La nutrition microbienne

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1 La nutrition microbienne

2 Objectifs de la nutrition Permettre
la synthèse et le renouvellement des molécules structurales la synthèse et le renouvellement des molécules indispensables aux diverses activités de la cellule (enzymes, coenzymes…..) l’approvisionnement en énergie et en pouvoir réducteur indispensables aux réactions de synthèse

3 Moyens Synthèse des molécules utiles à partir des nutriments contenus dans le milieu Utilisation directe des nutriments du milieu Nutriment = substance utilisée dans les réactions de biosynthèse et de production d’énergie et donc requis pour la croissance et la reproduction des microorganismes

4 Nutriments du milieu assimilés directement s’ils sont sous forme simple: oses, acides aminés, ions
Nutriments du milieu dégradés par des enzymes extracellulaires s’ils sont sous forme complexe (polyosides, protéines, lipides) Pénètration des nutriments grâce à des porines ou des protéines de transport membranaires (perméases) puis utilisation après dégradation par des enzymes intracellulaires

5 Plan du cours 1- Les besoins nutritifs communs à tous les microorganismes 2- Les besoins nutritifs particuliers à certains microorganismes : les facteurs de croissance 3- La couverture des besoins nutritifs dans les bioindustries

6 1- Besoins nutritifs communs à tous les microorganismes

7 1-1- Les besoins en eau

8 1-1-1- Raisons de la nécessité d’eau
Nécessité pour les nombreuses réactions cellulaires d’hydrolyse Nécessité comme solvant des constituants cellulaires : eau permet le transport des nutriments du milieu de culture dans le cytoplasme et assure la disponibilité de ces constituants Exemple : Lactose + eau glucose galactose Paramètre rendant compte de la disponibilité de l’eau d’un milieu est l ’Aw = Activity water

9 1-1-2- L’activité de l’eau : Aw
Définition de l’Aw Paramètre du milieu rendant compte de la disponibilité de l’eau pour participer à des réactions chimiques ou se transformer en vapeur = rapport de la pression partielle en eau d’un milieu et de celle de l’eau pure. Formule permettant de calculer l’Aw 0<Aw<1

10 1-1-2- L’activité de l’eau : Aw
Croissance microbienne et Aw AW Microorganismes inhibés aux Aw situées en dessous de la limite inférieure indiquée Exemples d’aliments ayant l’Aw de l’intervalle 1,00-0,95 Bacilles Gram - Poissons, viandes fraîches, fruits, légumes, produits laitiers..; 0,95-0,91 Nombreuses bactéries Gram + Jambon cru, fromages, aliments avec 55% de saccharose…. 0,91-0,87 Nombreuses levures Saucissons secs, fromages secs 0,87-0,80 Nombreuses moisissures et Staphylococcus Légumes secs, farine, gâteaux, lait concentré sucré 0,80-0,75 Bactéries halophiles Aliments renfermant 26% de sel ou 15 à 17% d’eau 0,75-0,65 Bactéries xérophiles Aliments renfermant 10% d’eau : flocons d’avoine 0,65-0,60 Levures osmophiles Fruits très secs, bonbons 0,60-0,50 Pâtes alimentaires 0,50-0,40 Œufs en poudre 0,40-0,30 Biscuits 0,30-0,20 Laits en poudre, légumes deshydratés

11 Analyse des résultats du tableau
Les microorganismes se développent préférentiellement sur des milieux à forte AW, donc riches en eau libre. L’Aw optimum : pour la plupart des bactéries est situé entre 0,91 et 0,99 pour la plupart des levures est situé aux alentours de 0,88 pour la plupart des moisissures est situé aux alentours de 0,80 Existence de bactéries pouvant résister à des Aw faibles : bactéries halophiles bactéries xérophiles Bactéries osmophiles

12 Analyse des résultats du tableau (suite)
La majorité des produits frais ont une Aw comprise entre 0,97 et 0,96 Dans les aliments secs : moisissures et levures sont les espèces dominantes Produits frais = aliments favorables au développement bactérien (les bactéries envahissent ces aliments préférentiellement aux autres microorganismes car se multiplient plus vite).

