Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
Auteur(s)
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Anne LOMASCOLO : Ingénieur de l’École nationale supérieure d’agronomie de Montpellier - Maître de conférences à l’université de Provence de Marseille
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Laurence LESAGE-MEESSEN : Chargée de recherche, responsable de l’équipe ingénierie fongique
-
Marcel ASTHER : Directeur de recherche - - Chercheurs à l’unité INRA de biotechnologie des champignons filamenteux de l’IFR 86 de biotechnologie agro-industrielle de Marseille
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Lire l’articleINTRODUCTION
Depuis longtemps, de nombreux micro-organismes, bactéries, levures ou champignons filamenteux, sont connus pour produire des odeurs particulières, agréables ou désagréables, lorsqu’ils sont mis en culture.
L’existence de qualificatifs d’espèces tels que « suaveolens », « fragrans » ou « putrefaciens » illustre bien ces propriétés odoriférantes. De ces observations est donc née l’idée de produire des arômes par voie biotechnologique qui représente une alternative prometteuse à la synthèse chimique et à l’extraction à partir de matières premières végétales, permettant ainsi d’obtenir des molécules bénéficiant du label « naturel ».
Le principe d’obtention d’un arôme par voie microbienne est le suivant : après avoir été cultivés sur un milieu nutritif sucré, les micro-organismes sont capables de synthétiser l’arôme « de novo » ou par biotransformation d’un substrat (contenant des précurseurs de l’arôme) ajouté dans le milieu de culture. Ensuite, les molécules odorantes sont récupérées par distillation ou extraction à l’aide d’un solvant.
Parmi les micro-organismes, les champignons filamenteux, et notamment les champignons de la pourriture blanche du bois (les seuls organismes à pouvoir dégrader complètement la lignine), sont capables de synthétiser un large spectre d’arômes très proches de ceux présents chez les plantes et très variés : arômes aliphatiques (alcools, aldéhydes, cétones), à noyau benzénique (tels que la vanilline ou le benzaldéhyde) ou terpénoïdes (tels que le linalol ou le citronellol).
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Atouts de la voie biotechnologique
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4. Conclusion
Le développement de processus biotechnologiques utilisant des micro-organismes ou leurs enzymes pour la production d’arômes naturels présente un véritable challenge pour l’industrie. L’élucidation des voies et des mécanismes de biosynthèse impliqués dans la production microbienne de ces arômes (cf. ) peut permettre d’orienter le métabolisme vers la synthèse de la molécule recherchée, comme dans le cas de la production de vanilline par des champignons filamenteux. Cela pourrait aussi permettre de surexprimer par génie génétique les voies de synthèse concernées. Cependant, les organismes génétiquement modifiés sont, actuellement, très difficiles à introduire sur le marché à cause de l’appréhension des consommateurs et, de plus, ils sont désormais strictement réglementés dans le domaine alimentaire. Pour accroître leur importance dans les industries des arômes naturels, les procédés biotechnologiques impliquant des champignons filamenteux doivent être optimisés de façon à être compétitifs vis-à-vis des procédés traditionnels et ils doivent conduire à la production d’arômes naturels au moins cinq fois moins chers que les extraits végétaux. Le choix de conditions et de milieux de culture adéquats, le criblage de nouvelles souches encore plus performantes ou présentant de nouvelles voies de biotransformation originales, l’utilisation de coproduits agricoles abondants et bon marché ainsi que la mise au point de bioréacteurs et de techniques de récupération adaptés peut ouvrir la voie à des procédés à haut rendement.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - Arômes, une industrie en pleine restructuration - . Arômes Ingrédients Additifs 17 p. 46-48 (1998).
-
(2) - ASTHER (M.), LOMASCOLO (A.), ASTHER (M.L.), MOUKHA (S.), LESAGE-MEESSEN (L.) - Metabolic pathways of biotransformation and biosynthesis of aromatic compounds for the flavour industry by the basidiomycete Pycnoporus cinnabarinus - . Micologia Neotropical Aplicada 11 p. 69-76 (1998).
-
(3) - KEMPLER (G.M.) - Production of flavor compounds by microorganisms - . Advances in Applied Microbiology 29 p. 29-51 (1983).
-
(4) - WELSH (F.W.), MURRAY (W.D.), WILLIAMS (R.E.) - Microbiological and enzymatic production of flavor and fragrance chemicals - . Critical Reviews in Biotechnology 9 p. 105-169 (1989).
-
(5) - JANSSENS (L.), DE POOTER (H.L.), SCHAMP (N.M.), VANDAMME (E.J.) - Production of flavours by microorganisms - . Process biochemistry 27 p. 195-215 (1992).
-
(6)...
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ABRAHAM (B.G.), BERGER (R.G.) - Higher fungi for generating aroma components through novel biotechnologies - . Journal of Agricultural and Food Chemistry 42 p. 2344-2348 (1994).
-
(2) - ASTHER (M.), LESAGE-MEESSEN (L.), STENTELAIRE (C.), THIBAULT (J.-F.) - Des champignons à la vanille - . Biofutur 178 p. 32-34 (1998).
-
(3) - BARRACLOUGH (A.), CHEETHAM (P.S.J.), WESCOTT (R.J.) - Production of vanillin - . International Patent WO 94/13 614 (1994).
-
(4) - BENGTSON (G.), BÖDDEKER (K.W.) - Extraction of bioproducts with homogeneous membranes - . Bioflavour 95 p. 14-17 (févr. 1995).
-
(5) - BRUNERIE (P.) - Procédé d’obtention d’arôme natural de vanilline par traitement enzymatique des gousses de vanille vertes - . French patent 9110873A1 (1991).
-
(6) - CHEETHAM (P.S.J.) - The use of biotransformations...
ANNEXES
1 Compléments d’informations sur la production de vanilline
Deux brevets concernant la production de vanilline non pas par des champignons filamenteux mais par des bactéries mentionnent des taux supérieurs à 10 g · L−1. Dans les deux cas, le substrat de la bioconversion est l’acide férulique de synthèse chimique : − brevet de la société Givaudan-Roure : MUHEIM (A.), MÜLLER (B.), MÜNCH (T.) et WETLI (M.). Process for the production of vanillin. European Patent EP 0885968/A1. La souche Streptomyces setonii ATCC 39116 peut produire jusqu’à 13,9 g · L−1 de vanilline à partir d’environ 20 g · L−1 d’acide férulique en 42 h, en fermenteur de 10 litres (1998) ;
− brevet de la société Haarman & Reimer : RABENHORST (J.) et HOPP (R.). Procédé de fabrication de vanilline et micro-organismes appropriés à ce procédé. European Patent EP 0761817A2. La souche Pseudonocardia amyco-latopsis DSM 9992 peut produire jusqu’à 11,5 g · L−1 de vanilline à partir d’environ 20 g · L−1 d’acide férulique en 72 h, en fermenteur de 5 litres. Dans ce procédé, la nature des souches utilisées (sauvages ou génétiquement modifiées) n’est pas toujours parfaitement claire (1997).
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