Rangées de graines.. © Inra, Elena Schweitzer © Fotolia

Nos résultats

Sommaire
  1. Introduction
  2. Impact des traitements thermiques sur la digestion du lait maternel chez le nourrisson prématuré
  3. La manière dont les protéines s’agrègent lors d’un traitement thermique module leur capacité sensibilisante
  4. Accroître la survie des probiotiques au séchage en stimulant leur adaptation aux stress
  5. Le pouvoir adhésif deLactococcus lactis: une histoire tirée par les « pili » ?
  6. Quand les biopolymères s'assemblent : un jeu d'énergie et d'entropie.
  7. Toute la digestion gastro-intestinale dans un laboratoire sur puce : le microdigesteur
  8. Dis, comment une goutte de lait devient-elle un grain de poudre ?
  9. Recherches et Innovations 2016 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  10. 13 minutes pour tout savoir sur la qualité des fromages et des recherches qu'elle implique
  11. Un nouveau procédé pour le bio-raffinage du végétal
  12. La membrane bactérienne sous la lumière UV du synchrotron SOLEIL
  13. L’ingénierie inverse ou la machine à remonter… le pain !
  14. Chimie verte : Améliorer la production de lipides chez la levure
  15. Des vins de qualité à teneur réduite en alcool acceptés par le consommateur
  16. Impact des procédés de fractionnement sur la distribution des mycotoxines dans le blé dur
  17. Pâtes aux légumineuses : comment la formule et le procédé confèrent à l’aliment ses qualités nutritionnelles
  18. Contrôler le brunissement des vins blancs par la sélection raisonnée de levures
  19. Des bactéries lactiques pour réduire l’allergénicité de certaines protéines du lait
  20. Eliminer les biofilms avec un détergent enzymatique : une alternative aux traitements à base de soude
  21. Néo-enzymes à façon pour la conception de vaccins antibactériens
  22. RMN : une méthode non destructive pour identifier et quantifier les molécules phosphorées
  23. Marché des viandes transformées : vers une méthode de référence ?
  24. Modélisation mécanique multi-échelle : de l’échelle nanométrique aux propriétés macroscopiques de la mie de pain
  25. Minimoulin : 500 g pour apprécier la valeur meunière des blés
  26. Production microbienne de lipides à usages énergétiques ou chimiques
  27. L'acide férulique, acteur discret mais universel de la construction des parois lignifiées
  28. Eco-conception de matériaux à base de co-produits du bois
  29. L'analyse des composés volatils pourrait permettre d'authentifier le système de production des poulets
  30. Des nanoparticules comme marqueurs de biopolymères en microscopie
  31. Pasteurisation, UHT, microfiltration... Tous les traitements n'ont pas le même impact sur la qualité nutritionnelle du lait
  32. Des rayons X pour caractériser les couches accumulées lors des opérations de filtration
  33. L'intégration des connaissances expertes appliquées à l'affinage des camemberts
  34. Maîtriser la perte de masse des fromages pendant l'affinage
  35. La mémoire de l'amidon
  36. Recherches et innovations 2015 - Pour l'Aliment et les Bioproduits
  37. Comportement des micelles de caséine lors de la filtration du lait
  38. Nouvelle enzyme de dégradation des pectines
  39. Digestion du nourrisson : un modèle permet d’étudier les allergènes alimentaires
  40. Digestion des protéines carnées
  41. Des émulsions modèles de la digestion révèlent l’effet protecteur des polyphénols
  42. Perception de l’astringence : un nouvel éclairage grâce à la spectrométrie de masse
  43. Hautes pressions : Nouvelles voies d'utilisation et de valorisation sur les aliments emballés
  44. Fours à injection de vapeur d’eau : jusqu'à 12% d’économie d’énergie
  45. Nouvelle méthode d’analyse rapide de la qualité des tomates et des abricots
  46. Jambon de Bayonne : des marqueurs de texture et d’arôme pour maîtriser la qualité
  47. Suraccumulation de lipides chez la levure S. cerevisiae : vers une production de biocarburants à usage aéronautique
  48. Fractionner la ventilation des hâloirs de fromagerie : 50% d’économie d’énergie
  49. Connaître la structure de l'amidon pour maîtriser ses applications
  50. L’IRM pondérée en diffusion : un outil générique pour la micro-imagerie des lipides dans les matrices alimentaires