13 - séchage des fruits, des légumes, de la viande…
Applications pratiques de l’influence de l’Aw sur la croissance microbienne L’ abaissement de l’Aw d’un aliment conduit : - à un développement bactérien moindre, - donc à une meilleure conservation Existence de techniques de conservation des aliments dont le principe repose sur l’abaissement de l’Aw : - séchage des fruits, des légumes, de la viande… - congélation (eau sous forme de glace, donc non disponible), lyophilisation (élimination de l’eau par sublimation sous pression réduite) - mise dans huile ou graisse

14 Microorganismes halophiles : microorganismes exigeant des concentrations élevées de Nacl pour sa croissance (ex : les bactéries du genre Staphylococcus et certains Vibrio) Microorganismes xérophiles : microorganismes se développant mieux dans des milieux ayant une faible Aw Microorganismes osmophiles : microorganismes se multipliant de préférence dans ou à la surface d’un milieu ayant une pression osmotique élevée.

15 1-2- Les besoins énergétiques

16 1-2-1- Les raisons de ces besoins
Assurer la stabilité de certaines structures (ex : maintien de plus d’ions Na+ à l’extérieur et de plus d’ions K+ à l’intérieur) Permettre les réactions de synthèse Permettre certains transports transmembranaires Permettre la mobilité

17 1-2-2- Couverture des besoins en énergie
Selon la source d'énergie, les bactéries se divisent en phototrophes et chimiotrophes. La source d'énergie des bactéries phototrophes est la lumière. Si la source d'électrons est - minérale, bactéries dites photolithotrophes - organique, bactéries dites photo-organotrophes. Les bactéries chimiotrophes puisent leur énergie à partir de composés minéraux ou organiques sans intervention de la lumière . Si le donneur d'électrons est - minéral, bactéries dites chimiolithotrophes - organique, bactéries dites chimio-organotrophes. 

18 1-3- Les besoins en éléments

19 1-3-1- Les besoins en éléments majeurs
Caractéristiques de ces besoins Ce sont des éléments nécessaires en quantités relativement importantes Ces éléments sont dits : macroéléments ou macronutriments

20 1-3-1- Les besoins en éléments majeurs
Nature des éléments concernés C, O, H, N, S, P, K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+ ou Fe3+.

21 1-3-1- Les besoins en éléments majeurs
Causes de ces besoins - C, O, H, N, S, P utiles pour la synthèse des glucides, lipides, protéines, acides nucléiques, coenzymes, ATP….. K+ et Na+ utiles pour L’équilibre osmotique de la cellule L’activité de diverses enzymes Ca2+ utile pour L’activité de certaines enzymes La thermorésistance des spores Mg2+ utile pour L’activité de diverses enzymes (cofacteurs enzymatiques) Diverses autres activités Fe2+ ou Fe3+ pour Diverses autres activités (utiles pour la synthèse des protéines transporteuses d’électrons….)

22 1-3-1- Les besoins en éléments majeurs
Couverture de ces besoins a/ Besoins en C - Les bactéries phototrophes et la plupart des bactéries chimiolithotrophes peuvent utiliser le dioxyde de carbone comme unique source de carbone et elles sont dites autotrophes. - Pour les bactéries chimioorganotrophes, la source de carbone assimilable doit être un substrat organique et ces bactéries sont dites hétérotrophes.

23 1-3-1- Les besoins en éléments majeurs
Couverture de ces besoins b/ Besoins en N - Couverts par des molécules minérales azotées : - N2 par quelques bactéries vivant en symbiose avec des légumineuses - NH4+ / NH3 NO3- si la bactérie possède la nitrate réductase B qui catalyse leur réduction en NH4+ parfois des molécules organiques azotées acides aminés surtout Parfois urée ou bases azotées Pour la synthèse des protéines, des bases azotées et de divers coenzymes

24 1-3-1- Les besoins en éléments majeurs
Couverture de ces besoins c/ Besoins en S - Couverts par des ions minéraux soufrés : - SO42- S2- pour les bactéries sulfureuses parfois des molécules organiques soufrées acides aminés essentiellement (cystéine et méthionine) Pour la synthèse des acides aminés soufrés et de divers coenzymes

25 1-3-1- Les besoins en éléments majeurs
Couverture de ces besoins d/ Besoins en P - Couverts par Essentiellement des ions minéraux - H2PO4- et HPO42- Éventuellement des molécules organiques phosphorées esters organiques de phosphate. Pour la synthèse des nucléotides et de diverses autres molécules phosphorées (ATP, pyridoxal phosphate….) Le mélange HPO42- / H2PO4- sert également de système tampon.

