Ecole Doctorale
SCIENCES CHIMIQUES - Marseille
Spécialité
Sciences Chimiques
Etablissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
bioprocédé,fermenteur,Trichoderma spp.,6-pentyl-alpha-pyrone,fermentation liquide-liquide,arôme naturel,
Keywords
Trichoderma spp.,bioprocess,fermentor,liquid-liquid fermentation,6-pentyl-alpha-pyrone,natural aroma,
Titre de thèse
Développement d'un procédé industriel de production de molécules à caractère aromatique par voie biocatalytique
Developement of an industrial process for the production of aroma compounds by biocatalysis
Date
Lundi 29 Mars 2021
Adresse
52 Avenue Escadrille Normandie Niemen, 13013 Marseille Salle ED250
Jury
Directeur de these |
Mme Véronique ALPHAND |
Aix Marseille Université, iSm2 Service 332 |
Rapporteur |
M. Yves WACHé |
UMR Procédés Alimentaires et Microbiologiques |
Rapporteur |
M. Didier BUISSON |
CPNF Chimie des Produits Naturels Fongiques |
Examinateur |
Mme Michelle SERGENT |
Aix Marseille Université |
Examinateur |
M. Jamal OUAZZANI |
Institute for the chemistry of natural substances (ICSN) |
Examinateur |
Mme Magalie CLAEYS-BRUNO |
Aix Marseille Université |
Examinateur |
M. Guillaume LEPAGE |
Naturamole SAS |
Résumé de la thèse
La 6-pentyl-alpha-pyrone (6PAP) est un métabolite fongique spécialisé, isolé pour la première fois dans les années 1970 à partir de cultures du champignon Trichoderma viride. Outre ses nombreuses propriétés biologiques (agent antifongique, hormone de croissance et inducteur de mécanismes de défense pour les plantes, etc.), ce composé possède des propriétés organoleptiques proches de celles de la massoia lactone et de la delta-décalactone, dont il est par ailleurs un précurseur potentiel. Son agréable odeur de noix de coco nuancée de noisette et de fève tonka en fait un arôme dintérêt, utilisé aujourdhui comme additif dans certaines boissons et aliments. A ce jour, la 6PAP nest cependant synthétisée à léchelle industrielle que par voie chimique. Sa production par voie biotechnologique et biosourcée est inexistante en dépit dimportants efforts de recherche encouragés par une demande croissante des consommateurs pour les molécules dorigine naturelle. Dans ce travail de recherche, nous avons donc développé un procédé de fermentation à partir de matières premières végétales peu coûteuses, en conditions douces, avec une souche fongique du genre Trichoderma nayant subi aucune modification génétique. En nous appuyant dans un premier temps sur des études par plans dexpériences, nous avons finalement obtenu des concentrations de 6PAP allant jusqu'à 1 g/L, aussi bien en fioles quen fermenteur, par un procédé de fermentation biphasique liquide-liquide.
Thesis resume
6-pentyl-alpha-pyrone (6PAP) is a specialized fungal metabolite first isolated in the 1970s from cultures of the fungus Trichoderma viride. In addition to its numerous biological properties (antifungal agent, phytohormone-like effect, inducer of plant defense mechanisms, etc.), it has organoleptic properties similar to those of massoia lactone and delta-decalactone, of which it is also a potential precursor. Its pleasant smell and taste of coconut, with a hint of nutty and tonka bean, makes it an aroma of interest on its own, already used as an additive in some food products and beverages. To date, 6PAP has been produced on industrial scale only by chemical synthesis. Its biotechnological production from bio-based materials is non-existent despite extensive research efforts encouraged by a growing consumer demand for molecules of natural origin. In this work, we have therefore developed a fermentation process from inexpensive agricultural raw materials, under mild conditions, with a fungal strain of Trichoderma that has not undergone any genetic modification. Based initially on design of experiments (DOE) studies, we finally obtained up to 1 g/L of 6PAP, both in flask and in bioreactors, by a biphasic liquid-liquid fermentation process.