Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
La fermentation en milieu solide (FMS) se doit d'être différenciée de la fermentation solide qui se produit en milieu naturel. LA FMS englobe un ensemble de procédés mis au point en laboratoire et permettant l'élaboration de produits variés, comme le pain ou encore le fromage. Ce procédé connaît un regain d'intérêt en Occident grâce aux progrès faits dans les équipements pilotes et industriels, et face à la situation économique et écologique mondiale qui pousse à explorer de nouvelles voies de production. Les régulations et équipements nécessaires à la fermentation en milieu solide sont étudiés, tout comme les productions issues de cette technique, qu'elles soient alimentaires ou non.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
Solid state fermentation (SSF) must be differentiated from the solid fermentation that occurs in nature. SSF encompasses a series of laboratory developed processes allowing the development of various products, such as bread or cheese. This process has a renewed interest in the West due to the advances made ??in pilot and industrial equipment, and in the face of the economic and ecological global drive to explore new methods of production. The regulations and equipment necessary for solid state fermentation are studied, as well as the products derived from this technology, whether foodstuffs or not.
Auteur(s)
-
Francis DUCHIRON : Professeur URCA (retraité) UMR FARE 614, INRA/URCA, Reims
-
Estelle LEGIN-COPINET : Maître de conférences URCA UMR FARE, 614 INRA/URCA, Reims
INTRODUCTION
La fermentation en milieu solide... Quel titre étrange pour tous ceux qui n’en sont pas familiers ! En Occident, le terme de « fermentation » est attaché à l’élaboration de produits alimentaires liquides comme la bière ou le vin et l’on oublie (alors bien vite) des produits comme le pain et le fromage qui sont, eux, issus d’une fermentation en milieu solide. En Extrême-Orient, les fermentations solides (comme la production de saké ou de tofu) sont très anciennes et permettent, depuis des siècles, la production d’un certain nombre de produits de base de l’alimentation de ces pays. Le saké dispose en sus d’un rôle culturel important, c’est la boisson des Dieux dans la religion shintoïste (majoritaire au Japon), et il est impensable pour eux d’en modifier le procédé de production ; comme il serait impensable dans les sociétés chrétiennes de modifier le procédé de fabrication du vin, le sang du Christ !
Dans les milieux naturels, les fermentations solides se produisent partout, dans les sols cultivés ou non, dans le compost ou l’ensilage. Mais le terme de « fermentation » n’est pas associé naturellement à ce qui se passe dans ces milieux que l’on pourrait qualifier « d’ouverts ». On réserve ce terme à des procédés plus élaborés mis au point en laboratoire et mis en œuvre dans des bioréacteurs en « milieu fermé ou régulé ». Les fermentations sont associées aux biotechnologies et sont essentiellement, dans nos industries, des procédés en milieu liquide.
Avec l’accroissement de la population mondiale et l’augmentation des besoins énergétiques, l’alimentation et les terres cultivables font l’objet d’un enjeu économique mais surtout vital pour l’humanité ! Dans les pays émergents, le développement de fermentations en milieu solide à partir d’aliment permettrait en partie de pallier les pertes énormes de produits frais, difficiles à conserver avec la chaleur. En effet, les produits fermentés ont l’avantage d’augmenter la durée de conservation d’un produit par rapport à la matière première et présentent également une amélioration des qualités nutritionnelles du produit. De plus, ces procédés nécessitent peu d’énergie et un matériel de production simple, comme celui développé par l’IRD de Marseille . Dans les pays industrialisés, les produits fermentés (issus de ces fermentations) prennent une place importante auprès des consommateurs qui redécouvrent les bienfaits de ces produits sur la santé.
Mais les procédés en phase solide connaissent aussi un regain d’intérêt en Occident, avec la valorisation des coproduits agricoles pour la production d’enzymes, de nourriture animale et depuis peu est envisagée pour la production de produits organiques, et d’une manière plus générale sont impliquées dans les procédés de valorisation de la biomasse végétale. Ces nouveaux développements encouragent l’investissement vers ce type de procédé, mieux adapté aux substrats complexes.
L’objet de cet article est de traiter des procédés de fermentation en milieu solide. Après avoir défini les différents types de fermentations, après avoir comparé les avantages et les inconvénients d’une fermentation en milieu solide (FMS) par rapport à une fermentation en milieu liquide (FML), et après avoir expliqué pourquoi les champignons filamenteux sont les organismes les mieux adaptés aux FMS, il sera passé en revue les différents paramètres de régulations de ces fermentations et comment peut-on suivre le développement microbien lors du procédé ? Quels équipements sont utilisés du laboratoire à l’échelle industrielle ? Et nous terminerons cet article par une présentation de quelques secteurs d’activités où sont appliquées les FMS.