26 1-3-2- Les besoins en oligoéléments
Caractéristiques de ces besoins Ce sont des éléments nécessaires en quantités très faibles Ces éléments sont aussi dits : microéléments ou micronutriments

27 1-3-2- Les besoins en oligoéléments
Causes de ces besoins - Beaucoup d’oligoéléments = cofacteurs (Zn2+ et Mn2+) utiles à la catalyse de la plupart des réactions. Beaucoup d’oligoéléments = éléments servant au maintien de la structure des protéines. Beaucoup d’oligoéléments = éléments servant à la synthèse de substances spécifiques (pigments, toxines, vitamines : vitamine B12…….)

28 1-3-2- Les besoins en oligoéléments
Couverture de ces besoins Besoins couverts par les impuretés de l’eau, de la verrerie et des composants habituels des milieux de culture Impuretés suffisantes car l’apport des oligoéléments a besoin d’être en très petite quantité

29 1-4- Les facteurs physiques

30 1-4-1- La disponibilité en eau et la pression osmotique
Voir §1-1-2 Eau : indispensable à la croissance microbienne Diminution de la concentration en eau libre (Aw) : - responsable d’une augmentation de la concentration en solutés - et donc responsable d’une augmentation de la pression osmotique que les microorganismes supportent pus ou moins bien La plupart des bactéries ont une Aw optimale située entre 0,91 et 0,99, sauf certaines comme les Staphylococcus qui cultivent en milieux hypersalés (jusqu’à plus de 7,5% et dites halophiles) Les levures résistent mieux : pour la plupart des levures l’Aw est située aux alentours de 0,88 - Les moisissures résistent encore mieux : pour la plupart des moisissures l’Aw est située aux alentours de 0,80

31 1-4-2- La température 1-4-2-1- Etude expérimentale
Taux de croissance : nombre de multiplications par unité de temps Plus le taux de croissance est élevée, meilleure est la croissance du microorganisme

32 Analyse des résultats expérimentaux
Chaque microorganisme présente : - une température minimale de croissance - une température optimale de croissance - une température maximale de croissance. Raison : sensibilité des protéines à la dénaturation thermique et notamment sensibilité des protéines enzymatiques Remarque : - l’action des températures élevées est irréversible : destruction des bactéries - l’action des températures basses est réversible : bactéries non tuées qui se multiplieront à nouveau lorsqu’elles seront remises à température optimale

33 Classification des microorganismes en fonction de leur température optimale de croissance
- Microorganismes mésophiles : microrganismes ayant une température optimale de croissance aux alentours de 37/40° C - Microorganismes psychrophiles : microrganismes ayant une température optimale de croissance aux alentours de 20° C - Microorganismes thermophiles : microrganismes ayant une température optimale de croissance entre 50 et70°C. Attention : certains microorganismes mésophiles peuvent cultiver à basses températures. Exemple Listeria : bactérie mésophile cultivant encore à 4°C, température des chambres froides positives (problème dans les industries agroalimentaires)

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35 Application de l’effet de la température sur la croissance microbienne
- Stabilisation d’un produit alimentaire par réfrigération, congélation ou surgélation. - Assainissement d’un produit alimentaire par : * pasteuristion (aliment porté à des températures variant selon le procédé entre 66 et 75° C) détruisant la totalité de la flore végétative mais non les spores * stérilisation (aliment porté aux alentours de 120°C pendant une vingtaine de minutes) détruisant toutes les formes végétatives, les spores, les toxines et inactivant toutes les enzymes.

