traitement thermique
(100 °C, 10 min)
Traitement acide
(pH 3)
Décantation
Fermentation d'A.
niger
(Préculture+Culture)
Conservation de l'enzyme
(Lyophilisation)
Séparation des cellules
(Technologie des
membranes
:
microfiltration (0,2 um)
Concentration de
perméat (evaporation)
Surnageant
Culture
.
Figure 18 : Diagramme de fermentation à
grande échelle d'A. niger sur le son de blé et
la
récupération de l'enzyme.
La figure 19 représentant les cinétiques de
production des â-glucosidase en fermentation à grande
échelle (40 litres de volume utile dans un fermenteur de 100 litres de
volume total) montre que la production de cette enzyme nécessite une
phase de latence de 3 jours où l'activité enzymatique est presque
constente est égale à 1000 UI/ml. Par la suite la production
enzymatique entre dans une deuxième phase et augmente progressivement
pour atteinde 3390 UI/ml et cette phase passe du quatierième
jusqu'à huitième jour de la fermentation. Enfin la
dernière phase où la production enzymatique décroit
légérement pour atteindre 3000 UI/ml au neuvième jour de
la fermentation. Ceci peut être expliqué par l'épuisement
des substances nutritives à partir du milieu de culture. Une
fermentation en continue peut améliorer l'induction de production de
cette enzyme. Le pouvoir inducteur du son de blé a été mis
en évidence en fermentation d'Aspergillus nier sur ce substrat
aussi bien
90
Résultats et Discussion
en erlenmyer qu'en fermenteur. La fermentation en milieu
liquide a en effet montré le grand pouvoir inducteur du son de
blé vis a vis de la production de la béta-glucosidase. D'autres
chercheurs ont montré l'aptitude à produire les activites
3-glucosidase sur le bagasse par deux souches fongiques à savoir
Talaromyces thermophilus et Trichoderma reesei mais avec un
taux maximal inférieur à celui obtenu par A. niger (30
UI/ml) (Boussarssar, 2008).
Figure 19 : Cinétique de production de
3-glucosidase en fermentation à grande échelle d'A.
niger
sur le son de blé.
IV-1 Procédé de la microfiltration
tangentielle pour la clarification de jus de fermentation
Pour la récupération d'enzyme à partir du
jus de culture, la première étape est le retrait du
mycélium à partir du bouillon de fermentation. En
général, les techniques de centrifugation et la filtration
conventionnelle sont utilisées à cette fin. Avec une forte
consommation d'énergie, ces techniques ne donnent pas 100% de
récupération, comme la plupart des produits reste
piégé à l'intérieur du gâteau du
mycélium. Elle exige un lavage poussé du mycélium pour
augmenter la récupération du produit. La technologie de
séparation par membrane a de nombreux avantages par rapport aux
classiques de filtration et la centrifugation (Sheehan, Hamilton et Levy,
1988). La microfiltration est utilisée pour la clarification du bouillon
de fermentation et de la récolte de cellules (Strathmann, 1985;
couronnes, Nissen et Ziegler, 1987; Frenander et Jonsson, 1996). Afin de bien
séparer le culot (mycélium de champignon) de jus de fermentation
qui renferme l'enzyme recherchée (3-glucosidase), un
procédé de technologie membranaire a été
utilisé moyennant la microfiltration tangentielle qui utilise un flux
parallèle à la membrane utilisée ayant un diamètre
de pores de 0,2 um. Le bilan de ce procédé est
résumé sur le tableau 7.
? Le volume de jus de fermentation (Vi)= 35 litres
91
Résultats et Discussion
? Le volume de filtrat après microfiltration (VF) = 30
litres
? Le volume de retentât après microfiltration (VR) =
5 litres
? Le volume de l'eau du premier lavage de la membrane (VL1) = 10
litres
? Le volume de l'eau du deuxième rinçage de la
membrane (VL2) = 5 litres
Bilan :
Activité 3-glucosidase avant microfiltration =
Activité 3-glucosidase après microfiltration Activité
3-glucosidase avant microfiltration = Activité (Filtrat+
Rétentat+ Eau de lavage)
Le bilan de la microfiltration a décelé une
perte de 12,96 KUI. La microfiltration permet une bonne séparation du
mycélium du jus de fermentation avec sa bonne clarification en
éliminant tous les résidus du son de blé résiduels,
les mycéliums et les spores, néanmoins ce procédé
de microfiltration présente des pertes de 10,58% d'enzyme qui sont
retenus dans la membrane, comme le montre le bilan.
Tableau 7 : Bilan de microfiltration
|
Activité (UI/ml)
|
Activité totale (KUI)
|
Rendement (%)
|
|
Jus de fermentation
|
3500
|
122,5
|
|
|
Filtrat
|
2028,5
|
60,855
|
49,67
|
|
Rétentat
|
7642
|
38,21
|
31,19
|
|
Eau de premier lavage
|
1000
|
10
|
0,16
|
|
Eau de deuxième lavage
|
95
|
0,475
|
0,38
|
|
Activité totale
|
|
109,54
|
89,42
|
|
Pertes
|
|
12,96
|
10,58
|
| 
