Ferment : microorganisme capable de fermenter .

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Levain : ferment sélectionné pour ensemencer un produit.

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Types de souches et levains :

 

1) les bactéries lactiques 

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ex : Lactococcus, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus, Leuconostoc...

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- bacilles ou coques GRAM +

- catalase -

- ANS ou ATT

- fermentatifs strict 

- polyauxotrophes

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Dénombrement : Gélose M17 ou MRS

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Fermentation lactique : transformation du glucose en acide lactique

- fermentation homolactique (bactérie homofermentaire) : produit final lactate, enzyme = lactate déshydrogénase

- fermentation hétérolactique stricte (bactérie hétérofermentaire) : produits finaux : lactate, éthanol et CO2. 

- fermentation hétérolactique facultative : fermentation homolactique et/ou hétérolactique

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L'acidité est quantifiée en degrés Dornic : 1°D = 1 dg d'acide lactique / L

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Acidification : 

- S.thermophilus acidifie vite le milieu jusqu'à 120°D

- Lactobacillus prends le relais jusqu'à 250°D

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2) les bactéries acétiques 

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ex : Acetobacter, Gluconobacter...

Production d'acide acétique à partir d'éthanol.

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3) les levures 

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ex : Saccharomyces, Kloeckera

 

4) les  moisissures

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ex : Penicillium, Aspergillus, Mucor...

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Les souches :

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Critères de choix et sélection des souches :

- sécurité : non pathogènes

- physiologie : type de respiration, température optimale

- rendement : non exigeantes, culture rapide

- production d'arômes

- résistance : aux bactériophages

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Conservation des souches :

- dessication

- lyophilysation 

- congélation à -80°C avec un agent cryoprotecteur

- ultracongélation

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Objectif 1 : produire de la biomasse

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Utilisation de la biomasse :

- biotransformation

- fabrication de vaccins

- production de métabolites

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Production de biomasse :

tout au long de a production des contrôles sont effectués (pureté, stérilité, qualité du milieu, richesse de l'inoculum)

1. revification : permet aux bactéries d'être dans de bonnes conditions 

2. préculture : 

3. production en bioréacteur*

4. on obtient ce que l'on appelle le moût

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Différents procédés :

- systèmes en phase solide 

- systèmes à cellules immobilisées

- système en phase liquide : culture discontinue en Batch ( milieu non renouvelé), culture semi-discontinue en Fed Batch (alimenté), culture continue (milieu renouvelé).

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 * Production en bioréacteur :

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Types de réacteurs :

- microoragnismes : fermenteur

- cellules : cytoculteur

- enzymes : réacteur enzymatique, les enzymes sont en suspension ou immobilisées

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Schéma d'un bioréacteur :

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Caractéristiques d'un bioréacteur :

• résistant à la corrosion, la pression

• étanche 

• stérilisable

• possède des dispositifs de contrôle et régulation

• respecte l’environnement : pas de contamination

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Etapes de la production :

1) nettoyage

2) stérilisation : vapeur.

3) préparer le bioréacteur : étalonner la sonde de pH, fermer toutes les vannes du circuit d’air et de prélèvement, remplir la cuve de milieu et déclencher l’agitation.

4) test de pression

5) ensemencement

6) suivi de la croissance et de la production: logiciel, acquisition et traitement des données en ligne (acquise par capteur) et hors ligne (mesurée par dosage).

7) soutirage du moût

8) extraction, purification et conditionnement

9) nettoyer: rincer à l’eau, à l’acide, à l’eau, à la soude, puis à l’eau.

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Objectif 2 : produire des métabolites 

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Même processus que précédemment.

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Types de métabolites :

- primaires : indispensables, ils sont produits de façon parallèle à la croissance microbienne = trophophase (ex :éthanol, acide acétique, acide lactique, acides aminés,vitamines...).

- secondaires : non indispensables ils sont produits à un stade tardif de la croissance = idiophase (ex :antibiotiques, arômes...).

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