36 - pH optimal de croissance d’Escherichia coli : 7
Le pH Valeur du PH du milieu de culture Culture d’Escherichia coli Culture de Lactobacillus bulgaricus Culture de Vibrio cholerae 12 - 8,5 + ++ 7 +++ 5,5 4,5 3,6 Analyse : - pH optimal de croissance d’Escherichia coli : 7 - pH optimal de croissance de Lactobacillus bulgaricus : 4,5 à 5,5 - pH optimal de croissance de Vibrio cholerae : 8,5

37 Classification des microorganismes en fonction de leur pH optimal de croissance
- Microorganismes neutrophiles : microrganismes ayant un pH optimal de croissance aux alentours de7 - Microorganismes acidophiles : microrganismes ayant un pH optimal de croissance à des pH acides - Microorganismes basophiles : microrganismes ayant un pH optimal de croissance à des valeurs basiques Application : conservation de certains aliments par mise en milieu acide

38 Conclusions

39 Exemple : milieu 1 permettant la culture d’Escherichia coli
1ère conclusion : rôle de chacun des constituants d’un milieu de culture Exemple : milieu 1 permettant la culture d’Escherichia coli Source de C et d’énergie Source de P pour la synthèse des acides nucléiques, de l’ATP, de divers coenzymes et source de K+ pour l’équilibre hydroélectrique Source de S pour la synthèse des acides aminés soufrés et de divers coenzymes, source d’N pour la synthèse d’acides aminés Source de S et source de Mg2+ pour la synthèse de divers coenzymes Source de S et source d’ions Fe II pour la synthèse de divers coenzymes Solvant des constituants du milieu, substrat des réactions d’hydrolyse et solvant des constituants cytoplasmiques Glucose Dihydrogénophosphate de potassium Sulfate d’ammonium Sulfate de magnésium Sulfate de fer II Eau distillée

40 Culture d’ Escherichia coli Pas de culture de Proteus vulgaris
2ème conclusion : les diverses exigences des microorganismes par rapport aux apports nutritifs du milieu Milieu 1 Glucose Dihydrogénophosphate de potassium Sulfate d’ammonium Sulfate de magnésium Sulfate de fer II Eau distillée Culture d’ Escherichia coli Pas de culture de Proteus vulgaris Milieu 2 Glucose Dihydrogénophosphate de potassium Sulfate d’ammonium Sulfate de magnésium Sulfate de fer II Eau distillée Nicotinamide Culture de Proteus vulgaris Analyse : Proteus a besoin pour cultiver de trouver dans le milieu de culture de la nicotinamide et non Escherichia coli car Escherichia coli sait synthétiser la nicotinamide et non Proteus Interprétation : la nicotinamide est un facteur de croissance pour Proteus qui est auxotrophe pour la nicotinamide

41 Microorganismes ayant tous les enzymes nécessaires pour la synthèse de tous leurs composés cellulaires Certains microorganismes se développent en présence d’ions minéraux, de source d’énergie, de C, d’N, de P et de S Certains microorganismes se développent en présence d’ions minéraux, de source d’énergie, de C, d’N, de P et de S et ont besoin en outre de facteurs de croissance Microorganismes dépourvus de certains enzymes nécessaires pour fabriquer certains composés cellulaires qu’ils ne peuvent donc pas synthétiser et qu’ils doivent donc trouver dans le milieu de culture

42 3ème conclusion : les divers types trophiques en fonction des besoins nutritifs
Classe du besoin Nature du besoin Type trophique Source d’énergie Rayons lumineux Phototrophe Oxydation de composés organiques ou minéraux Chimiotrophe Donneur d’électrons Minéral Lithotrophe Organique Organotrophe Source de carbone Composé minéral Autotrophe Composé organique Hétérotrophe Facteurs de croissance Non nécessaires Prototrophe Nécessaires Auxotrophe Les bactéries d’intérêt médical et alimentaire sont principalement des bactéries chimio-organotrophes, généralement hétérotrophes, pouvant être prototrophes ou auxotrophes. novembre 2006 Cellule procaryote

43 2- Besoins nutritifs particuliers à certains microorganismes : besoins en facteurs de croissance

44 2-1- Définition

45 Facteur de croissance = molécule organique spécifique indispensable à la croissance d’un microorganisme (métabolite essentiel) qu’il ne sait pas synthétiser et qu’il doit donc nécessairement trouver dans le milieu de culture.

