Production de benzaldéhyde naturel par bioconversion

par Carmen Lapadatescu

Thèse de doctorat en Sciences de l'alimentation, option Biotechnologie

Sous la direction de Pascal Bonnarme.

Soutenue en 1999

à Dijon .


  • Résumé

    L'objectif principal de ces travaux était de définir les meilleures conditions de culture et d'étudier le mécanisme de biosynthèse permettant la production de benzaldéhyde (arome d'amande amère) par voie biotechnologique à partir d'un précurseur (la L-phénylalanine). Un screening préliminaire nous a conduit à retenir Berkandera adusta, Ischnoderma benzoïnum et Dichomitus squalens en raison de leur capacité a produire des métabolites aromatiques (le benzaldéhyde et l'alcool benzylique). L'immobilisation de B. Adusta sur des mousses hydrophobes de polyuréthane a permis de multiplier par 8 la production de benzaldéhyde (587 mg/l) par rapport à une culture non immobilisée (71 mg/l). L'activite de l'aryl alcool oxydase (AAO), une enzyme qui catalyse l'oxydation de l'alcool benzylique en benzaldéhyde, est également présente chez cette souche, la seule qui produise le benzaldéhyde en quantité parmi les 3 souches testées. L'étude de la production de métabolites par B. Adusta cultivée en milieu solide (son de blé ou perlite) a montré que les conditions de culture (type du support, taux d'humidité, concentration du précurseur) influençaient les quantités des composés aromatiques produites. Les meilleures productions de benzaldéhyde (1,56 g/kg support) et d'activité AAO (1,26 u/g support) ont été obtenues avec le support organique (son de blé) avec un taux d'humidité de 66%. L'augmentation de la concentration initiale du précurseur permet une production importante d'alcool benzylique (4,53 g/kg support). L'augmentation de la concentration de lécithine favorisait la production de benzaldéhyde et d'alcool benzylique en milieu liquide, tandis que la diminution de la concentration de lécithine conduisait à une augmentation de la production d'acide benzoïque. La substitution de la lécithine par une source protéique (farine de soja ou protéines BSA) a permis d'obtenir des concentrations importantes d'acide benzoïque (1 à 3,2 g/l). L'augmentation de la concentration du précurseur stimule la production d'alcool benzylique (2,7 g/l). Des expériences utilisant la l-phénylalanine marquée au 1 4c ou au 1 3c comme traceurs de biosynthèse ont été réalisées avec B. Adusta et une voie métabolique proposée. Ainsi, le précurseur est transformé initialement en acide trans-cinnamique (par une phénylalanine ammonia lyase), acide qui a son tour est converti en acides aromatiques puis en d'autres aryl métabolites. L'acide trans-cinnamique peut également être transformé via une -oxydation en acide benzoïque. Les transformations des alcools en aldéhydes puis en acides correspondants sont réalisées grace à l'AAO, l'AAD (aryl alcool déshydrogénase) et l'AADD (aryl aldéhyde déshydrogénase). L'utilisation d'adsorbants hydrophobes (charbon actif) a permis de doubler la quantité de benzaldéhyde produite (353 mg/l) en fermenteur. Afin d'augmenter la production de benzaldéhyde, notre étude s'est orientée vers l'oxydation de l'alcool benzylique contenu dans le jus de culture de B. Adusta en benzaldéhyde, en utilisant des cellules entières ou l'enzyme pure (l'alcool oxydase) de Pichia pastoris. L'utilisation de l'enzyme pure permet de produire le benzaldéhyde a partir de l'alcool benzylique en peu de temps et avec des rendements de transformation élevés. L'utilisation de cellules entières permet une bioconversion de l'alcool majoritairement en acide benzoïque.


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  • Détails : 1 vol. (204 p.)
  • Annexes : Bibliographie :140 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Bourgogne. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TDDIJON/1999/37
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