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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5. Production de métabolites
Mis à part les cas où la biomasse elle‐même est le but ultime d’une fermentation (levurerie, production de protéines d’organismes unicellulaires), c’est en général la production d’un métabolite bactérien qui est visée par le bio‐industriel.
On a coutume d’en distinguer deux types :
-
les métabolites primaires indispensables à la vie des micro-organismes et dont certains font l’objet d’une production industrielle : aminoacides, nucléotides (*), vitamines, acides organiques ;
-
les métabolites secondaires, synthétisés généralement tardivement dans le processus de croissance ; on distingue alors :
-
les antibiotiques,
-
les mycotoxines,
-
les pigments.
-
Les premiers sont, de très loin, les plus importants industriellement puisque la totalité des antibiotiques et des motifs chimiques ultérieurement modifiables par hémisynthèse (*) sont obtenus par voie fermentaire.
En culture discontinue, la production de la biomasse est donnée par :
avec :
- t1 :
- temps de préparation du fermenteur.
En culture continue, on obtient :
Dans ce cas, la production maximale est le résultat d’un compromis entre le rendement en biomasse et l’épuisement du milieu en facteurs nutritifs.
On montre facilement que :
Si l’on compare les productions de cultures respectivement discontinue et continue, on obtient :
La production des cultures continues est...
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