VERSIONS
- Version archivée 1 de mai 2011 par Francis DUCHIRON, Estelle COPINET
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Procédés chimie - bio - agro > Agroalimentaire > Procédés biochimiques et chimiques en agroalimentaire > Fermentation en milieu solide (FMS) > Développement d’une fermentation en milieu solide
Accueil > Ressources documentaires > Biomédical - Pharma > Médicaments et produits pharmaceutiques > Production des médicaments : procédés chimiques et biotechnologiques > Fermentation en milieu solide (FMS) > Développement d’une fermentation en milieu solide
Cet article fait partie de l’offre
Bioprocédés et bioproductions
(161 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
4. Développement d’une fermentation en milieu solide
Le développement d’un bioprocédé de fermentation en milieu solide nécessite la prise en compte d’un certain nombre d’éléments importants. Cela implique d’abord le choix du micro-organisme, compatible avec la sélection du substrat, puis l’optimisation des paramètres physico-chimiques et biochimiques du procédé, enfin l’isolation et la purification du produit.
La matrice solide, employée pour la fermentation, ne doit pas contenir de composés inhibant la croissance et les activités microbiennes. Poreuse, elle doit être capable d’adsorber ou de contenir les produits nutritifs nécessaires aux micro-organismes (sources de carbone et d’azote et sels minéraux). La matrice solide peut être composée :
-
soit de matériaux organiques naturels, polymères amylacés, pectinés ou lignocellulosiques servant à la fois de support solide et de substrat pour la culture microbienne. Ces matériaux sont issus de coproduits agricoles ou de l’agro-industrie (par exemple, les sons, les pailles, les pulpes, les drèches) ;
-
soit de matériaux minéraux (tels que les granulés d’argile, la perlite, la pouzzolane...) ;
-
soit de matériaux synthétiques de type mousse de polyuréthane.
Dans les deux derniers cas, les matériaux servent uniquement de supports de culture et doivent être imbibés de solutions nutritives pour assurer la croissance des micro-organismes.
Ces matériaux sont souvent utilisés pour la mise en place de modèles pour la compréhension des mécanismes de régulation de ces fermentations .
En ce qui concerne les matériaux organiques issus de coproduits de l’agriculture et des agro-industries, leurs substrats sont souvent des composés complexes et hétérogènes, il n’est pas toujours facile d’en extraire une molécule ou une protéine d’intérêt. Mais l’avantage est que le produit recherché est concentré dans le milieu et demande en général moins d’étapes de purification et peut être employé dans un autre développement industriel partiellement purifié. C’est le cas, par exemple, des cocktails d’enzymes qui sont...
TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :
Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.
Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.
de Techniques de l’Ingénieur ! Acheter le module
Cet article fait partie de l’offre
Bioprocédés et bioproductions
(161 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Développement d’une fermentation en milieu solide
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ROUSSOS (S.), LABROUSSE (Y.J.C.), LAKHTAR (H.), TRANIER (M.S.) - Device for fermentation in solid medium and associated method of use. - World Patent WO18/206118 (2018).
-
(2) - DURAND (A.) - La fermentation en milieu solide. - Biofutur, vol. 181, p. 41-43 (1998).
-
(3) - TAKAMINE (J.) - Process of making diastatic enzyme. - US patent 525823 (1894).
-
(4) - CHÉREAU (D.) - Étude des potentialités microbiologiques de la fermentation en milieu solide des pulpes de betteraves par Trichoderma album. - Thèse de doctorat sous la direction de J.M. BELIN (1986).
-
(5) - PANDEY (A.) - Solid-state fermentation. - Biochemical Engineering Journal, 13, p. 81-84 (2003).
-
(6) - GUPTE (A.), MADAMWAR (D.) - Production...
ANNEXES
Programme OSIRIS : http://www.soufflet.com/fr/activites/biotechnologie.html
HAUT DE PAGE
ROUSSOS (S.), LABROUSSE (Y.J.C.), LAKHTAR (H.) et TRANIER (M.S.). – Device for fermentation in solid medium and associated method of use. World Patent n° WO 18/206118 (2018).
DURAND (A.), RENAUD (R.), MARATRAY (J.), ALMANZA (S.) et PELLETIER (A.). – Bioréacteur Plafractor de Biocon. World Patent n° WO 00/29544 (2000).
TAKAMINE (J.). – Procédé de fabrication d’enzymes diastasiques. US Pat. 525820 et 525823 (1894).
HAUT DE PAGE3.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Fujiwara (Japon) : http://www.fujiwara-jp.com/
Biocon (Inde) : http://www.biocon.com
Lyven (France) : http://www.lyven.com
Soufflet (France) : ...
Cet article fait partie de l’offre
Bioprocédés et bioproductions
(161 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
Cet article fait partie de l’offre
Bioprocédés et bioproductions
(161 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive