ALS - Magazine 1 - Décembre 2009

12 / ALS Mag Article > Procédés biologiques Diviser par deux la consommation d’eau des fabricants de bière La malterie est une industrie qui utilise de très grandes quantités d’eau pour la transformation de l’orge en malt. Les procédés industriels appellent des améliorations incessantes pour améliorer soit les rendements, soit les productivités. Mais on peut aussi envisager une réduction des coûts en réduisant tout simplement l’apport en matières premières. Le projet a donc consisté à travailler avec l’ensemble des malteurs français pour réduire significativement la quantité d’eau utilisée dans leurs procédés. Car si la malterie utilise énormément d’eau, cette eau à l’issue du process est polluée par toute une série de molécules qui empêchent une réutilisation de l’eau en direct. On s’est rendu compte que ces molécules ont un effet inhibiteur sur la germination de l’orge. Dans la malterie, on fait germer l’orge et on stoppe la germination à un stade bien déterminé. Or, en recyclant l’eau en permanence, sans prendre de précautions, on assistait à une inhibition de la germination, il ne se passait plus rien. Le travail des chercheurs du laboratoire a donc consisté à identifier les molécules inhibitrices, en l’occurrence des polyphénols de haut poids moléculaire, et à trouver un moyen de les dégrader par voie biologique. Au final, le laboratoire a mis au point une technologie qui permet de réduire jusqu’à 50 % la quantité d’eau utilisée dans les procédés en favorisant le recyclage de cette eau. Le procédé consiste à coupler un fermenteur, dans lequel des micro-organismes dégradent ces molécules inhibitrices, à une microfiltration pour retenir les bactéries à l’intérieur du fermenteur. L’eau issue du process peut alors être recyclée. Le procédé fonctionne en laboratoire, il a été validé à l’échelle pilote et testé à l’échelle industrielle. Un enjeu qui concerne des millions de mètres cubes. Améliorer les conditions de production du glutamate, un fameux exhausteur de goût… Le Laboratoire des Sciences du Génie Chimique dispose d’une expertise avérée dans le domaine de la production d’acide glutamique, un exhausteur de goût, qui est une molécule particulièrement répandue dans l’industrie agroalimentaire. C’est le fameux goût de la sauce de soja... Cet acide glutamique est produit par une bactérie, Corynebacterium glutamicum, sur laquelle travaille le laboratoire depuis une vingtaine d’années. Cette bactérie produit des quantités d’acide glutamique importantes, à des niveaux de 100 à 130 g par litre, ce qui est déjà beaucoup. Ainsi, pour aller plus loin et améliorer encore ce rendement, il fallait pénétrer à l’intérieur de la cellule et comprendre comment celle-ci fonctionne. Les chercheurs ont fait appel à des outils de biologie moléculaire pour comprendre très finement comment l’acide glutamique s’échappe, passe les différentes barrières pour se retrouver à l’extérieur de la cellule. L’excrétion des produits au travers de la paroi des cellules est un problème récurrent qui limite les performances de nombreux procédés biotechnologiques, dont des procédés producteurs d’acides aminés. Une meilleure caractérisation de la paroi (protéomique et lipidique) constitue donc une stratégie de premier ordre pour comprendre les phénomènes physiologiques impliqués dans l’excrétion du glutamate et permettre d’améliorer les performances de la fermentation productrice de glutamate. L’analyse de la composition en acides corynomycoliques des parois a permis de mettre en évidence d’importantes différences de production de glutamate suivant les conditions expérimentales, ce qui ouvre la voie à des améliorations de performances pour la production de cet exhausteur de goût. Les fabricants de malt pourraient bientôt réduire leur consommation d’eau, jusqu’à la diviser par deux, les industries pharmaceutiques remplacer les protéines animales par des protéines d’origine végétale pour mettre au point les molécules thérapeutiques de demain, la cosmétique disposer de molécules plus actives. Environnement, santé, alimentation : à Nancy, le génie des procédés développe des connaissances riches en applications. Les produits alimentaires