  51. Caractérisation d’un gène majeur de la biosynthèse des anthocyanes dans la baie de raisin
  52. Nouveaux détecteurs d’activités enzymatiques à base de nanocouches semi-réflectives de biopolymères
  53. Vers la connaissance de la structure de la micelle de caséine
  54. Le chauffage du lait semble favoriser le développement de l’allergie chez les nourrissons
  55. Mieux comprendre le pouvoir moussant des protéines en étudiant leur comportement aux interfaces eau-air
  56. Nouveau modèle d’organisation en 3D de la membrane de globules gras du lait
  57. Comment les protéines alimentaires s’auto-assemblent en objets micrométriques
  58. Une nouvelle méthode de séparation permet de déterminer la structure complète de biopolymères
  59. Intérêt des métabolites volatils des produits carnés pour révéler les contaminations des animaux d’élevage aux micropolluants environnementaux
  60. SensinMouth quand le goût fait sens
  61. Un logiciel d’aide au choix d’un emballage pour la filière Fruits et Légumes frais construit sur une démarche d’ingénierie des connaissances
  62. SOLEIL nous éclaire sur la structure des protéines stabilisatrices des réserves lipidiques de plantes oléagineuses
  63. Un zoom sur le processus d’assemblage multi-échelle des protéines 
  64. Maîtrise du séchage de produits laitiers infantiles par la prise en compte des interactions eau-constituants
  65. Maîtriser l’acidité du vin par un procédé électro-membranaire : une nouvelle pratique œnologique autorisée en Europe et dans les pays viticoles du nouveau monde
  66. Stratégies de réduction du taux de sodium dans les aliments
  67. Pour une meilleure persistance de Lactococcus lactis dans le tractus digestif
  68. L’allergie alimentaire au blé : une histoire d’épitopes
  69. Des essais sur un modèle de souris allergiques révèlent le fort potentiel allergisant d’un procédé alimentaire : la désamidation du gluten de blé
  70. Protéger les lipides omega-3 de l’oxydation : le rôle clé des émulsifiants
  71. Quel impact de la cuisson sur la qualité des viandes ? Des images aux modèles mathématiques.
  72. Comment améliorer le pouvoir moussant des protéines ?
  73. Une cellule d’observation sous cisaillement de gels, mousses, pâtes et autres systèmes complexes
  74. Vers une compréhension des mécanismes impliqués dans la synthèse de tanins astringents
  75. Fractionnement du lait : des procédés membranaires éco-performants
  76. Qualité des vins : de l'oxygène un peu, beaucoup, ... pas du tout ?
  77. Obtenir des émulsions très stables sans tensioactifs grâce à des nanocristaux de polysaccharides issus de la biomasse.
  78. Découverte de nouvelles enzymes de dégradation des polysaccharides végétaux dans le microbiome intestinal humain
  79. La cutine de la peau des tomates pour de nouveaux polymères
  80. La texture des fruits : phénotypage et chémotypage de déterminants histologiques et pariétaux
  81. Simulation de la fragmentation orale d'aliments céréaliers fragiles ... Scrountch !
  82. La déglutition, un carrefour physiologique clé pour libérer les arômes 
  83. Un nouveau procédé de cuisson des viandes sous dioxyde de carbone pour réduire l'apparition de composés indésirables
  84. Dénaturation thermique des protéines musculaires par microspectroscopie FT IR localisée couplée au rayonnement synchrotron
  85. Des résines époxy biosourcées, sans bisphénol A, à partir de polyphénols naturels
  86. Structure d'un colloïde naturel : la micelle de caséine du lait
  87. Identification d'une souche d'Aspergillus qui améliore de 20% le rendement en glucose de la biomasse en conditions industrielles
  88. Une enzyme impliquée dans la polymérisation de la cutine
  89. Une farine de blé dur adaptée à la fabrication de baguettes traditionnelles
  90. Le virtuel pour guider la construction d’enzymes « sur mesure »
  91. Jusqu’où est-il possible de réduire la teneur en sel dans les charcuteries cuites ?
  92. Diffusion des molécules organiques dans les matériaux polymères : retour sur les lois connues
  93. Mousse intelligente : différentes manières de détruire une mousse sur demande !
  94. La Datte, riche en tanins et pourtant ni amère ni astringente
  95. Réduire la teneur en sel des aliments
  96. Recherches et innovations 2014

