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FERMENTATIONS

Les fermentations industrielles

Problèmes biologiques

Les êtres vivants sont utilisés comme moyen de fabrication, à partir d'une matière première de prix de revient le plus faible possible, d'une espèce chimique définie correspondant à un besoin économique. Pour les raisons qui vont être exposées, cette technologie est relativement onéreuse et elle ne présente d'intérêt que dans la mesure où la synthèse chimique, à partir de dérivés du pétrole par exemple, est impossible ou d'un coût plus élevé. Ces procédés de fabrication doivent résoudre à la fois des problèmes biologiques et des problèmes de génie chimique.

Les contraintes d'ordre biologique sont diverses.

– Pour la production industrielle, il est nécessaire de réaliser des cultures de micro-organismes en très grandes quantités dans des récipients, adaptés aux différents types de fabrication, nommés fermenteurs, dont le volume peut atteindre plusieurs centaines de litres. Ils doivent être thermostatés avec précision.

– Il est nécessaire que les cultures soient pures, c'est-à-dire qu'elles ne soient pas contaminées par des organismes étrangers utilisant la matière première et même le produit recherché ; on doit donc travailler dans des conditions d'asepsie rigoureuse.

– Il faut obtenir le meilleur rendement possible, ce qui implique une parfaite connaissance de la physiologie des organismes utilisés afin de définir les conditions de culture assurant ce rendement. Ainsi, la production d'acide citrique par des moisissures est optimale dans un milieu acide, carencé en fer et très aéré (forte agitation, insufflage d'air comprimé) ; la production d'acide gluconique est réalisée avec le même type d'organismes en milieu également très aéré, mais appauvri en azote et contenant du carbonate de calcium neutralisant l'acide gluconique formé. L'amélioration des rendements est obtenue en utilisant des organismes mutants (naturels ou isolés après irradiation ou traitement chimique de souches sauvages) qui ont conservé la possibilité de synthétiser le produit recherché, mais ont perdu celle de l'utiliser, ce qui provoque son accumulation. Il y a également intérêt à ce que cette accumulation soit suivie d'une exsorption dans le milieu de culture, la purification pouvant être plus aisée à partir du milieu qu'à partir des organismes.

La tendance actuelle est une automatisation de plus en plus poussée, avec un développement ininterrompu des cultures (technique du « chemostat »). Des détecteurs appropriés mesurent continuellement un certain nombre de paramètres biologiques et physico-chimiques de la culture tels que le nombre d'organismes, le pH, l'opacité, la concentration en aliment limitant, celle en produit fabriqué, etc. Ces informations, analysées par un ordinateur, commandent le prélèvement d'une partie de la culture (d'où l'on isolera le produit fabriqué) et l'apport de milieu neuf de façon à maintenir constante la composition du contenu du fermenteur, celle-ci devant être optimale pour la fabrication.

Applications industrielles

Les produits fabriqués ainsi biologiquement sont évidemment des substances organiques :

– des acides organiques : acide acétique, obtenu à partir d'éthanol par Acetobacter suboxydans, bactérie aérobie stricte, au cours de la fabrication du vinaigre ; acide citrique, par certaines espèces d'Aspergillus et de Penicillium (moisissure) ; acide gluconique, également par des espèces appartenant à ce genre ;

– des vitamines : vitamine B1, par Eremothecium Ashbyii, Ashbya gossypii (champignons ascomycètes), Candida Guilliermondia (levure) ; vitamine B12, par Streptomyces olivaceus ;

– des acides aminés : L-glutamate, par Micrococcus glutamicus ; L-lysine, par un mutant de cette espèce ;

– des alcaloïdes[...]

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Écrit par

. In Encyclopædia Universalis []. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Friedrich Wöhler

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Eduard Buchner

Eduard Buchner

Fermentation : séquences de réactions

Fermentation : séquences de réactions

Autres références

  • AÉROBIOSE & ANAÉROBIOSE

    • Écrit par Claude LIORET
    • 2 734 mots
    • 1 média
    On s'aperçut très tôt que les fermentations, en particulier celles du jus de raisin, se déroulent en absence d'aération. En 1837, Schwann avance que des micro-organismes jouent un rôle. Ce point de vue est combattu par Liebig. À partir de 1860, Pasteur entreprend ses travaux sur les fermentations...
  • ALCOOL ÉTHYLIQUE ou ÉTHANOL

    • Écrit par Fernand COUSSEMANT
    • 694 mots

    Alcool primaire, liquide incolore, d'odeur agréable, miscible à l'eau en toutes proportions, miscible à de nombreux solvants organiques, l'éthanol ou alcool éthylique, CH3—CH2OH, a les caractéristiques suivantes :

    Masse moléculaire : 46,07 g

    Masse spécifique : 0,789 3...

  • ALCOOLS

    • Écrit par Jacques METZGER
    • 5 832 mots
    • 8 médias
    Lafermentation alcoolique des jus sucrés sous l'action de micro-organismes tels que les levures et les bactéries est une source d'alcools. L'éthanol est fabriqué industriellement par fermentation, sous l'action du complexe enzymatique zymase, présent dans la levure de bière, de mono- et disaccharides...
  • ALIMENTATION (Aliments) - Classification et typologie

    • Écrit par Ambroise MARTIN
    • 4 590 mots
    • 1 média
    Onassiste aujourd'hui à un important développement de la consommation des produits fermentés frais. Les effets sur la santé des probiotiques font l'objet d'actives recherches et dépendent très fortement de la souche choisie pour la fermentation. L'appellation yaourt est cependant réservée réglementairement...
  • Afficher les 24 références

Voir aussi