Polyhydroxyalkanoate (PHA)
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PROJET D’INTÉGRATION en génie biotechnologique 2004-2005 Le polyhydroxyalkanoate (PHA) Polyhydroxyalkanoate (PHA) 1) Biopolymères 2) Bactérie 3) Fermentation 4) Estimation du kLa 5) Extraction 6) Caractérisation Conclusion Polyhydroxyalkanoate (PHA) Biopolymère Chaînes de monomère synthétisés par un processus enzymatique dans le cytoplasme d’une grande variété de cellules PHA, PHB, PHG, PHV et amalgames 4 modes de synthèse Polyhydroxyalkanoate (PHA) Bactérie Alcaligenes Eutrophus (Ralstonia Eutropha) Gram-négative Enzyme-clé Pré-culture Polyhydroxyalkanoate (PHA) Fermentation Métabolisme en absence O2 Bactérienne intracellulaire Implique le contrôle de plusieurs paramètres Température pH Agitation Concentration O2 Substrat Limitation en N2 Métabolisme de synthèse Détermination du kLa Détermination du kLa Phase 1 Détermination du kLa Phase 2 Détermination du kLa Phase 1 : Oxygen uptake rate OUR = qO2 . X Pente de la droite1 OUR= - dCL/dt Phase 2 : Pente de la droite2 dCL/dt Valeur du kLa Phase 1 Phase 2 Considérations à propos du kLa Des complications peuvent apparaître avec cette méthode d’estimation La valeur du kLa peu évoluer fortement au cours d’une fermentation Le kLa dépend directement des caractéristiques du réacteur Estimation de la biomasse grâce au OUR • La phase1 permet d’obtenir la valeur de OUR. Cette mesure si elle est effectuée au début de la fermentation permet d’obtenir qO2 : X étant ici la concentration initiale en bactéries (quantité indiquée par le vendeur divisée par le volume du bioréacteur : 2L) Polyhydroxyalkanoate (PHA) Extraction Lyophilisation par freeze-dry La lyophilisation par freeze-dry consiste à congeler la biomasse humide et sublimer l’eau congelée sous vide VIDE Glace Cellules VIDE VIDE VIDE VIDE VIDE VIDE VIDE VIDE VIDE VIDE VIDE VIDE VIDE VIDE Polyhydroxyalkanoate (PHA) Extraction Lyse cellulaire par un mélange de bétaïne et de EDTA L’EDTA affaiblit la membrane gram négative pour permettre le passage de la bétaïne qui s’attaquera à la membrane cellulaire. Bétaïne Lipide Membrane cellulaire Vue d’ensemble Cellule PHB PHB PHB PHB PHB Polyhydroxyalkanoate (PHA) Extraction Nettoyage du PHB par acétone. L’acétone dissout les résidus d’eau et de bactéries. Réacteur Eau distillée Réacteur Eau distillée Biomasse E DT A e n ï a t Bé Réacteur Eau distillée Biomasse NaOH Réacteur Eau distillée + EDTA + Bétaïne Biomasse Agitation à 1200 rpm Réacteur PHB et résidus Caractérisation Structure chimique: Spectre RMN; Spectre infrarouge. Masse moléculaire: GPC; Viscosité. Pureté: Point de fusion; État de verre. Conclusion
