Production du 2-phényléthanol par Yarrowia lipolytica à partir de ressources renouvelables : fermentation et séparation

Description :

Le 2-phenylethanol (2-PE) est une molécule d’arome présente dans les essences dépose. Elle est largement utilisée dans la cosmétique et les produits alimentaires, et peut aussi être utilisée comme précurseur d'autres molécules (e.g., phenylethylacetate). Pour une meilleure rentabilité économique, sa production actuelle est principalement basée sur des méthodes de synthèse chimique. Cependant, en raison de l'impact environnemental négatif substantiel, ces méthodes sont de plus en plus remplacées par des procédés de production biotechnologiques. En outre, les réglementations européennes et américaines ont limite le 2-PE de qualité alimentaire aux sources naturelles qui incluent les sources botaniques et microbiologiques, y compris les produits de fermentation (Parlement européen et Conseil 2008). La source naturelle d'huiles essentielles de fleurs et de plantes présente l'inconvénient de produire une faible concentration de 2-PE et, de plus, sa purification est difficile. Par voie microbienne, le 2-PE peut être synthétise à partir de la phénylalanine, précurseur couteux s’il doit être ajoute au milieu de culture. Produire du 2-PE sur un sous-produit agro-industriel s’avère plus avantageux d’un point de vue économique et environnemental. De ce fait, le travail propose à travers cette thèse a pour objectif de produire du 2-PE par fermentation avec la levure Yarrowia lipolytica sur du jus de drêches de brasserie, et de l’extraire après fermentation ou en cours de production, puis de le purifier. Un enrichissement du jus en substrat carbone (glucose) sera réalisé par un prétraitement valorisant la fraction solide des drêches après leur pressage. En effet, cette fraction sera d’abord expansée par IVDV (Intensification de la Vaporisation par Détente vers le Vide) puis son contenu en cellulose (≈20% MS) sera hydrolysé et utilise comme substrat carbone pour la production du 2-PE. Le suivi des cinétiques microbiennes sera effectué par la transformation des souches productrices de cellulase et de 2-PE (fournies par le TWB et l’UMR MICALIS) pour les rendre fluorescentes. Une simulation déterminant les solvants adaptés a l’extraction du 2-PE ainsi qu’une étude de biocompatibilité (par cryométrie en flux) de ces solvants sur les souches productrices seront réalisées. L’extraction par solvant sera ensuite réalisée en contacteur membranaire et la faisabilité d’un couplage avec l’étape de production microbienne sera évaluée. Enfin, l’étape de purification par distillation sera étudiée.