S6 - Juin 2008

FACULTE DES SCIENCES
Microbiologie Environnementale et Industrielle
Licence de Biologie - S6 - Juin 2008
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I. DECRIRE BRIEVEMENT LES PRINCIPALES ETAPES DE LA PRODUCTION DU YAOURT ET CHOISIR LES
PROPOSITIONS CORRECTES CI-DESSOUS (Plusieurs choix sont possibles) :
1. Le yaourt est produit avec deux microorganismes :
a) Saccharomyces cerevisiae b) Staphylococcus aureus c) Streptococcus thermophilus d) Bifidobacterium bifidum
e) Lactobacillus casei f) Lactobacillus bulgaricus
2. La fermentation du lait donnant comme produit le yaourt est une fermentation :
a) Homolactique b) Hétérolactique c) Butyrique d) Alcoolique e) Acétique
3. La principale molécule organique produite par cette fermentation est :
a) L’acide lactique b) L’acide propionique c) Le méthanol d) Le gaz carbonique e) L’acide acétique
4. D’autres laits fermentés peuvent être obtenus avec des bactéries lactiques comme :
a) Clostridium perfringens b) Rhizopus nigricans c) Lactobacillus acidophilus d) Saccharomyces cerevisiae e) Lactobacillus
casei f) Bifidobacterium bifidum
II. DECRIRE BRIEVEMENT LES PRINCIPALES ETAPES DE LA PRODUCTION DE LA BIERE ET CHOISIR LES
PROPOSITIONS CORRECTES CI-DESSOUS (Plusieurs choix sont possibles) :
1. Pasteur appelé par les brasseurs du nord de la France pour trouver les causes d’incidents de fabrication, étudia en détail le
phénomène et aboutit aux conclusions suivantes :
a) Le phénomène se déroule en absence d’oxygène b) Les levures demeurent parfaitement saines et peuvent même se
multiplier au cours du processus c) les levures sont capables également de vivre et de se multiplier en aérobiose.
2. Les principales levures utilisées en brasserie sont :
a) Saccharomyces carlsbergensis b) Saccharomyces fragilis c) Saccharomyces cerevisiae d) Candida lipolitica
3. Les principaux produits de la fermentation alcoolique sont :
a) Le méthane b) L’acide lactique c) Le gaz carbonique d) Le méthanol e) L’éthanol
4. Le maltage (germination de l’orge) a pour objectif de provoquer :
a) L’hydrolyse de la paroi végétale b) L’hydrolyse de l’amidon c) La formation d’un bourgeon d) L’aromatisation de la bière
e) L’augmentation de la teneur en sucres fermentescibles
5. La pasteurisation à la fin de la fabrication a pour objectif de :
a) détruire la totalité des levures résiduelles b) augmenter l’amertume c) clarifier le produit d) conserver les qualités
organoleptiques e) provoquer la deuxième fermentation
III. CALCULER
Malgré toutes les précautions prises, un milieu de culture a été contaminé par une bactérie ; Après analyse et
identification de cette bactérie, on sait que : son temps de doublement est de 34 min et que sa concentration finale
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dans le milieu est de 3,4·10 bactéries par mL. Supposant que la contamination ait été amorcée par une bactérie
par mL, on veut connaître : le taux de croissance spécifique, le temps de développement et le nombre de
générations nécessaires pour arriver à la concentration finale.
IV. REALISER UN SCHEMA ANNOTE DE L’APPAREIL DECRIT CI-DESSOUS
Il s’agit d’un réservoir empli de copeaux de hêtre. Ces copeaux forment un support qui favorise le développement
des bactéries du genre Acetobacter, qui oxyde le vin en vinaigre ou tout autre produit contenant de l’alcool (malt
fermenté, cidre). On déverse sur la partie supérieure un mélange formé d’alcool, d’acide acétique (pour ajuster le
pH) et de différentes substances nutritives stimulant la croissance des bactéries. Ce milieu neuf ruisselle sur les
copeaux et l’alcool est oxydé en acide acétique par les microorganismes. Le vinaigre est recueilli au bas de la
cuve.
A) Peut-on qualifier cet appareil de bioréacteur à lit fixe ? B) Peut-on dire que les bactéries sont immobilisées sur les
copeaux d’hêtre ? C) Les bactéries forment-elles un biofilm ? Qu’est-ce qu’un biofilm ? D) Ecrire la réaction
d’oxydation ayant lieu dans le bioréacteur ? E) Quel type de métabolite est le produit obtenu ?
V. REALISER UN DIAGRAMME DE PRODUCTION ANNOTE DU PROCEDE DECRIT CI-DESSOUS
La pénicilline est produite dans un fermenteur classique. Après l’avoir rempli d’une macération de grain de maïs
broyés préalablement stérilisée (corn-steep liquor), on ajoute la culture de Penicillium chrysogenum. Les
moisissures se développent et produisent l’antibiotique. Quand sa concentration est maximale, la réaction est
arrêtée ; on vide alors le fermenteur. La récupération de la pénicilline est une longue opération réalisée en
plusieurs étapes qui permettent de séparer l’antibiotique des autres composants, de le purifier et de le cristalliser.
On commence par filtrer le liquide afin d’en retenir les éléments solides (principalement formés par le mycélium).
La fraction liquide subit alors plusieurs traitements permettant de retenir l’antibiotique. On procède d’abord par
extraction dans un solvant par absorption sur des colonnes échangeuses d’ions. Ensuite, la pénicilline est
cristallisée. Éventuellement, on modifie le produit pur obtenu en fixant à la partie active de la molécule des chaînes
particulières qui amplifieront le pouvoir antimicrobien.
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A) Quelle taille (en m ) peuvent avoir les fermenteurs industriels ? B) Doit-on réaliser un « scale-up » pour passer à une
production dans des grands bioréacteurs ? Qu’est-ce que le « scale-up » C) La croissance mycélienne peut-elle poser
des problèmes lors de la fermentation ? Pourquoi ? D) Comment qualifie-t-on une molécule obtenue par fermentation
et ensuite transformée par des réactions chimiques ? E) Quel type de métabolite est le produit obtenu ?
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