46 2-2- Les diverses catégories de facteurs de croissance

47 - Des acides aminés (nécessaires pour l’élaboration des protéines cellulaires )
Ex : GLU, ALA, ASN Des bases puriques et pyrimidiques (entrant notamment dans la composition des acides nucléiques et de l’ATP) Ex : adénine pour certains Lactobacillus uracile pour certains Streptococcus Des vitamines : petites molécules organiques servant de coenzymes ou de précurseurs de coenzymes Ex : nicotinamide pour Proteus vulgaris et certaines souches de Staphylococcus aureus thiamine (vit B1) pour certaines souches de Staphylococcus aureus.

48 2-3-3- Action à faible concentration
Acides aminés : de l’ordre de 25 mg/L. Bases puriques et pyrimidiques : de l’ordre de 10 mg/L. Vitamines : de l’ordre de 1 à 25 mg/L.

49 2-3- Propriétés des facteurs de croissance
Influence de la concentration sur la croissance Spécificité d’action Action à faible concentration

50 a/ Etude expérimentale Description de l’expérience réalisée
Caractéristiques de l’influence des facteurs de croissance sur la croissance microbienne a/ Etude expérimentale Description de l’expérience réalisée Souche : exigeant une molécule X comme facteur de croissance, mise en culture dans divers milieux sans cette substance X et auquel on ajoute la substance X à diverses concentrations différentes. Suivi de la croissance dans chacun des milieux Détermination dans chaque cas du taux de croissance Tracé du graphe : taux de croissance = f(concentration en facteurs de croissance)

51 a/ Etude expérimentale Résultats obtenus
Caractéristiques de l’influence des facteurs de croissance sur la croissance microbienne a/ Etude expérimentale Résultats obtenus

52 a/ Etude expérimentale Analyse et interprétation
Caractéristiques de l’influence des facteurs de croissance sur la croissance microbienne Analyse Interprétation Sans substance X : pas de croissance et croissance quand la substance est présente dans le milieu La substance X est un facteur de croissance pour la souche testée Tant que C<C1 : pas de croissance Il existe parfois une concentration minimale pour qu’il y ait croissance de la souche. Entre C1 (valeur minimale pour qu’il y ait croissance ) et C2 (valeur maximale optimale) la croissance est une fonction linéaire de la concentration ou du log de la concentration Il y a donc « proportionnalité » entre croissance et concentration (ou log de la concentration) dans un certain intervalle de la concentration. Au-delà de la concentration optimale, la croissance n’est pas améliorée, même si la concentration en facteur de croissance est plus grande. Il existe une concentration maximale à partir de laquelle la croissance ne peut pas être augmentée a/ Etude expérimentale Analyse et interprétation

53 b/ Applications : dosage microbiologique Principe
Caractéristiques de l’influence des facteurs de croissance sur la croissance microbienne b/ Applications : dosage microbiologique Principe - Utiliser une souche auxotrophe pour une molécule X à doser. - Mettre cette souche dans divers milieux dépourvus initialement de la substance X et dans lequel cette substance est ajoutée à une concentration connue. - Mesurer la croissance et tracer la courbe étalon * croissance = f(concentration en facteur de croissance) * ou croissance = f(log concentration en facteur de croissance). - Réaliser la même manipulation avec un milieu dans lequel la concentration de la substance X est inconnue, mesurer la croissance de la souche et faire (à l’aide de la courbe étalon) la détermination graphique de la concentration de la substance X.

54 b/ Applications : dosage microbiologique Etapes
Caractéristiques de l’influence des facteurs de croissance sur la croissance microbienne b/ Applications : dosage microbiologique Etapes - 1ère étape : établissement d’ une courbe étalon croissance = f (concentration substance X) ou croissance = f(log concentration substance X) an utilisant une souche auxotrophe pour la substance X et en la plaçant dans divers milieux de concentrations différentes en X. - 2ème étape : suivre la croissance de la même souche dans un milieu où la substance X est en concentration inconnue. - 3ème étape : faire la détermination graphique de la concentration de X dans le milieu à doser.

