Université FERHAT ABBAS Sétif -1- Faculté des sciences de la nature et de la vie Département de microbiologie Valorisation des déchets de bois pour la production d’acide lactique par Lactococcus lactis subsp. lactis. Présenté parDirigé par Mme A. NANCIB BEDJA Kahina SAYAH Marwa

Le bois Méthodes Résultats et discussion Conclusion et perspectives Acide lactique Problématique Introduction Lactococcus lactis

Introduction 1 Abondante Renouvelable Acide lactique Bois

Problématique 2

Homofermentaire Cocci à Gram positif (Gram+) Non pathogène, asporulée, et immobile anaérobie mais aérotolérante dépourvue de cytochrome, d’oxydase et de catalase Mésophile, acidotolérante Lactococcus lactis 3

Glucose Fructose1,6biphosphate Glycéraldéhyde3- phosphate Dihydroxyacétone phosphate Pyruvate 2Lactate Aldolase 2 ATP 2 ADP 4ADP+ 2 NAD + 4ATP+ 2NADH+ H2O 2 NADH 2 NAD + Enzyme clé Voie homofermentaire

Espèce: Lactococcus lactis Phylum: Firmicutes Classe: Bacilli Ordre: Lactobacillales Famille: Streptococcaceae Genre : Lactococcus Taxonomie

Acide lactique 4 ACIDE 2-HYDROXY PROPANOIQUE

Acide L-lactiqueAcide D-lactique Voie biologiqueVoie chimique

Applications d’acide lactique Secteur cosmétique Secteur pharmaceutique Secteur alimentaire PLA

Le bois 5 Biomasse lignocellulosique

Cellulose 32,09% Hémicellulose 14,22% Autres Lignine 31,15% Composition de bois 5

Lactococcus lactis subsp. lactis ATCC La souche Milieu de production Milieu de préculture Milieu Elliker Hydrolysat de bois Méthodes 6

Broyage Prétraitement et hydrolyse acide AutoclavageMacération Acide sulfurique 92°C / 150 min Reconstitution Hydrolysat acide Filtration

Souche conservée à - 20°C Préculture pH: 6/ 33,5 °C/ 200 rpm/ 12h Milieu de production (Hydrolysat de bois) Fermentation

Hydrolysat de bois 10% d’inoculum KH2PO4: 0.5 g/l K2HPO4 :0.5 g/l MnSO4 H2O: 0.07 g/l MgSO4 7H2O: 0.5 g/l CH3COONa 3H2O :6 g/l Hydrolysat de bois 10% d’inoculum KH2PO4: 0.5 g/l K2HPO4 :0.5 g/l MnSO4 H2O: 0.07 g/l MgSO4 7H2O: 0.5 g/l CH3COONa 3H2O :6 g/l + 10 g/l Extrait de levure + 5 g/l Extrait de levure + 20 g/l Extrait de levure + 15 g/l Extrait de levure Fermentation

Hydrolysat de bois 10% d’inoculum KH2PO4: 0.5 g/l K2HPO4 :0.5 g/l MnSO4 H2O: 0.07 g/l MgSO4 7H2O: 0.5 g/l CH3COONa 3H2O :6 g/l Hydrolysat de bois 10% d’inoculum KH2PO4: 0.5 g/l K2HPO4 :0.5 g/l MnSO4 H2O: 0.07 g/l MgSO4 7H2O: 0.5 g/l CH3COONa 3H2O :6 g/l + hydrolysat de caséines + Peptone + Urée Fermentation

Température 33,5°C A gitation 200 rpm Conditions de culture Fermentation pH = 6

Prélèvement chaque 1 h pendant 72h Estimation de la biomasse DO (650 nm) Centrifugation Dosage des sucres réducteurs (DNS ) Dosage de lactate (Kimberly et Taylor)

Dosage des sucres réducteurs Hydrolysat de bois 18 g/l Résultats et discussion 7

Effet de la concentration initiale de l’extrait de levure sur la croissance de Lactococcus lactis subsp. lactis sur hydrolysat de bois.

Effet de la concentration initiale de l’extrait de levure sur la production d’acide lactique par Lactococcus lactis subsp. lactis sur hydrolysat de bois. Extrait de levure

Source d’azote a (g/l) Paramètres cinétiques (72 h) Lactate (g/l) Rendement Yp/s Productivité (g/lh) µmax (h -1 ) DO max Extrait de levure Peptone Hydrolysat de caséines Urée 6,45 6,21 6,03 5,01 0,63 0,88 0,58 0,43 0,09 0,086 0,083 0,069 0,10 0,06 0,08 0, Paramètres cinétiques de Lactococcus lactis subsp. lactis sur hydrolysat de bois avec différentes sources azotées

La matière lignocellulosique de bois peut être utilisée comme matière première pour la fermentation lactique. Une concentration de 6,45 g/l a été obtenue sur hydrolysat supplémenté par 10 g/l de l’extrait de levure. La peptone et l'hydrolysat de caséines sont de bonnes alternatives à l’extrait de levure. Conclusion et perspectives 8

Perspectives  Hydrolyse enzymatique de la matière lignocellulosique.  Enrichissement du milieu de culture par des vitamines. Perspectives  Hydrolyse enzymatique de la matière lignocellulosique.  Enrichissement du milieu de culture par des vitamines.