Production de lutéine et amélioration de l'extraction à partir d'une culture hétérotrophe de scenedesmus almeriensis

Lutein production and extraction improvements from a heterotrophic culture of scenedesmus almeriensis

• Auteur / Autrice : Cristobal Camarena
• Direction : Victor Pozzobon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance le 28/08/2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences mécaniques et énergétiques, matériaux et géosciences (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de génie des procédés et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : CentraleSupélec (2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Sciences de l’ingénierie et des systèmes (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Gabriel Francisco Acien Fernandez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sandrine Alfenore, Florian Delrue, Rafik Balti
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sandrine Alfenore, Florian Delrue
• DOI : 10.70675/2fa6f2a9z3e6cz496eza4b0z240cc01b75e8

Mots clés

Mots clés contrôlés

Biotechnologie

Progestérone

Mots clés libres

Microalgues

Culture heterotrophe

Pigments

Luteine

Biotechnologie

Scenedesmus almeriensis

Microalgae

Heterotrophic culture

Pigments

Lutein

Biotechnology

Scenedesmus almeriensis

Résumé

Les microalgues sont considérées comme une solution biotechnologique aux problèmesmajeurs de ce siècle, offrant des réponses et des alternatives dans des domainestels que la malnutrition, les pénuries alimentaires, le changement climatique etla pollution. En tant qu'organismes photosynthétiques, les microalgues synthétisent denombreux composés afin d'exploiter la lumière du soleil pour leurs fonctions métaboliques, notamment la lutéine, un caroténoïde jaune essentiel pour l'alimentation humaine.Bien que la lutéine soit un composé associé à l'activité photosynthétique des microalgues,certaines espèces conservent la capacité de synthétiser cet important pigmentmême dans des conditions de culture hétérotrophe, ce qui permet d'augmenter la productivité de la biomasse et de la lutéine. Scenedesmus almeriensis a été rapportée comme une bonne productrice de lutéine dans des conditions phototrophiques, mais son faible taux de croissance par rapport à d'autres espèces de microalgues a entravé son potentiel.Cette thèse présente les résultats de la productivité en lutéine obtenue à partir d'uneculture hétérotrophe de Scenedesmus almeriensis, à la fois à l'échelle du laboratoire et àl'échelle pré-pilote. En plus d'atteindre des valeurs élevées de productivité en lutéine, sataille cellulaire plus grande et sa fragilité simplifient la récolte de la biomasse et l'extraction des pigments. Une méthode simplifiée d'extraction de la lutéine adaptée à cette espèce est également présentée. Ce procédé utilise l'éthanol comme solvant d'extraction et nécessite moins de temps et d'énergie, ce qui représente des avantages pour l'environnement et l'acceptation dans l'industrie.

Microalgae are positioned as a biotechnological solution to major problems ofthis century, offering answers and alternatives in areas like malnutrition, foodshortages, climate change, and pollution. As photosynthetic organisms, microalgaesynthesize numerous compounds to harness sunlight for their metabolic functions,including lutein, a yellow carotenoid crucial for the human diet.Although lutein is a compound associated with the photosynthetic activity of microalgae,some species maintain the capacity to synthesize this important pigment even underheterotrophic conditions, allowing increased productivity of both biomass and lutein incultures supplemented with an organic carbon source. Scenedesmus almeriensis has been reported as a good lutein producer under phototrophic conditions, but its low growth rate compared to other microalgae species has hindered its potential.This thesis presents results of the lutein productivity obteained from a heterotrophicculture of Scenedesmus almeriensis, both at laboratory and pre-pilot scale. In addition toachieving high lutein productivity values, its larger cell size and fragility simplify biomassharvesting and pigment extraction. A simplified method for lutein extraction adaptedto this species is also presented. This process uses ethanol as an extraction solvent andrequires less time and energy, which represents environmental and product acceptanceadvantages.