Dynamique de croissance de lb. Casei et de production d'acide lactique dans differentes conditions de culture

par ALEJANDRO OLMOS DICHARA

Thèse de doctorat en Biologie et génétique moléculaires et cellulaires. Biotechnologie

Sous la direction de Gérard Goma.

Soutenue en 1997

à Toulouse, INSA .

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  • Résumé

    Le but de ce travail a ete de determiner et de quantifier chez lactobacillus casei l'influence de certains facteurs d'environnement sur la croissance et sur son aptitude a produire de l'acide lactique. Dans une premiere partie, les effets du ph, de la concentration d'acide lactique, et du milieu de culture sur le comportement cinetique de la souche sont etudies en mode discontinu. La fermentation reste homolactique pour des ph compris entre 4,8 et 7. Cependant, la concentration de biomasse et la vitesse specifique de production d'acide lactique diminuent, et le decouplage croissance-production augmente pour des valeurs de ph s'ecartant d'un optimum egal a 6. Produit ou ajoute, l'acide lactique provoque une diminution de la concentration de biomasse et des vitesses specifiques de croissance et de production d'acide lactique, sans que le rendement de conversion en produit ne soit affecte. Le seuil de tolerance de l'acide lactique vis-a-vis de l'anabolisme est identifie a 95 g. L#-#1. D'autre part, la croissance est aussi controlee par des limitations nutritionnelles. Ainsi, une elevation de la charge proteique (extrait de levure et tryptone) a une forte incidence sur l'anabolisme et sur la productivite en acide lactique, mais peu d'effet sur le catabolisme. Simultanement, nous avons montre que le couplage croissance-production est independant de la composition du milieu de culture. Un modele mathematique a ete propose pour simuler les cultures discontinues de maniere satisfaisante. Dans une deuxieme partie, la fermentation lactique a ete etudiee en bioreacteur a membrane. La culture en recyclage total de cellules a permis d'atteindre de hautes concentrations en biomasse (120 g. L#-#1) et des productivites elevees en acide (48,3 g. L#-#1. H#-#1), soit environ 30 fois plus qu'en culture discontinue. Cependant, les hautes concentrations de biomasse s'accompagnent d'une diminution de l'activite cellulaire et d'une augmentation de la viscosite, conduisant au colmatage des membranes. La mise en oeuvre d'un taux de purge a permis de stabiliser la biomasse active et la productivite volumique du reacteur. Les roles du taux de dilution et du flux de nutriments sont precises par rapport aux mecanismes d'inhibition/limitation de la croissance. La stabilite des performances du bioreacteur a membrane est alors demontree.


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Informations

  • Détails : V-198 p.
  • Annexes : Bibliogr. p.173-198

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1997/440/OLM
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