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RépubliqueTunisienne Ecole
Doctorale
Ministère de l'Enseignement Supérieur,
Sciences et Technologies
De la Recherche Scientifique Thèse
Et de la Technologie Génie
Biologique
N° d'ordre :
Université de Sfax
École Nationale d'Ingénieurs de
Sfax
Département de Génie
Biologique
THÈSE
Présentée pourl'obtention du grade
de
Docteur en Biologie
Par
Manel Hamza Karray
BIOCONVERSION ENZYMATIQUE DES COMPOSES
PHENOLIQUDES
DES EFFLUENTS ISSUS DE L'EXTRACTION
D'HUILE D'OLIVE : UNE VOIE PROMETTEUSE
DE VALORISATION
PAR LA PRODUCTION DE L'HYDROXYTYROSOL NATUREL.
Ce travail a été réalisé au
Laboratoire des Bioprocédés Environnementaux,
Centre de
Biotechnologie de Sfax.
Soutenue le devant la commission de jury composée
de :
Mr. : Président
Mr. : Rapporteur
Mr. : Rapporteur
Mr. : Examinateur
Mr. Sami SAYADI : Professeur au CBS Directeur de
thèse
valorisation au Centre de Biotechnologie de Sfax pour l'aide
qu'il a fournit
REMERCIMENTS
Ce travail qui a fait l'objet de cette thèse a
été réalisé au Laboratoire de
bioprocédés du Centre de Biotechnologie de Sfax.
Je tiens, tout d'abord, à exprimer ma haute
considération et mes remerciments au Monsieur le directeur de cette
thèse le Professeur Sayadi Sami, Directeur du Centre de
Biotechnologie Sfax et Directeur du Laboratoire des Bioprocédés
Environnementaux pour avoir dirigé ces travaux de thèse et pour
la dynamique qu'il a donné à ce travail. Je salue aussi la
souplesse et l'ouverture d'esprit de mon directeur de thèse qui a su me
laisser une large marge de liberté pour mener à bien ce travail
de recherche. Je lui suis particulièrement reconnaissante pour ces
conseils avisés et nécessaires. Je tiens également
à le remercier pour ses qualités scientifiques et
humaines.
Je tiens à exprimer ma reconnaissance à
Mme Dr Khoufi Sonia, maître assistant au Centre de
Biotechnologie Sfax, laboratoire de Bioprocédés Environnementaux,
pour sa gentillesse, pour toutes les discussions scientifiques que nous avons
eues ensemble, ses précieux conseils et pour son aide dans la correction
des publications. Merci aussi pour sa sérénité et pour
m'avoir souvent remonté le moral.
Je remercie le
Professeur............................d'avoir accepté de présider
le Jury de cette thèse, ainsi que pour sa gentillesse.
Je suis très sensible à l'honneur que m'ont
fait les Docteur...............et............en acceptant d'être les
rapporteurs de ce travail, et je les remercie pour leurs remarques
avisées.
Je tiens aussi de remercier Monsieur Ilem Hsaiiri
Directeur de l'unité de
pour la realisation de la fermentation et la bioconversion
à grande échelle. Qu'il trouve ici l'expression de mes sinceres
remerciements.
Mes remerciment s'adressent aussi à Monsieur Adel
Zitoun ingénieur à l'unité de valorisation au Centre de
Biotechnologie de Sfax, Kamel Mrad, Mohamed Amri, Nizar Elleuch et Haitham pour
leur aide et leur disponibilité.
Parmi tous les membres du laboratoire que j'ai pu
rencontrer, beaucoup sont partis, d'autres restent encore. Je tiens à
leur exprimer toute ma reconnaissance, pour leur aide, les discussions, et les
critiques qui m'ont permis de prendre du recul sur mon travail de thèse.
À tous, aux stagiaires, aux permanents, je vous exprime toute ma
reconnaissance pour avoir contribué à votre manière
à ce travail.
Qu'il me soit permis d'exprimer toute ma sympathie et mes
remerciements à tout le personnel du CBS et à tous les
enseignants de l'ENIS qui m'ont fait bénéficier de leurs
prestigieux enseignements.
Je clos enfin ces remerciements en dédiant cette
thèse de doctorat à ma famille que j'ai eu la chance d'avoir
à mes côtés, qui m'ont soutenu tout au long de ces
années de travail.
Abréviations
°C : Degré Celsius
A. : Aspergillus
BHT : butylated hydroxytoluéne
C : Carbone
Ca : Calcium
CLHP : Chromatographie liquide haute
pression
CMCase :
Carboxyméthylestérase
DMP : 2,6- diméthoxyphénol
DO : Densité optique
DPPH : 2,2-Di-Phenyl-1-Picryl Hydrazyl
DT : Dinar tunisien
g : Gramme
GRAS : Generally Recognized As
Safe
h : Heure
IC50 : la concentration du composé
à tester nécessaire à la
neutralisation du 50 % des radicaux libres de DPPH.
J : Jour
Jp : Flux du perméat
kDa : Kilodalton
KUI : KiloUnité International
L : Litre
LiP :Lignine Peroxydase
min : Minute
MnP :Manganése peroxydase
N : Azote
PNP : p-nitrophenol
PNPA : p-nitrophenyl
acétate
p-NPG :
p-nitrophenyl-â-D-glucopyranoside
V : Volume
rpm : Rotation par minute
ROS : Reactive Oxygen Species
SR : Sucres réducteurs
T. : Trametes
T. : Trichoderma
tr : Tour
UI : Unité internationale
â-glu : â-glucosidase
II-3-1 Propriétés de l'hydroxytyrosol 16
Sommaire
Introduction générale 1
Synthèse Bibliographique 4
Oléiculture 5
I- L'olivier 5
I-1 Origine et Histoire 5
I-2 L'olivier en Tunisie 5
I-3 Botanique de l'olivier 5
I-4 Culture de l'olivier 6
I-5 Intérêt économique en Tunisie 7
I-6 Les olives 8
II- Technologie d'extraction d'huile d'olives
8
II-1 Système discontinue de presse (dit classique) 9
II-2 Système continue à trois phases 9
II-3 Système continue à deux phases (dit
économique) 9
Les Margines 11
I- Introduction 11
II- Composition des margines 12
II-1 Produits phénoliques simples 13
II-2 Oleuropéine 14
II-2-1 Historique 14
II-2-2 Structure chimique de l'oleuropéine 14
II-2-3 Activité biologique de l'oleuropéine 15
II-2-4 Mode d'action de l'oleuropéine 16
II-3 Hydroxytyrosol 16
II-3-2 Synthèse de l'hydroxytyrosol 17
II-3-2 Les métabolites de l'hydroxytyrosol 17
III- Procédés de dépollution des
margines 18
IV. Différentes approches de valorisation des
margines 20
IV-1 Utilisation des margines comme fertilisant 21
IV-2 Production des protéines unicellulaires 21
IV-3 Production des enzymes pectinolytiques 21
IV-4 Application des margines dans la fabrication du compost
21
IV-5 Utilisation des margines comme source naturelle
d'antioxydants 22
Les Polyphénols 23
I- Introduction 23
II- Les différents types de polyphénols
23
II-1 Les acides phénoliques 24
II-2 Les flavonoïdes 24
II-3 Les tannins 24
II-4 La lignine 25
III- Les polyphénols de l'olivier 25
IV- Changement de la composition en polyphénols
durant la maturation de l'olive
26
V- Intérêts des polyphénols
26
V- 1 Vis-à-vis des plantes. 27
V-2 Vis-à-vis de l'homme 27
Les Antioxydants 29
I- Introduction 29
II- Les radicaux libres 29
II-1 Définition 29
II.2. Nature des radicaux libres 30
III- Dommages causés par les radicaux libres
31
III-1 Action sur l'ADN 31
III-2 Action sur les lipides 31
III-3 Action sur les glucides 32
III-3 Action sur les protéines 32
IV- Mécanisme d'action des antioxydants
32
V- Différents types d'antioxydants
34
V-1 Antioxydants synthétiques 34
V-2 Antioxydants naturels employés 35
VI- Sources végétales d'antioxydants
35
La Bioconversion 38
I- Introduction 38
II- Mode de production 38
II-1 Synthèse microbiologique 39
II-2 Synthèse enzymatique 39
III- Bioconversion des margines en produits utiles
40
IV- Bioconversion des composés
phénoliques 40
III-1 Bioconversion de l'oleuropéine par la
â-glucosidase thermophile immobilisée
recombinante de Sulfolobus solfataricus 41
III-2 Bioconversion de l'oleuropéine des olives 41
III-3 Bioconversion de l'oleuropéine d'huile d'olive
42
III-4 Bioconversion des sous produits de l'industrie
oléicole (grignon et margine) 42
III-5 Bioconversion des composés phénoliques de
blé 42
III-6 Bioconversion des composés phénoliques du
vin 43
Les Champignons 44
I-
I-5 Milieux de culture 58
Introduction 44
II- Classification des champignons 44
III- Aspergillus niger 45
III-1 Quelques enzymes produites par Aspergillus niger 47
III-1-1 Estérase 47
III-1-2 f3-Glucosidase 47
III-2 Applications biotechnologiques des estérases et
de f3-Glucosidase 47
III-2-1Applications biotechnologiques des estérases
47
III-2-2Applications biotechnologiques des f3-glucosidase
48
III-3 Immobilisation des f3-Glucosidases 48
IV- Trametes trogii 51
V- Trichoderma atroviride 51
Les techniques séparatives membranaires 52
I- Procédés de séparation
membranaire 52
II- Filtation tangentielle et frontale 53
III- Application des techniques séparatives
membranaires 53
Conclusion. 55
MATERIEL ET METHODES 56
I- Matériel 57
I-1 Appareillages 57
I-2 Produits chimiques 57
I-3 Substrats biologiques 58
I-3-1 Margine 58
I-3-2 Son de blé 58
I-4 Origine des champignons utilisés 58
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