Identification d'une souche d'Aspergillus qui améliore de 20% le rendement en glucose de la biomasse en conditions industrielles

La production de biocarburants de 2ème génération est limitée par la faible dégradabilité des substrats lignocellulosiques et requiert d’importantes quantités d’enzymes pour transformer la biomasse en sucres fermentescibles. L’obtention de cocktails enzymatiques industriels toujours plus performants est un objectif industriel majeur. Dans le cadre du projet ANR E-Tricel, nous avons procédé à des collectes de champignons, mis au point des microtests robotisés pour cribler des centaines de souches fongiques et pratiqué des analyses protéomiques pour identifier des enzymes améliorant la dégradation des lignocelluloses et favorisant la libération de sucres. Les enzymes du champignon le plus performant –une souche d’Aspergillus- ont été ajoutées à un cocktail industriel constitué de Trichoderma reesei, un champignon dont l’analyse du génome avait révélé un potentiel enzymatique restreint. Nous avons testé en conditions industrielles la version supplémentée avec Aspergillus : le rendement en glucose à partir de paille de blé prétraitée a augmenté de plus de 20%.

Mis à jour le 10/06/2013
Publié le 10/06/2013
Mots-clés :

La production de biocarburants de 2ème génération est limitée par la faible dégradabilité des substrats lignocellulosiques

Cette opération requiert d’importantes quantités d’enzymes pour transformer la biomasse en sucres, qui représentent jusqu’à 30% du coût de production. L’obtention de cocktails enzymatiques industriels toujours plus performants est un objectif industriel majeur. Dans ce contexte, l’objectif du projet ANR E. Tricel (Programme

PNRB de l’ADEME) était d’identifier et de tester de nouvelles souches fongiques capables de supplémenter le secrétome de T. reesei, un cocktail enzymatique utilisé industriellement pour la conversion de la biomasse en sucres fermentescibles.

4 étapes de travail : collecte, criblage, analyses protéomiques et tests en conditions industrielles pour identifier la souche qui augmente le rendement de 20%

1.  Enrichissement de la collection de champignons filamenteux CIRM-CF de l’INRA à travers des campagnes de collecte. Plusieurs centaines de champignons ascomycètes et basidiomycètes ont été sélectionnées parmi des souches collectées par les chercheurs de l’INRA en forêts tropicales (Guyane) et tempérées (France métropolitaine)

2.  Analyse comparative in silico des champignons dont le génome est connu pour évaluer leur potentiel lignocellulolytique, réalisée en collaboration avec le CNRS UMR Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques

3.  Développement et application de microtests robotisés à haut débit pour identifier des enzymes capables de supplémenter le secrétome de T. reesei. Cette étape qui a mobilisé plusieurs chercheurs et ingénieurs de l’INRA et du CNRS pendant 18 mois a consisté à relever le défi de miniaturiser des tests existants et de les automatiser à haut débit. La capacité de chaque secrétome à améliorer la libération de sucres en supplément d’un cocktail industriel deT. reeseia été évaluée sur substrats naturels micronisés grâce à ces microtests robotisés et a débouché sur un premier brevet (11/03826). La caractérisation protéomique des secrétomes les plus performants a mené à l’identification des fractions protéiques et des enzymes responsables des améliorations observées

4.  Test de nouvelles souches en conditions industrielles. Le criblage de la biodiversité fongique a permis d’identifier un grand nombre de souches potentiellement performantes

Plusieurs dizaines de nouvelles enzymes fongiques dont des glycosides hydrolases et des oxydases ont été identifiées et caractérisées et certaines produites à grande échelle et testées en conditions industrielles.

En affinant les résultats du criblage, c’est une souche d’Aspergillus qui a été retenue et testée chez notre partenaire industriel, l’IFPEN avec le cocktail enzymatique le plus performant du moment. La version supplémentée du cocktail augmente de plus de 20 % le rendement en glucose à partir de paille de blé prétraitée en conditions industrielles. L’importance de l’amélioration de la performance du rendement a conduit au dépôt d’un brevet (12-58457).

Un nouveau projet avec le Joint Genome Institute (US Department of Energy)

Au cours du projet ANR E-Tricel, ce sont plusieurs dizaines de champignons performants issus de la biodiversité qui ont été caractérisés pour leurs capacités lignocellulolytiques. Certaines des souches identifiées vont maintenant faire l’objet d’un séquençage en collaboration avec le Joint Genome Institute (US Department of Energy) dans le cadre du Community Sequencing Program coordonné par l’unité « Survey of the lignocellulolytic capabilities over the order Polyporales (Fungi, Basidiomycetes) ».

