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EnglishRÉSUMÉ
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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Lire l’articleAuteur(s)
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Anthony COURTOIS : Président, Polymaris Biotechnology, Morlaix, France
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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 :
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au niveau de la paroi cellulaire ;
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à l'extérieur de la cellule mais liés à celle-ci (polysaccharide capsulaire) ;
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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.
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6. Glossaire – Définitions
Biofilm ; Biofilm
Communauté complexe, souvent symbiotique, de micro-organismes adhérant entre eux et à une surface, caractérisée par la sécrétion d"une matrice exopolymérique adhésive et protectrice.
Biopolymère ; Biopolymer
Peut être simplement défini comme un polymère synthétisé par un organisme vivant.
Biotechnologie ; Biotechnology
Application de la science et de la technologie aux organismes vivants à d'autres matériaux vivants ou non vivants, pour la production de savoirs, biens et services.
Cryoprotecteur ; Cryoprotector
Substance qui protège les cellules vivantes contre les très basses températures.
Écosystème ; Ecosystem
Ensemble formé par une communauté d'organismes vivants et son environnement, le biotope.
Enzyme ; Enzyme
Protéine qui permet de diminuer l'énergie nécessaire à une réaction et d'accélérer les réactions biochimiques.
Exopolymère ; Exopolymer
Polymère (par exemple exopolysaccharide) présent à l'extérieur de la cellule.
Exopolysaccharide (EPS) ; Exopolysaccharide
Polymère de sucres secrété à l'extérieur de la cellule bactérienne.
Hydrophobe/hydrophile ; Hydrophilic/Hydrophobic
Un composé est dit « hydrophobe » quand il repousse l'eau ou est repoussé par l'eau. L'hydrophobicité définit alors la propriété de ce composé. À l'inverse, un composé hydrophile a une forte affinité pour l'eau.
Métabolite ; Metabolite
Composé obtenu par la transformation biochimique d'une molécule.
Monomère ; Monomer
Unité de répétition (unité monomérique).
Oligosaccharide ; Oligosaccharide
Polysaccharide constitué d'un nombre limité d'unités monomériques.
Polyhydroxyalcanoate (PHA) ; Polyhydroxyalkanoate
Polymère appartenant aux polyesters.
Polymère ; Polymer
Macromolécule constituée de la répétition (qui définit son degré de polymérisation) d'un monomère (ou unité monomérique).
Polysaccharide ; Polysaccharide
Polymère de...
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Glossaire – Définitions
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GUEZENNEC (J.), ORTEGA-MORALES (O.), RAGUENES (G.), GEESEY (G.) - Bacterial colonization of artificial substrate in the vicinity of deep-sea hydrothermal vents. - FEMS Microbiology Ecology, 26, p. 89-99 (1998).
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(2) - ÖNER (E.T.) - Microbial production of extracellular polysaccharides from Biomass. - FANG (Z.) (ed.), Pretreatment Techniques for Biofuels and Biorefineries. Green Energy and Technology, 35, DOI 10.1007/978-3-642-32735-3-2, © Springer-Verlag Berlin Heidelberg (2013).
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(3) - SENTHILKUMAR (V.), GUNASEKARAN (P.) - Influence of fermentation conditions on levan production by Zymomonas mobilis CT2. - Indian J. Biotechnol., 4, p. 491-496 (2005).
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(4) - AROCKIASAMY (S.), BANIK (R.M.) - Optimization of gellan gum production by Sphingomonas paucimobilis ATCC 31461 with non-ionic surfactants using central composite design. - J. Biosci. Bioeng., 105, p. 204-210 (2008).
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(5) - CHRISTENSEN (B.E.), KJOSBAKKEN (J.), SMITHROD (O.) - Partial and chemical characterization of two extracellular polysaccharides produced by a marine, periphytic Pseudomonas strain NCMB 2021. - ...
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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