Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
De par leurs différentes propriétés, les exopolysaccharides bactériens (EPS) peuvent prétendre à des applications dans de nombreux secteurs industriels. Mais cette recherche d'EPS est le résultat d'une longue démarche incluant les étapes suivantes : i) constitution d'une collection de micro-organismes, ii) criblage, iii) production en laboratoire, iv) caractérisations physico-chimiques et biologiques et v) transfert à l'échelle industrielle. Ces différentes étapes sont décrites dans cet article avec tous les problèmes inhérents à chacune d'entre elles. La cosmétique fait partie de ces secteurs d'activité en constante demande de nouveaux biopolymères. Quelques EPS marins ont d'ores et déjà trouvé des applications auprès de différents acteurs de la cosmétologie.
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Owing to their many interesting physical and chemical properties, bacterial exopolysaccharides (EPSs) have found applications in many industrial sectors. The search for novel exopolysaccharides involves several steps: (i) creation of a library, (ii) screening of EPS producers, (iii) production under laboratory conditions, (iv) physical and chemical and biological characterization, and (v) final scale-up to industrial level. Novel marine exopolysaccharides are of great interest in cosmetics and personal care products . Some marine EPS have already found applications in this industrial sector.
Auteur(s)
-
Anthony COURTOIS : Président, Polymaris Biotechnology, Morlaix, France
-
Jean GUEZENNEC : Consultant scientifique, AiMB (Advices in Marine Biotechnology), Plouzané, France
INTRODUCTION
Les polysaccharides peuvent être définis comme des macromolécules formées de l'enchaînement de motifs similaires, en l'occurrence de glucides appelés couramment « sucres » ou « oses ». Initialement dominé par les gommes d'origine végétale et algale, leur marché s'ouvre également aux polysaccharides bactériens. En milieu marin, cette production semble être majoritairement le fait de souches appartenant aux genres Alteromonas, Pseudoalteromonas, Pseudomonas, Shewanella et Vibrio. Chez les bactéries, ces polysaccharides sont présents :
-
au niveau de la paroi cellulaire ;
-
à l'extérieur de la cellule mais liés à celle-ci (polysaccharide capsulaire) ;
-
ou relargués dans le milieu de culture sous forme d'exopolysaccharides (EPS).
Ces EPS sont, dans la majorité des cas (à l'exception de cas connus comme les levanes et les dextranes), synthétisés à l'intérieur de la cellule bactérienne et excrétés dans le milieu sous forme de macromolécules. Même si l'on peut supposer que ce mode de synthèse se retrouve chez les bactéries marines, force est de constater qu'il n'existe que peu d'études sur le sujet.
Pour de multiples raisons, dont celles liées à leur mode d'obtention et d'extraction, les EPS constituent les biopolymères présentant un très grand intérêt d'un point de vue biotechnologique, et ce pour de nombreux secteurs industriels (santé, agro-alimentaire, cosmétique, environnement, récupération assistée des huiles, bioremédiation, etc.).
D'une manière générale, une stratégie de valorisation de ces EPS bactériens se construit selon une succession de différentes étapes : l'échantillonnage, la création d'une collection (« souchothèque ») et sa gestion, le criblage, la production en laboratoire et la détermination des caractéristiques et propriétés des biopolymères, leur développement (études d'optimisation, choix de stratégies...) et la production à l'échelle pré-industrielle et industrielle, cela avant une possible commercialisation. Cet article décrit ces différentes étapes et les problèmes pouvant y être associés avec, comme exemple d'applications pour ces biopolymères marins, le domaine de la cosmétique.
KEYWORDS
From sampling to biomolecule | bacterial exopolysaccharides
DOI (Digital Object Identifier)
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3. Caractérisation des exopolysaccharides
Différents éléments doivent ensuite permettre de déterminer l'intérêt de ces exopolysaccharides, à savoir une analyse chimique (composition globale, composition et ratios en monosaccharides, présence de protéines comme indicateur de pureté, présence de substituants organiques et inorganiques) et des caractéristiques physico-chimiques (par exemple thermostabilité) et rhéologique (par exemple viscosité...). La composition globale est déterminée par des techniques simples de spectro-colorimétrie, avec les précautions qu'il convient d'apporter à leur interprétation. Il en est de même pour les analyses par infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) qui peuvent néanmoins apporter quelques informations complémentaires concernant la présence de protéines, celle de groupements carboxyles (COOH) et esters de même que celle de sulfates. La nature et le ratio en monosaccharides peuvent être déterminés par différentes approches. Les plus utilisées sont la chromatographie en phase gazeuse couplée, le cas échéant, à la spectrométrie de masse et l'HPLC (chromatographie liquide). Une analyse par RMN du proton ou du carbone 13 peut apporter quelques éléments supplémentaires, comme la nature des liaisons (α ou β) entre les sucres ainsi que la présence et la nature de substituants organiques (acétate, lactate, pyruvate, hydroxybutyrate, etc.) ...
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Caractérisation des exopolysaccharides
BIBLIOGRAPHIE
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Polymaris Biotechnology, Morlaix, France http://www.polymaris.com
CODIF Recherche et Nature, St Malo, France http://www. codif-recherche-et-nature.com
Lucas Meyer, Québec, Canada http://www.lucasmeyer.com
Lipotec http://www.lipotec.com
Pacific Biotech SAS, Tahiti, Polynésie française http://www.pacific-biotech.pf
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