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Bioconversion enzymatique des composés phénoliques des effluents issus de l'extraction d'huile d'olive: une voie prometteuse de valorisation par la production de l'hydroxytyrosol naturel

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par Manel HAMZA KARRAY
Université de Sfax école nationale d'ingénieurs de Sfax - Doctorat en biologie 2013
  

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I-1-2 Effet de la taille de l'inoculum et les conditions de culture

Parmi différentes propriétés physiologiques, la taille de l'inoculum, peut jouer un rôle important dans le développement du champignon (Glazebrook et al. 1992). Pour examiner l'effet du volume de l'inoculum, A. niger a été cultivée dans un milieu liquide tout en variant la taille de l'inoculum (6 107 spores/ml, 6 108 spores/ml, 6 109 spores/ml, 6 1010 spores/ml). Comme c'est montré sur la Fig. 12 C, la taille optimale de l'inoculum pour la production de 3-glucosidase par A. niger est de 6×108 spores/ml. Un inoculum adéquat permet une initiation rapide de croissance du mycélium et de la formation de métabolites, et ceci par la colonisation totale du milieu par le champignon tout en réduisant l'envahissement du contaminant. Une diminution de la production d'enzyme est observée quand la taille de l'inoculum dépasse l'optimum. En effet, la production enzymatique atteint son plafond si un bon échange entre les nutriments et la biomasse aura lieu dans l'erlenmeyer. Pour cela, une agitation dans un shaker s'avère inévitable pour une meilleure production de l'enzyme par A. niger (Fig. 12d). Les conditions de déséquilibre entre les nutriments et la biomasse en prolifération résultent d'une diminution de synthèse d'enzyme (Ramachandran, et al., 2005).

80

Résultats et Discussion

d

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

6000

4000

2000

0

25°C 27°C 30°C 37°C 45°C 55°C

b

Température d'incubation

Agité Statique

a

0 2 4 6 8 10 12

pH

5000

4000

3000

2000

1000

0

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

6x10^7 6x10^8 6x10^9 6x10^10

Taile de Îinoculum (spores/ml)

c

Figure 12: Effets du pH initial du milieu (a), température d'incubation (b), taille de l'inoculum (c) et les conditions de culture (d) sur la production de 3-glucosidase durant une fermentation à base du son de blé par A. niger.

I-2 Sélection du substrat pour la production de Ji-glucosidase

Différents substrats ont été testés comme la seule source de carbone pour la production de 3-glucosidase par A. niger. La Fig. 13 donne le maximum d'activité 3-glucosidase mesurée durant cette fermentation. Pour les substrats solides testés, le son de blé prouve être le mieux approprié et convenable pour la colonisation du champignon, tout en indiquant une croissance maximale visible en surface de mycélium et un niveau de production d'enzyme le plus élevé (4500 #177; 0,08 UI/ml). Ce degré élevé de production de 3-glucosidase peut être attribué à la présence de 3-glucosides dans le son de blé. Le développement d'un processus de production de 3-glucosidase basé sur l'utilisation de son de blé comme un substrat solide est très fascinant, vu qu'il s'agit d'une source de carbone disponible et bon marché. Pour tous les autres substrats à base de céréales testés, tels que le son de l'orge (1790 #177; 0,06 UI/ml) et le gruau de farine (682 #177; 0,03 UI/ml) sont supposés un support de production de 3-glucosidase modéré. Alors que le saccharose (520#177; 0,2 IU/ml), la cellulose (191 #177; 0,25 IU/ml) et le

âco ctiv

U

ctiv âco

a d d

Aivi â-ucoda (U

uco

i

A

p

81

Résultats et Discussion

lactose (64 #177; 0,09 IU/ml) donnent uniquement un pauvre degré de production (Fig. 13a). Contrairement à ce résultat, Cruz et Park (1982), ont utilisé les graines de soja comme un substrat solide qui ont été économiques, très facile à fermenter avec une récupération facile des polysaccharides et des molécules obtenues suite à la fermentation. De même Garcia-Kirchner et al., 2005 ont utilisé différents résidues de matériel lignocellulosiques comme l'unique source de carbone pour la production de béta-glucosidase par A. niger, et ils ont démontré que les débris de canne à sucre sont le meilleur substrat.

La concentration initiale de son de blé de 7% est supposée la meilleure puisqu'elle permet l'obtention du maximum de production de â-glucosidase (4624#177; 0,25UI/ml) (Fig. 13 b). Quoique que les microorganismes filamenteux sont généralement reportés pour croitre, quand on se contente d'une humidité de substrat allant de 50 à 75% (Pandey et al., 2000). Annunziato et al., (1986) ont démontré que l'humidité initiale de 35% s'avère l'optimale pour un degré élevé de production de á-galactosidase par Aspergillus oryzae. Pour un substrat comme le son de blé, l'activité de l'eau est très élevée pour cette raison, une distribution superficielle de solution de sels minéraux augmente et engendre des agglomérations de substrat. Pour un substrat comme le son de blé, l'activité d'eau est très élevée par la suite une augmentation légère du contenu d'eau par l'addition de solution de sel minérale peut mener à l'agglomération du substrat. L'importance d'humidité et l'activité d'eau implique qu'il est nécessaire d'envisager les quantités d'eau exactes a ajouté au substrat, en le préparant (Gowthaman et al., 2001).

82

Résultats et Discussion

b

6000

4000

2000

0

1% 3% 5% 7% 9% 11% 13% 15%

4000

6000

5000

3000

2000

1000

0

Source de carbone

a

Concentration du son de blé (%)

Figure 13: L'activité 3-glucosidase des préparations enzymatiques résultantes de la fermentation de différents substrats par A. niger (a) et de différentes concentrations de son de blé (b).

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