Etude eco-physiologique de la diatomée benthique Amphora sp. : optimisation des conditions de culture, pour une valorisation en santé, cosmétique et nutrition

Eco-physiological study of the marine benthic diatom Amphora sp. : optimization of culture conditions for health, cosmetic and food applications

• Auteur / Autrice : Mary Arnaldo
• Direction : Gaëtane Wielgosz-Collin, Aurélie Mossion, Vona Méléder-Tard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des organismes
• Date : Soutenance le 04/12/2023
• Etablissement(s) : Nantes Université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal, Animal, Aliment, Mer, Environnement (Angers ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Des Substances et Organismes de la Mer (Nantes)
• Jury : Président / Présidente : Olivier Gonçalves
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Freddy Guihéneuf
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Soudant, Jean-François Briand

Mots clés

Mots clés contrôlés

Algues marines

Biologie marine

Mots clés libres

Amphora sp.

Photobioréacteur à substrat poreux

Diatomées benthiques marines

Lipides

Amphora sp.

Porous substrate photobioreactor

Marine benthic diatoms

Lipids

Résumé

Les diatomées benthiques marines ont la capacité de produire une biomasse de qualité et des composés bioactifs pour diverses applications commerciales. Amphora sp. NCC169 est l'une de ces espèces qui produisent des lipides de grande valeur. Cependant, la production de masse d Amphora sp. NCC169 dans un photobioréacteur traditionnel à suspension est rendue difficile par sa sensibilité à l'agitation et aux turbulences. Des cultures d’ Amphora sp NCC169 ont été mise en place au sein d’un phtobioréac teur de substrat poreux (PSBR) à orientation verticale afin de produire de la biomasse et des lipides. Les résultats ont été comparés à ceux obtenus par une technique plus classique de culture en batch dans des fioles de type Fernbach. Il apparaît une productivité de croissance (P biomasse = 0.5 ± 0.03 g·m 2 ·j 1 ) et une production de lipide (P lipide = 0.10 ± 0.02 g· m 2 ·j 1 ) plus importante en PSBR. L'étude a également démontré l'impact positif d'une combinaison de longueurs d'onde de lumière rouge (620 780 nm) et bleue (440 490 nm) sur le taux de production de lipides d' Amphora sp. NCC169 en utilisant le PSBR (23,8 ± 2,3 %). Cette recherche met en exergue le succès des cultures en biofilm, et souligne l’importance de respecter la physiologie des Diatomées benthiques afin de générer de la biomasse et des lipides d’intérêt.

Marine benthic diatoms have the capacity to produce quality biomass and bioactive compounds for various commercial applications. Amphora sp. NCC169 is one of such species that have high-value lipid production. However, mass-production of Amphora sp. NCC169 in traditional suspension photobioreactor is challenged by its sensitivity to stirring and turbulence. Cultures of Amphora sp. NCC169 were set up in a vertically oriented porous substrate photobioreactor (PSBR) to produce biomass and lipids. Results were compared with those obtained using a more conventional batch culture technique in Fernbach-type flasks. Growth productivity (Pbiomass = 0.5 ± 0.03 g·m-2·day-1) and lipid production (Plipid = 0.1 ± 0.02 g·m-2·day-1) were higher in PSBR. The study also demonstrated the positive impact of a combination of red (620 - 780 nm) and blue (440 - 490 nm) light wavelengths on the lipid production rate of Amphora sp. NCC169 using PSBR (23.8 ± 2.3%). This research highlights the success of biofilm cultures and underlines the importance of respecting the physiology of benthic diatoms in order to generate biomass and lipids of interest.