Production d’acide itaconique par des souches d’Aspergilli par fermentation en milieu solide

par Clémence Restino

Thèse de doctorat en Sciences - STS

Sous la direction de Francis Duchiron.

Soutenue le 05-12-2012

à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (FARE) Fractionnement des Agro-Ressources et Environnement (laboratoire) .

Le président du jury était Sandrine Bouquillon.

Le jury était composé de Francis Duchiron, Anthony Bresin.

Les rapporteurs étaient Joseph Boudrant, Rémy Cachon.


  • Résumé

    Depuis quelques années, un des défis de la Recherche est de valoriser les co-produits agro-industriels. Une des voies permettant la valorisation de ces « déchets » est la fermentation en milieu solide.Le but de ce travail est de produire de l'acide itaconique par des souches d'Aspergilli (Aspergillus itaconicus et Aspergillus terreus) à partir de ressources renouvelables. Le substrat choisi dans cette étude est le son de blé, coproduit largement disponible en Champagne-Ardenne.L'acide itaconique a été classé dans le TOP 12 des molécules plateformes par le Department Of Energy Américain. Ces molécules plateformes peuvent être produites à partir de biomasse ligno-cellulosique et peuvent être utilisées à la place de molécules d'origine pétrochimique.Dans notre étude, nous n'avons pas mis en évidence de production d'acide itaconique par la souche Aspergillus terreus NRRL 1960 mais nous avons observé, pour la première fois, la production d'acide fumarique par fermentation en milieu solide. L'acide fumarique est tout aussi intéressant que l'acide itaconique puisqu'il fait également partie du TOP 12 des molécules plateformes. La production maximale obtenue est de 0,44 mg/g de matière sèche par fermentation en milieu solide sur son de blé humidifié à 70% et à pH 3, après 5 jours d'incubation à 30°C.De plus, nous avons montré qu'Aspergillus itaconicus NRRL 161 est capable de produire 6,77 mg d'acide itaconique/g de matière sèche par fermentation en milieu solide sur son de blé humidifié à 60% par une solution de saccharose à 400 g/L et à pH 3, après 4 jours d'incubation à 30°C.Dans une dernière partie, nous avons mis en évidence, chez Aspergillus itaconicus NRRL 161, la présence potentielle du gène codant pour la Cis-Aconitic acid Decarboxylase, enzyme clé dans la production d'acide itaconique.

  • Titre traduit

    Itaconic acid production by Aspergillus strains by solid state fermentation


  • Résumé

    Since a few years, one of research's challenges is to valorise agro-industrial by-products. One of the ways permitting the valorisation of these “wastes” is solid-state fermentation.The aim of this work is to produce itaconic acid with Aspergilli (Aspergillus itaconicus and Aspergillus terreus) strains from renewable resources. The chosen substrate in this study is wheat bran, by-product widely available in Champagne-Ardenne.Itaconic acid is classified among the TOP 12 of building blocks by the American Department Of Energy. Building blocks can be produced from ligno-cellulosic biomass and can be used instead of petrochemical-based molecules.In our study, we have not highlighted itaconic acid production by Aspergillus terreus NRRL 1960, but we have observed fumaric acid production by solid state fermentation. Fumaric acid is as interesting as itaconic acid since it also belongs to the TOP 12 of building blocks. Maximal production of fumaric acid is 0.44 mg/g dry matter by solid-state fermentation on wheat bran moistened at 70% and at pH 3, after 5 days of incubation at 30°C.Furthermore, we have shown that Aspergillus itaconicus NRRL 161 is able to produce 6.77 mg of itaconic acid/g dry matter by solid state fermentation on wheat bran moistened at 60% with sucrose solution at 400 g/L and at pH 3, after 4 days of incubation at 30°C.In a last part, we have highlighted, in Aspergillus itaconicus NRRL 161, the potential presence of the Cis-Aconitic acid Decarboxylase encoding gene, key enzyme in itaconic acid production.


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