Thèse soutenue

Production des Protéines d'Organismes Unicellulaires (POU) par Cupriavidus necator : Impact des paramètres environnementaux, des sources de carbone et d'azote.
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Auteur / Autrice : Siwar Ismail
Direction : Nathalie GorretStéphane Guillouet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Ingénieries microbienne et enzymatique
Date : Soutenance le 12/04/2022
Etablissement(s) : Toulouse, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : TBI - Toulouse Biotechnology Institute, Bio & Chemical Engineering - Toulouse Biotechnology Institute / TBI
Jury : Président / Présidente : Claude Maranges
Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Gorret, Stéphane Guillouet, Stéphane Delaunay, Fadhel Ben Chaabane, Mokhtar Hamdi, Pierre-Yves Pontalier, Agnès Hocquellet
Rapporteurs / Rapporteuses : Stéphane Delaunay, Fadhel Ben Chaabane, Mokhtar Hamdi

Mots clés

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Résumé

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En raison de l'augmentation rapide de la population mondiale, de nombreux pays en cours de développement sont concernés par des problèmes de malnutrition (famine, insécurité alimentaire, etc.). En particulier, l’insuffisance en sources de protéines devient un problème majeur pour la nutrition humaine et animale et leur demande augmente de plus en plus. Dans ce contexte, les Protéines d’Organismes Unicellulaires (POU) produites par des micro-organismes peuvent exploitées comme une source de protéines alternative et non conventionnelle. L'objectif de ces travaux était d'étudier les dynamiques de croissance et de production de POU ainsi que leur composition par Cupriavidus necator, en réponse à des conditions environnementales différentes et en utilisant différents types de sources de carbone (glucose, acide formique et acide oléique) et d'azote (sulfate d’ammonium et urée). Une approche mono-factorielle en condition d’environnement contrôlé a été utilisée afin d'étudier l'impact de la température, du pH, des sources de carbone et d'azote dans des cultures en bioréacteurs. Les résultats ont été comparés en termes de croissance bactérienne, de composition de la biomasse (en protéines et en acides nucléiques) et via la composition élémentaire de la biomasse. Des analyses complémentaires ont également été effectuées par cytomètrie en flux afin de suivre la morphologie cellulaire, la perméabilité membranaire, et la présence potentielle de PHB, bio polymère naturellement produit par C. necator. Les résultats concernant la température ont montré que ce paramètre avait un impact sur la croissance ainsi que sur la production et la composition des POU. A 40°C, la croissance était plus faible et de faibles quantités de protéines et d'acides nucléiques ont été obtenues. La même conclusion a été obtenue à pH5. Concernant la nature de la source d’azote, le sulfate d'ammonium a donné les meilleurs résultats, comparé à l'urée, comme source d'azote. De plus, l'acide formique s'est avéré être une source de carbone prometteuse pour la production de protéines comparé au glucose et à l'acide oléique avec un pourcentage en protéines totales élevé autour de 90%DW (mesuré par la méthode de Dumas).