Applications et propriétés enzymatiques et antimicrobiennes de souches isolées de coproduits oléicoles : Cas d'une lipase de Penicillium crustosum et de peptides antimicrobiens de Lactobacillus.

Enzymatic and antimicrobial applications and properties of strains isolated from olive co-products : the case of a lipase from Penicillium crustosum and antimicrobial peptides from Lactobacillus.

• Auteur / Autrice : Ismail Hasnaoui
• Direction : Abdelkarim Abousalham, Abdeslam Asehraou, Alexandre Noiriel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Aspects moleculaires et cellulaires de la biologie
• Date : Soutenance le 15/09/2023
• Etablissement(s) : Lyon 1 en cotutelle avec Université Mohammed Premier Oujda
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ICBMS - Institut de Chimie et Biochimie Moléculaires et Supramoléculaires - UMR 5246 (Villeurbanne, Rhône)
• Jury : Président / Présidente : Ennouamane Saalaoui
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Abdelkarim Abousalham, Abdeslam Asehraou, Alexandre Noiriel, Ennouamane Saalaoui, Liliane Berti-Dupuis, Loubna Firdaous, Hafida Zahir, Abdellah Zinedine
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Liliane Berti-Dupuis, Loubna Firdaous, Hafida Zahir

Mots clés

Mots clés contrôlés

Peptides antimicrobiens

Biopréservation

Réactions chimiques régiosélectives

Penicillium

Lipases

Mots clés libres

Margines d’olive

Biopréservation

Activité antimicrobienne

Bactéries lactiques

Régiosélectivité

Penicillium

Lipase

Olive mill wastewater

Biopreservation

Antimicrobial activity

Lactic acid bacteria

Penicillium

Lipase

Résumé

Une nouvelle lipase extracellulaire d’une souche de champignon filamenteux Ascomycète, a été isolée de margines d’olives et identifiée comme étant Penicillium crustosum Thom. La lipase de P. crustosum (PCrL) a été purifiée 63 fois à homogénéité en utilisant une précipitation au sulfate d'ammonium et une chromatographie sur une colonne Q-Sepharose Fast Flow, avec un rendement total de 34%. La PCrL purifiée avait une masse moléculaire de 28 kDa, estimée par SDS-PAGE. Les 20 résidus d’acides aminés NH2-terminaux ont montré un haut degré d’homologie avec ceux d’autres lipases de Penicillium. L’activité spécifique de la PCrL à pH 9 et 37°C s’est avérée être de 5 000 et 10 000 U/mg sur des émulsions d’huile d’olive et de trioctanoïne, respectivement. La PCrL présentait une régiosélectivité nette envers la position sn-1 des triglycérides et a montré une activité et une stabilité élevées en présence de solvants organiques non miscibles à l’eau, de tensioactifs et d’agents oxydants, et une compatibilité considérable avec les détergents de lessives commerciaux. L’immobilisation de la PCrL par encapsulation-adsorption augmente considérablement sa thermostabilité. L’enzyme immobilisée a été utilisée comme biocatalyseur dans une réaction d’estérification pour la synthèse d’ester méthylique en présence d’hexane. Par conséquent, la PCrL possède plusieurs propriétés intéressantes qui en font un candidat potentiel prometteur pour les formulations détergentes. Dans un autre volet, trois souches de bactéries lactiques isolées à partir de la saumure d’olives fermentées, ont été étudiées pour leur activité antimicrobienne contre les bactéries et levures pathogènes impliquées dans des maladies d’origine alimentaire. Lb. plantarum S62, sélectionnée comme la souche la plus efficace contre les pathogènes, a démontré son efficacité comme bio-conservateur contre les microorganismes pathogènes dans le lait et dans la feuille de Pastilla.

A novel extracellular lipase from a filamentous fungus Ascomycote was isolated from olive mill wastewater and identified as Penicillium crustosum Thom. Penicillium crustosum lipase (PCrL) was purified 63-fold to homogeneity using ammonium sulfate precipitation and chromatography on a Q-Sepharose Fast Flow column, with a total yield of 34%. The purified PCrL had a molecular mass of 28 kDa, estimated by SDS-PAGE. The 20 NH2-terminal amino-acid residues showed a high degree of homology with those of other Penicillium lipases. The specific activity of PCrL at pH 9 and 37°C was found to be 5000 and 10,000 U/mg on olive oil and trioctanoin emulsions, respectively. PCrL exhibited a clear regioselectivity toward the sn-1 position of triglycerides and showed high activity and stability in the presence of water-immiscible organic solvents, surfactant, and oxidizing agents, and considerable compatibility with commercial laundry detergents. Immobilization of PCrL by encapsulation-adsorption considerably increases its thermostability. The immobilized enzyme was used as a biocatalyst in an esterification reaction for the synthesis of methyl ester in the presence of hexane. Therefore, PCrL has several attractive properties that make it a promising potential candidate for detergent formulations. In another section, three strains of lactic acid bacteria isolated from fermented olive brine, were studied for their antimicrobial activity against pathogenic bacteria and yeast involved in foodborne diseases. Lb. plantarum S62, selected as the most efficient strain against pathogens, has demonstrated its effectiveness as a bio-preservative against pathogenic microorganisms in milk and in Pastilla leaf.