55 Seuil de détection très bas (de l’ordre du ng > L
Caractéristiques de l’influence des facteurs de croissance sur la croissance microbienne b/ Applications : dosage microbiologique Avantages et inconvénients Avantages Inconvénients Seuil de détection très bas (de l’ordre du ng > L Dosage spécifique Dosages lourds à mettre en œuvre Dosage long à mettre en œuvre (temps de culture)

56 2-3-2- Spécificité d’action
a/ Etude expérimentale

57 2-3-2- Spécificité d’action
b/ Analyse Le simple remplacement d’un groupement sur la molécule de facteur de croissance empêche toute croissance de la souche. Les facteurs de croissance sont donc très spécifiques et ne sont pas interchangeables.

58 2-4- Sources de facteurs de croissance dans un milieu de culture

59 2-4-1- Addition du facteur ou d’un extrait renfermant ce facteur
a/ Addition d’un facteur spécifique Ajout de NAD + et d’hémine pour la croissance d’Hemophilus parainfluenzae b/ Addition d’un extrait source de multiples facteurs de croissance Addition d’extrait de levure ou d’extrait de viande Addition de sang (source de NAD+ et d’ hémine).

60 2-4-2- Addition par syntrophisme a/ Etude expérimentale
Gélose ordinaire ensemencée avec Haemophilus influenzae Pas de culture Gélose ordinaire ensemencéeen stries très serrées avec Haemophilus influenzae et avec une strie longitudinale de Staphylococcus Culture

61 2-4-2- Addition par syntrophisme a/ Etude expérimentale
Gélose ordinaire ensemencée avec Haemophilus influenzae Pas de culture Haemophilus influenzae a besoin d’1 ou de plusieurs facteurs de croissance Gélose ordinaire ensemencéeen stries très serrées avec Haemophilus influenzae et avec une strie longitudinale de Staphylococcus Culture Haemophilus influenzae a trouvé le (ou les) facteur(s) de croissance dans le milieu synthétisé(s) par Staphylococcus

62 2-4-2- Addition par syntrophisme b/ conclusion
- Le facteur de croissance nécessaire à une souche microbienne peut donc être secrété dans un milieu par une autre souche, c’est le phénomène de syntrophisme - Syntrophie = interaction métabolique entre 2 espèces microbiennes, l’une des 2 espèces fournissant un facteur de croissance donné (ou autre nutriment) à une autre espèce.

63 3- Les milieux de culture utilisés dans l’industrie

64 Pour des raisons économiques de rentabilité, la culture de microorganismes en milieu industriel (microorganismes pour la fabrication d’aliments, de médicaments, de biomasse….) ne peut pas se faire avec les mêmes milieux que ceux utilisés au laboratoire.

65 3-1- Critères auxquels doivent satisfaire les milieux de culture

66 - Satisfaire à divers critères économiques :
- Etre adaptés aux exigences nutritives des microorganismes à faire cultiver - Satisfaire à divers critères économiques : * approvisionnement abondant * approvisionnement régulier * faible coût.

67 3-2- Les milieux de culture utilisés dans certaines industries pour la croissance des microorganismes

68 - des résidus de l’industrie agroalimentaire
Milieux de culture utilisant : - des résidus de l’industrie agroalimentaire - certains produits chimiques Milieux permettant une valorisation des « déchets » Nécessité parfois de transformations préalables

69 Milieux utilisant les résidus de betterave ou de canne à sucre
Milieux de culture utilisant les résidus de l’industrie agroalimentaire Milieux utilisant les résidus de betterave ou de canne à sucre Milieu utilisant le lactosérum déproténéisé Milieu utilisant l’amidon Milieu utilisant des farines de soja ou des résidus de fabrication des farines ou des moûts de distillerie Milieu utilisant la lignocellulose

70 a/ Milieux utilisant les résidus de betterave ou de canne à sucre
Milieux de culture utilisant les résidus de l’industrie agroalimentaire a/ Milieux utilisant les résidus de betterave ou de canne à sucre Betteraves (ou canne) jus sucré : sucre + mélasse + pulpe Composition des mélasses : - Eau - Oses et osides (glucose, fructose, saccharose, raffinose) - Acide citrique - Acides aminés - Ions minéraux Dans les mélasses, présence d’une source de C directement utilisable par les microorganismes

