Contribution à l'étude du métabolisme énergétique de Propionibacterium acidi-propionici : caractérisation des métabolismes anaérobie et aérobie

Energetic metabolism study of Propionibacterium acidi-propionici : characterization of the anaerobic and aerobic metabolism

• Auteur / Autrice : Philippe Arnoux
• Direction : Jean-Michel Lebeault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Enzymatique, Bioconversion, Microbiologie
• Date : Soutenance en 1990
• Etablissement(s) : Compiègne
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Compiègne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Propionibacterium

Aérobiose

Métabolisme énergétique

Dépression chimique

Fermentation

Acides cétoglutariques

Bactéries anaérobies

Bactéries aérobies

Résumé

Ce travail s'inscrit dans le cadre d'un projet industriel pour le développement d'un ferment propionique, agent conservateur naturel des produits de panification. Un milieu de culture est développé pour obtenir une croissance rapide et une concentration élevée de Propionibacterium acidi-propionici. On caractérise le métabolisme anaérobie de P. Acidipropionicie sur glucose par la production de biomasse, d'acides propionique et acétique. Le rendement biomasse/glucose (Yx/s) est de (70 +- 1) g/M, il caractérise un rendement énergétique élevé. Le rendement acide propionique/glucose (Yp/s) est de (1,14 +- 0,04) M/M. Le max de (0,18 I +- 0,1) h-1 s'accompagne d'une vitesse de production spécifique d'acide propionique (Qp) de (2,0 +- 0,2) mM/g. H. La constante d'inhibition de la croissance par le produit (Kp) est de 4 mM/l d'acide propionique sous forme indissociée. En aérobiose ces bactéries utilisent l'oxygène comme accepteur final d'électrons, l'acide propionique n'est pas synthétisé et l'acide acétique devient le produit principal accompagné par la synthèse inattendue d'acide a-cétoglutarique. Le max est de (0,19 +- 0,01) h-1, le Yx/s de (116 +- 2) g/M, donc 70 % supérieur au rendement en anaérobiose. On estime le rendement ATP/glucose à (9,1 +- 0,4) M/M. Les performances optimales d'un procédé de production de ferments propioniques sur un milieu à 40 g/l de glucose, inoculé à 10 % v. /v. , après 30 heures de croissance sont : en anaérobiose : 20 g/l d'acide propionique et 20 g/l de biomasse ayant une Qp de 1,2 mM/g. H ; en aérobiose : 30 g/l de biomasse qui, replacée en anaérobiose a une Qp de 1,5 mM/g. H.

This work is a part of an industrial project for the development of a propionic ferment, natural preservative of the bakery products. A culture medium is developed to obtain a fast growth and a high concentration of Propionibacterium acidi-propionici. We characterize the anaerobic metabolism of P. Acidi-propionici on glucose with the dry weight bacteria, propionic and acetic acids production. The dry weight bacteria/glucose (Yx/s) is (70 +- 1) g/M, this characterize a high energetic yield. The propionic acid/glucose yield (Yp/s) is (1,14 +- 0,04) MIM. The max : (0. 18 +- o. 01) h-1 allows a specific production rate of propionic acid (Qp) of (2,0 +- 0,2) mM/g. H. The inhibition constant of the growth by the product (Kp) is 4 mM/l of indissociated propionic acid. Ln aerobic conditions, these bacteria use the oxygen as electrons acceptor, then the propionic acidis not synthesized and the acetic acid becomes the major product allows with the unexpected synthesis of the a-cetoglutaric acid. The max is (0,19 +- o,01) h-1, Yx/s : (116 + 2) g/M hence 70 % more high than the anaerobic yield. We estimate the A TP/glucose yield to (9. 1 +- 0,4) M/M. The optimal performances of a production process of propionic ferments on a 40 g/l glucose medium, inoculated with 10 % v. /v. After 30 growth hours are : in anaerobic conditions: 20 g/l of propionic acid and 20 g/l of dry weight bacteria with a Qp = 1,2 mM/g. H ; in aerobic conditions: 30 g/l of dry weight bacteria which, after an anaerobic shift, have a Qp = 1,5 mM/g. H.