Fermentation d'un résidu de Chlorella vulgaris par Yarrowia lipolytica pour la synthèse d'acides gras polyinsaturés à destination d'applications nutraceutiques
[en] The Interreg ALPO project aims to develop bioplastics synthesis from microalgal biomass. The first part of the project concerns the separation of the different biochemical fractions of Chlorella vulgaris biomass. The extracted lipid will be integrated into the production of biopolymers. The composition of these residual microalgae fractions to be valorize depends on the culture cultivation of the microalgae as well as the extraction method of the lipidic fraction in the ALPO project. The objective of the thesis is to valorize the remaining fractions by fermentation into molecules with high added value such as polyunsaturated fatty acids. Several oleaginous yeasts have been selected and tested. Among them, Yarrowia lipolytica has the best growth.
In this study, two strains have been chosen, a wild type strain and a strain genetically modified to accumulate more lipids. In order to find the best compromise between growth, lipids accumulation and substrate disponibility, various pH have been set. The best growth found for the wild type and the best lipides accumulation for the genetically modified were under pH 7.5.
To confirm the results and improve the monitoring of lipids accumulation as well as the growth of Y. lipolytica on C. vulgaris residue, a method has been developed for monitoring neutral lipids by flow cytometry. This method allows the discrimination of microalgae residue from yeasts. Furthermore, it allows identification of the yeast cells with the best neutral lipids accumulation. It shows its utility in tests for the separation between yeasts and microalgae residue by gradient centrifugation. Thus it makes possible to reduce the time necessary for the development of the separation protocol. The knowledge accumulated on the recovery of the C. vulgaris residue and the tools developed during this work open up new perspectives on optimization the growth of oleaginous yeasts on this type of substrate. [fr] Le projet Interreg ALPO vise à développer la synthèse des bioplastiques à partir de biomasses microalgales. La première partie du projet concerne la séparation des différentes fractions biochimiques de biomasse issue de Chlorella vulgaris. La fraction lipidique est extraite pour entrer dans la production de biopolymères. La composition des fractions résiduelles dépend des conditions de culture de la microalgue ainsi que du choix de la technique d'extraction des fractions valorisées au sein du projet ALPO. L'objectif du doctorat est d'exploiter les fractions restantes par fermentation en molécules à haute valeur ajoutée tels que les acides gras polyinsaturés. Plusieurs levures oléagineuses ont été sélectionnées et testées parmi elles, Yarrowia lipolytica s'est révélée la plus intéressante.
Deux souches ont été choisies pour ces travaux, une souche sauvage ainsi qu'une souche modifiée génétiquement pour accumuler de plus grandes quantités de lipides. Afin de trouver le meilleur compromis entre croissance, accumulation de lipides et homogénéisation du substrat, différents pH ont été testés. Le pH 7,5 permet d'obtenir la meilleure croissance de la souche sauvage et d'accumuler la plus grande quantité de lipides par la souche modifiée.
Afin de confirmer les résultats et d'améliorer le suivi de l'accumulation des lipides et la croissance de Y. lipolytica sur le résidu de C. vulgaris, une méthode de suivi des lipides neutres par cytométrie de flux a été mise au point. Cette méthode permet de discriminer le résidu de microalgues (substrat) des levures. De plus, elle a permis d'identifier les levures ayant accumulées le plus de lipides neutres. Elle a également montré son utilité lors des tests de séparation des levures et du résidu de microalgues par centrifugation en gradient, où elle a permis de diminuer le temps nécessaire au développement du protocole de séparation. Les connaissances accumulées sur la valorisation du résidu de C. vulgaris et les outils développés durant ces travaux ouvrent de nouvelles perspectives quant à l'optimisation de la croissance des levures oléagineuses sur ce type de substrat.
Disciplines :
Biotechnology Zoology
Author, co-author :
Delfau-Bonnet, Guillaume ; Université de Mons > Faculté Polytechnique > Service de Génie des Procédés chimiques et biochimiques
Language :
French
Title :
Fermentation d'un résidu de Chlorella vulgaris par Yarrowia lipolytica pour la synthèse d'acides gras polyinsaturés à destination d'applications nutraceutiques
Defense date :
02 September 2021
Number of pages :
319
Institution :
Université de Mons
Promotor :
Hantson, Anne-Lise ; Université de Mons > Faculté Polytechnique > Service de Génie des Procédés chimiques et biochimiques
Allais, Florent
Imatoukene, Nabila
President :
Dewasme, Laurent ; Université de Mons > Faculté Polytechnique > Service Systèmes, Estimation, Commande et Optimisation
Jury member :
Duprez, Marie-Eve ; Université de Mons > Faculté Polytechnique > Service de Thermodynamique, Physique mathématiques
Delvigne, Franck
Grimi, Nabil
Nicaud, Jean-Marc
Research unit :
F505 - Génie des Procédés chimiques et biochimiques
Research institute :
R400 - Institut de Recherche en Science et Ingénierie des Matériaux R100 - Institut des Biosciences
Name of the research project :
Nouveaux Matériaux Polymères issus de la Biomasse Microalgue. - Région wallonne