71 a/ Milieux utilisant les résidus de betterave ou de canne à sucre
Milieux de culture utilisant les résidus de l’industrie agroalimentaire a/ Milieux utilisant les résidus de betterave ou de canne à sucre Intérêt : mélasses très utilisées pour la culture des levures. Inconvénients : - Irrégularité de la qualité des mélasses de betterave à sucre - Manque de certains facteurs de croissance dans les mélasses de canne à sucre.

72 3-2-1- Milieux de culture utilisant les résidus de l’industrie agroalimentaire
b/ Milieux utilisant le lactosérum déprotéinisé Origine : liquide jaunâtre obtenu après élimination du caillé Nutriments fournis - Lactose : source de carbone et d’énergie - Albumines et globulines : source d’azote - Ca2+, Na+, K+, Cl-, H2PO4- : source d’ions minéraux pour isotonie - vitamine C, B1, B2 : facteurs de croissance coenzymes Milieu de composition équilibrée nécessitant toutefois des apports complémentaires (protéines, P, certaines vitamines

73 b/ Milieux utilisant le lactosérum déprotéinisé
Milieux de culture utilisant les résidus de l’industrie agroalimentaire b/ Milieux utilisant le lactosérum déprotéinisé Intérêt : - Utilisation pour la production de biomasse (ex : production de levures). - Utilisation pour la production de certains métabolites (ex : production d’éthanol).

74 3-2-1- Milieux de culture utilisant les résidus de l’industrie agroalimentaire
c/ Milieux utilisant de l’amidon Origine : Maïs, blé, sorgho, riz, orge ou pommes de terre Nutriment fourni - Amidon : polymère de glucose Problème : amidon n’est pas un glucide directement assimilable, il doit être préalablement dégradé en glucose par des amylases Si microorganisme : amylase + : amidon utilisable tel quel Si microorganisme amylase - : nécessité de traiter au préalable l’amidon

75 3-2-1- Milieux de culture utilisant les résidus de l’industrie agroalimentaire
c/ Milieux utilisant de l’amidon Traitement de l’amidon pour les souches amylase - : - Solubilisation de l’amidon par broyage, puis cuisson - Hydrolyse ensuite de l’amidon en glucose par des enzymes du malt (orge germé).

76 3-2-1- Milieux de culture utilisant les résidus de l’industrie agroalimentaire
d/ Milieux utilisant la lignocellulose Origine : paroi végétales de diverses plantes (paille, balle de blé et autres céréales, rafle des épis de maïs et des grappes de raisin). Constituants - Cellulose - Hémicellulose - Lignine - Extraits huileux - Ions minéraux Utilisation : Croissance de bactéries cellulolytiques utilisées pour la production d’éthanol, de méthane et de divers acides organiques

77 3-2-1- Milieux de culture utilisant les résidus de l’industrie agroalimentaire
Balle = enveloppe des graines de céréales

78 3-2-1- Milieux de culture utilisant les résidus de l’industrie agroalimentaire
Rafle = ensemble des pédoncules et des pédicelles d’une grappe

79 3-2-2- Milieux de culture utilisant des résidus industriels autres
Milieux utilisant les n paraffines et autres sous produits dérives du pétrole Milieu utilisant les liqueurs sulfitiques

80 3-2-2- Milieux de culture utilisant des résidus industriels autres
a/ Milieux utilisant les n paraffines Caractéristiques : n paraffines = alcanes (molécules comprenant beaucoup d’atomes de C). Nutriments fournis - Source de C et d’énergie pour la croissance de certaines levures (Candida tropicalis)

81 3-2-2- Milieux de culture utilisant des résidus industriels autres
b/ Milieux utilisant des liqueurs (lessives) sulfitiques Origine : liquide résultant de la transformation de la pulpe de bois par action du disulfite de calcium dans l’industrie du papier Nutriment fourni : divers oses selon la nature du bois - pentoses (ex: xylose) - hexoses (ex : mannose).