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Auteur(s)
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Guy BOURAT : Ancien Élève de l’Institut National Agronomique - Direction Scientifique de Rhône‐Poulenc Santé
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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 générales des micro-organismes utilisés dans les fermentationsArticle inclus dans l'offre
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7. Caractéristiques biochimiques des principales fermentations
L’ATP (adénosine triphosphate) est la monnaie énergétique circulant chez tous les êtres vivants selon le schéma :
ADP : adénosine diphosphate.
Chez les êtres chimiotrophes, la synthèse d’ATP est couplée à une réaction rédox et l’on calcule que 35 mmol d’ATP sont consommées pour la synthèse de 1 g sec de cellules.
La régénération de l’ATP se fait essentiellement grâce à la glycolyse (voie EMP : Embden‐Meyerhof‐Parnas) qui permet d’obtenir chez les procaryotes (*) 26 moles d’ATP par mole de glucose consommé en aérobiose et seulement 2 moles d’ATP en anaérobiose. Cette différence, due au court‐circuit du cycle de Krebs (*), est un phénomène général et, pour toutes les fermentations stricto sensu (anaérobiose), le rendement énergétique ATP / glucose est toujours très faible, de l’ordre de 1 à 5 %.
La liste des principales fermentations est donnée dans le tableau 4, les plus importantes exploitées industriellement étant :
-
la fermentation alcoolique (production d’alcool industriel et de carburants, industrie agroalimentaire) ;
-
la fermentation homolactique (industrie agroalimentaire) ;
-
la fermentation acétonobutylique (production de carburants).
Les étapes de leurs glycolyses sont données dans les figures 4, 5 et 6.
La fermentation méthanogène, également importante sur le plan industriel (production de carburants, traitement des eaux), procède non par glycolyse, mais par réduction du dioxyde de carbone (figure 7).
pour plus de détails, le lecteur se reportera aux articles :
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Fermentations. Principales applications industrielles Fermentations- Principales applications industrielles...
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