Induction de laccase par l'éthanol chez "Pycnoporus cinnabarinus ss3" pour la valorisation de la bagasse de canne à sucre dans le domaine papetier

par Juan-Carlos Meza-Contreras

Thèse de doctorat en Microbiologie moléculaire et biotechnologies

Sous la direction de Richard Auria.


  • Résumé

    Cette thèse contribue à l'étude d'un nouveau procédé biologique permettant, de manière simultanée, de produire de la laccase à partir de Pycnoporus cinnabarinus et de délignifier par l'action de ce champignon et de cette enzyme la bagasse de canne à sucre. L'objectif final étant de valoriser ce résidu biotraité pour des applications dans le domaine papetier. Nous avons étudié l'effet de différents composés volatils sur l'induction des laccases chez P. Cinnabarinus. L'éthanol a été sélectionné pour sa capacité à induire d'importants niveaux de production de laccase, comparables de ceux obtenues avec l'acide férulique et l'alcool vératrylique. Un maximum de production de laccase de 90 U gss-1 a été obtenu pour 7 g éthanol m-3. Il a été démontré qu'une augmentation de la concentration d'éthanol avait un effet inhibiteur sur la croissance de P. Cinnabarinus. Des expériences au 14C-éthanol, démontre que l'éthanol est une faible source de carbone (< 3%) pour P. Cinnabarinus. Une parfaite corrélation entre l'activité enzymatique et la quantité de transcrits de laccase a été mise en évidence en présence et absence d'éthanol. D'autre part, il a été montré que l'éthanol jouait un rôle inhibiteur de l'activité protéolytique du champignon. Enfin, nous avons évalué, à partir d'un bioréacteur de 18 L, l'efficacité du biotraitement de la bagasse en présence d'éthanol. Un taux de délignification de la bagasse de 12 % a été obtenu après 28 jours. Une diminution de 50 % de l'énergie de raffinage de la pâte à papier et une amélioration de près de 35 % des caractéristiques mécaniques des feuilles de papier obtenues à partir de la bagasse biotraitée ont été mesurées

  • Titre traduit

    Induction of laccase activity in "Pycnoporus cinnabarinus ss3" by ethanol for the valorization of the sugar cane bagasse in the paper field


  • Résumé

    We propose a new biological process to simultaneously (i) delignify sugar-cane bagasse, a residue of sugar production that can be recycled in paper industry and (ii) produce laccase, an enzyme usable to bleach paper pulp. Initially, we studied the effect of various volatile compounds on the laccase induction in P. Cinnabarinus was evaluated. Ethanol was selected for its capacity to induce significant levels of laccase, comparable of those obtained with ferulic acid and veratrylic alcohol. A maximum of laccase production of 90 U gss-1 was obtained for a concentration of about 7 géthanol m-3 (ethanol concentration in the liquid phase of 31 g L-1). However, when ethanol concentration increased, an inhibitory effect on P. Cinnabarinus growth was observed. Liquid-culture experiments with 14C-labelled ethanol were conducted. Ethanol was a poor carbon source (<3%) for P. Cinnabarinus. A good correlation between laccase activity and the amount of transcripts (related to expression of gene or genes coding for laccase) was highlighted for various operating conditions (ethanol vapors added or not). In addition, it was shown that ethanol plays an inhibitory role on the proteolytic activity of fungi. At least, we evaluated the effectiveness of biological treatment of bagasse in a Vapor-Phase Bioreactor (18 L; VPB), in the presence of ethanol vapors. After 28 days, a bagasse-delignification percentage of 12 % was obtained. An improvement of 35 % of the mechanical characteristics of the paper sheets was obtained from biotreated sugar-cane bagasse and a reduction of 50 % of the energy necessary to refining the pulp was observed

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Informations

  • Détails : 1 vol. (230 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliographie p. 203-224

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  • Bibliothèque : Université d'Aix-Marseille (Marseille. St Charles). Service commun de la documentation. Bibliothèque universitaire de sciences lettres et sciences humaines.
  • Disponible pour le PEB
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