Production de glutamate par corynebacterium glutamicum 2262. Mise au point du milieu de culture à base de son de blé.

LISTE DES ABREVIATION

C. glutamicum: Corynebacterium glutamicum.

MSG: Mono-sodique glutamate.

PTS : Système phosphotransférasique.

SP: Système perméase.

PEP: Phosphoénolpyrvate.

PYR: Pyruvate.

DHAP: Dihydroxyacétone phosphate.

G6P: Glucose-6-phosphate.

G3P: glycéraldéhyde-3-phosphate.

Ru5P: Ribose-5-Phosphate.

AK: L'acétate kinase.

PTA: phosphotransacétylase.

ODH: á-cétoglutarate déhydrogénase.

PDH: Pyruvate déhydrogénase.

GDH: Glutamate déhydrogénase.

GS : Glutamine synthétase.

GOGAT: Glutamine amide á-cétoglutarate amino transférase.

NREL: National Renewable Energy Laboratory.

PB: Plackett et Burman.

BB: Box-Behnken.

BMCG: Basal Medium Corynebacterium Growth

CHAPITRE I

ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE

Introduction

1

Le blé est l'un des produits agricoles les plus importantes à l'échelle mondiale avec celle du riz et du maïs. Actuellement, plus de 600 millions de tonnes de blé sont produites chaque année dans le monde. Il existe différentes variétés de blé, mais la plus cultivée est le blé tendre, ou blé mou. Le grain de blé peut être consommé sous plusieurs formes : entier, concassé, soufflé, en semoule, en farine, etc. malgré que le son de blé est considéré comme déchet mais il représente un sujet d'étude dans plusieurs domaine de recherche. Les études de la composition chimique de son de blé montrent que ce dernier contient 39,2% de xylose, 25,2% d'arabinose, 0,9% de mannose, 2,1 % de galactose et 32,6% de glucose (Hromàdkovà et al. ,2008).

Le son de blé, de par leur richesse en sucre et leur conservation relativement longue, offrent de nombreuses possibilités technologiques suivant le traitement auquel elles sont soumises. En effet, elle peut servir de matière première de fermentation pour la production d'acide glutamique. L'acide aminé le plus produit dans le monde, sa production mondiale a fortement augmenté pour atteindre aujourd'hui une production annuelle dépassant deux millions de tonnes (Stefen et al., 2011). Il est utilisé dans de nombreuses industries (pharmaceutique, chimique, cosmétique). Mais son utilisation principale est l'alimentation humaine. Il est employé comme exhausteur de goût dans de nombreux aliments déshydratés (soupes, bouillons ...) qui ont perdu de leur saveur lors de leur fabrication.

En 1908 le professeur japonais Kikunae Ikeda propose alors de le nommer le 5^eme goût umami. L'acide glutamique est produit par fermentation. Les principaux producteurs mondiaux sont asiatiques. En Europe, le leader est incontestablement la société ORSAN dont la part sur le marché mondial est d'environ 10%.

Actuellement, plusieurs microorganismes peuvent permettre la production du glutamate. Il y a notamment Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium flavum, Brevibacterium lactofermentum et Brevibacterium divaricatum. C. glutamicum est le microorganisme le plus utilisé à l'échelle industrielle (Dien et al., 2003).

Dans toutes les disciplines, il est fréquent de souhaiter étudier un phénomène dépendant de différents paramètres. La méthode intuitive n'est pas toujours la meilleure. Elle consiste généralement à fixer le niveau de toutes les variables sauf une et de mesurer la réponse pour plusieurs valeurs de la variable mobile. Si plusieurs paramètres doivent être étudiés, il faut répéter cette technique pour chaque paramètre. Pour résoudre ce problème, Il faut donc réduire le nombre d'expériences à effectuer sans perdre la qualité des résultats recherchés. L'utilisation d'un plan d'expériences donne alors une stratégie dans le choix des méthodes d'expérimentation.

Introduction

2

Leur succès dans la recherche et l'industrie est lié au besoin de compétitivité des entreprises, ils permettent une amélioration de la qualité et une réduction des coûts.

Nous commencerons dans le chapitre I par une étude bibliographique présentant l'essentiel des connaissances sur la fermentation glutamique, le métabolisme central de Corynebacterium glutamicum et le son de blé et sa valorisation; et enfin une partie sera consacrée à l'application de la méthode des plans d'expériences.

Le Matériel et Méthodes de ce mémoire seront décrits dans le chapitre II.

Le chapitre III inclus les résultats obtenus et leurs discussions.

Enfin, nous terminerons ce travail par une conclusion générale concernant l'ensemble de ce travail et permettant de le placer dans la problématique à laquelle il se raccroche et en laissant entrevoir les perspectives auxquelles il pourrait donner lieu.