Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
-
Guy BOURAT : Ancien Élève de l’Institut National Agronomique - Direction Scientifique de Rhône‐Poulenc Santé
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le terme de fermentation est apparu au XVIe siècle ; il vient du latin fervere : bouillir (dégagement de bulles de CO2 dans un moût de vinification).
Pasteur, le fondateur de la microbiologie, l’a défini comme « la vie en absence d’oxygène ». Un tel critère ne convient plus actuellement tant sur le plan scientifique que technologique. Une acception plus pragmatique est préférable, incluant outre la vie en absence d’oxygène (anaérobiose), la vie en présence d’oxygène (aérobiose), dès lors que l’organisme vivant est un micro-organisme.
L’article ci‐après présente d’abord succinctement les propriétés morphologiques, physico‐chimiques et physiologiques des micro-organismes utilisés dans les fermentations. Il donne ensuite un aperçu de la modélisation mathématique qui a pu être faite sur le comportement de la biomasse dans les réacteurs de fermentation.
Un glossaire des principaux termes utilisés a été ajouté à l’usage des lecteurs non biochimistes.
Par ailleurs une liste non exhaustive d’ouvrages de base de biochimie est donnée en .
Les principales applications industrielles des fermentations et l’ingénierie des fermenteurs feront l’objet d’articles séparés dans ce traité.
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Caractéristiques biochimiques des principales fermentations6. Autres paramètres physico‐chimiques d’une fermentation
Il est clair que la formalisation mathématique des techniques fermentaires, qui vient d’être évoquée de façon très succincte, doit, pour se rapprocher de la réalité, prendre en compte d’autres paramètres dont les deux principaux sont l’énergie de maintenance et la production de chaleur.
6.1 Maintenance
Si les micro-organismes consomment de l’énergie (des nutriments) pour se développer, ils en consomment également pour se maintenir dans leur environnement hors de toute croissance, c’est‐à‐dire pour assurer le turnover chimique des composants cellulaires, pour maintenir une pression osmotique interne correcte, pour pouvoir se déplacer.
Il faut donc ajouter au quotient métabolique qS une quantité m telle que :
où :
- m :
- étant le taux de maintenance.
Cette énergie est très variable, mais peut, dans certains cas limites, atteindre 90 % de l’énergie totale consommée.
HAUT DE PAGE6.2 Production de chaleur
Dans la phase de croissance d’une fermentation aérobie, la moitié de l’enthalpie disponible est stockée dans la biomasse et le reste est dissipé sous forme de chaleur. Pendant la phase stationnaire, toute l’enthalpie du substrat est transformée en chaleur. L’intégrale de la quantité de chaleur dégagée est donc proportionnelle au taux de croissance et au taux de production des métabolites, tandis que la vitesse de dégagement de chaleur est fonction de la cinétique de la fermentation. Expérimentalement, on admet que la chaleur dégagée Q t (exprimée en kJ / L / h) est liée à la quantité d’oxygène consommée
(exprimée en mmol / L / h) par la relation de Cooney :
...
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