Partenaires

ANR E-TRICEL (2007) : Exploration de la biodiversité enzymatique pour la complémentation du sécrétome de Trichoderma reesei afin d'améliorer l'hydrolyse des lignocelluloses

Programme PNRB de l’ADEME. Le projet a débuté en janvier 2008 et a duré 54 mois.

http://www.agence-nationale-recherche.fr/Colloques/Energies2012/presentations/ETRICEL.pdf

  • UMR 6098 CNRS/ Aix Marseille Université « Architecture et Fonction des Macromolécules Biologiques »
  • UMR « Biotechnologies des Champignons Filamenteux » INRA/ Aix Marseille Université
  • UMR EcoFoG « Écologie des Forêts de Guyane » AgroParisTech/INRA/CIRAD/CNRS/Université des Antilles et de la Guyane
  • Institut Français du Pétrole Enegries Nouvelles (IFPEN)
  • Société SAF-ISIS

 

En collaboration avec :

  • CIRM-CF (Marseille) de l’INRA (www.inra.fr/crb-cirm)
  • UMR IATE INRA
  • Plateforme INRA Pappso (Jouy en Josas) pour les caractérisations protéomiques

 

Valorisation

2 brevets et 10 publications

  • Navarro D, Lopes-Ferreira N, Margeot A, Henrissat B, Coutinho PM, Berrin JG (2012) Préparation multi-enzymatique contenant le secrétome d’une souche d’Aspergillus japonicus. Brevet déposé à l'Institut National de la Propriété Industrielle le 10 Septembre 2012 sous le numéro 12-58457
  • Poidevin L, Heiss-Blanquet S, Record, E, Berrin J-G, Coutinho PM, Henrissat B (2011) Procédé de production d'alcool à partir de biomasse lignocellulosique par complémentation des enzymes cellulolytiques et hémicellulolytiques de Trichoderma reesei par des protéines du champignon Podospora anserina. Brevet déposé à l'Institut National de la Propriété Industrielle le 13 Décembre 2011 sous le numéro 11/03.826

 

Références bibliographiques

  • Welti S, Moreau PA, Favel A, Courtecuisse R, Haon M, Navarro D, Taussac S, Lesage-Meessen L (2012) Molecular phylogeny of Trametes and related genra, and description of a new genus Leiotrametes. Fungal Diversity, 55:47-64
  • Navarro D, Favel A, Chabrol O, Pontarotti P, Haon M, Lesage-Meessen L. (2012)  FunGene DB: A web-based tool for Polyporales strains authentication. J. Biotechnol., 161:383-386
  • Navarro D, Couturier M, da Silva GG, Berrin JG, Rouau X, Asther M, Bignon C (2010) Automated assay for screening the enzymatic release of reducing sugars from micronized biomass. Microb Cell Fact. 9:58.
  • Silva GG, Couturier M, Berrin JG, Buléon A, Rouau X (2012) Effects of grinding processes on enzymatic degradation of wheat straw. Bioresour Technol., 103:192-200.
  • Berrin JG, Navarro D, Couturier M, Olivé C, Grisel S, Haon M, Taussac S, Lechat C, Courtecuisse R, Coutinho PM, Favel A, Lesage-Meessen L (2012) Exploring natural fungal biodiversity from tropical and temperate forests to improve biomass conversion. Appl. Environ. Microbiol. 78:6483-6490
  • Couturier M, Navarro D, Olivé C, Chevret D, Haon M, Favel A, Lesage-Meessen L, Henrissat B, Coutinho PM, Berrin JG (2012) Post-genomic analyses of fungal lignocellulosic biomass degradation reveal the unexpected potential of the plant pathogen Ustilago maydis. BMC Genomics. 2012, 13:57.
  • Couturier M, Haon M, Coutinho PM, Henrissat B, Lesage-Meessen L, Berrin JG (2011) Podospora anserina hemicellulases potentiate the Trichoderma reesei secretome for saccharification of lignocellulosic biomass. Appl Environ Microbiol. 77(1):237-46.
  • Couturier M, Féliu J, Haon M, Navarro D, Lesage-Meessen L, Coutinho PM, Berrin JG (2011) A thermostable GH45 endoglucanase from yeast: impact of its atypical multimodularity on activity. Microb Cell Fact., 10:103.
  • Lafond M, Navarro D, Haon M, Couturier M, Berrin JG (2012) Characterization of a broad specificity b-(1,3) / b-(1,4) / b-(1,6) glucans that defines a new glycoside hydrolase family. Appl. Environ. Microbiol. , 78:8540-6
  • Turbe-Doan A, Arfi Y, Record E, Estrada-Alvarado I, Levasseur A (2012) Heterologous production of cellobiose dehydrogenases from the basidiomycete Coprinopsis cinerea and the ascomycete Podospora anserina and their effect on saccharification of wheat straw. Appl Microbiol Biotechnol., sous presse
Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

  • Jean-Guy Berrin UMR « Biotechnologies des Champignons Filamenteux » INRA/ Aix Marseille Université