Soutenance mémoire
Les levures sont des microorganismes faisant partie des champignons microscopiques unicellulaires. Elles sont les premiers microorganismes observés au microscope par A.VAN LEEUWENHOEK, en 1680, qui les a dessinées. Ce n’est qu’avec les travaux de PASTEUR (1866-1876) que le rôle des levures dans la fermentation alcoolique a été mis en évidence. A la même époque, la levure fut à l’origine du développement de la biochimie avec notamment les travaux de BUCHNER. Cependant, le rôle historique des levures dans la fabrication des nombreux produits alimentaires destinés à l’Homme (pain, bière, vin, ….) remonte avant la mise en évidence de leur existence (OTENG- GYANG K, 1984).
Les levures constituent des organismes expérimentaux de choix, aussi bien en recherche fondamentale qu’en recherche appliquée, en raison de leur double état de microorganisme et d’eucaryote (BONALY R, 1991). En effet, elles ont été utilisées et sont toujours utilisées dans de nombreux laboratoires de recherche dans divers secteurs (biochimique, génétique, biologie cellulaire, médical, biotechnologique….). Les levures représentent donc une source de développement scientifique, économique et sociale par leurs caractéristiques particulières.
Dans la nature, les levures forment un grand groupe comportant plusieurs familles et de nombreux genres et espèces. Une grande variété de souches de levure provenant de différentes plantes ont été isolées et étudiées par plusieurs équipes de recherche dans le monde, dans le but de sélectionner des souches ayant des potentiels intéressants pouvant être valorisés. Lors de ces études, il a été démontré que la diversité des souches de levure résulte de l’évolution engendrée par les réponses adaptatives aux pressions de sélection de l’environnement (TONY HART, 1993).
Les levures sont capables de vivre dans presque tous les écosystèmes existants (dans le sol, dans l’eau, dans l’air, sur les plantes et même à l’intérieur d’organismes vivants) surtout dans les milieux riches en sucres, comme les fleurs et les fruits, qui constituent leurs principales sources de carbone (TONY HART, 1993).
LES LEVURES
CARACTERES MORPHOLOGIQUES
FORME
Les levures sont des mycètes unicellulaires haploïdes ou diploïdes, de forme sphérique, ovoïde, (parfois cylindrique, triangulaire …). Certaines peuvent former des associations cellulaires, ou se présenter sous forme filamenteuse à certains stades de leur vie (LEVEAU, 1999). Les levures ont une structure cellulaire eucaryote et le cytoplasme contient les organites habituels des végétaux supérieurs non photosynthétiques (ROSE et al. ; 1987).
Une cellule de levure est constituée par :
❖ Une membrane cytoplasmique, protégée par la paroi cellulaire qui assure les échanges avec l’extérieur.
❖ Un cytoplasme, une sorte de gelée qui constitue le substrat même de la vie de la cellule.
❖ Un noyau, qui contient les chromosomes (éléments qui portent les caractéristiques génétiques), règle l’expression des caractères génétiques et la transmission des caractères héréditaires.
❖ Des vacuoles qui emmagasinent les diverses substances de réserve.
❖ Des mitochondries qui sont les véritables centrales énergétiques de la cellule lorsque celle-ci fonctionne en présence d’oxygène. Leur rôle est d’utiliser les sucres mis à la disposition de la levure pour produire de l’énergie et permettre ainsi à la cellule d’assurer sa croissance.
❖ Des ribosomes qui sont des petites structures (ou organites) présentes dans le cytoplasme des cellules. Ils assemblent les acides aminés pour former les protéines. Ils suivent pour cela le plan de montage contenu dans l’ADN qui est transcrit dans les ARN messagers (ROSE et al. ; 1987).
TAILLE
La taille d’une cellule végétative des levures varie de 2 à 50µm de long. La largeur est moins variable et se situe entre 1 et 10µm (www.cyclopaedia.fr/wiki/Basidiomycete).
PAROI
Les levures possèdent à leur surface une paroi dont l’épaisseur est de 150 à 230 nm. Cette paroi est composée de 80 % de polysaccharides (mannanes, glucanes et chitine) et de 10 à 20 % de protéines. Elle protège la cellule contre les agressions physicochimiques du milieu extérieur (www.cyclopaedia.fr/wiki/Basidiomycete).
MEMBRANE CYTOPLASMIQUE
Elle est composée d’une double couche de phospholipides (une partie externe hydrophile et une interne lipophile). Elle contient aussi de nombreux complexes protéiques dont les rôles sont variés : par exemple des enzymes appelées protéases mènent les transports des substances du milieu extérieur vers le milieu intracellulaire et/ou inversement avec ou non transformation du substrat durant le passage (LAMBIN S, 1961).
HABITATS
Les levures sont capables de coloniser presque tous les écosystèmes existants (LARPENT, 1991) :
❥ Certaines se développent au niveau des eaux douces et profondes associées au plancton, d’autres sont parasites et se trouvent dans les tubes digestifs de certains vertébrés. Par ailleurs, une large variété de levure vit dans le sol, plus ou moins représentative de la flore lévurienne associée aux plantes, champignons et animaux vivant terrestres.
❥ les levures se trouvent principalement sur les végétaux riches en sucres directement assimilables (fruits, fleurs).
|
Table des matières
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
1- LES LEVURES
1-1 CARACTERES MORPHOLOGIQUES
1-1-1 FORME
1-1-2 TAILLE
1-1-3 PAROI
1-1-4 MEMBRANE CYTOPLASMIQUE
1-2 HABITATS
1-3 BESOINS NUTRITIFS DES LEVURES
1-3-1 SOURCE DE CARBONE
1-3-2 SOURCE D’AZOTE
1-3-3 OLIGOELEMENTS ET FACTEURS DE CROISSANCE
1-4 BESOINS PHYSICO-CHIMIQUES
1-4-1 TEMPERATURE
1-4-2 pH
1-4-3 PRESSION OSMOTIQUE ET ACTIVITE DE L’EAU
1-4-4 OXYGENE
1-5 MODES DE REPRODUCTION
1-5-1 REPRODUCTION ASEXUEE OU MULTIPLICATION VEGETATIVE
1-5-2 REPRODUCTION SEXUEE (exemple des ascomycètes)
1-6 CLASSIFICATION DES LEVURES
1-7 IMPORTANCE DES LEVURES
2- LE GOYAVIER
2-1 GENERALITES SUR LE GOYAVIER
2-2 DESCRIPTION DE LA PLANTE
2-3 UTILISATION
2-4 POSITION SYSTEMATIQUE
2-5 LE GOYAVIER A MADAGASCAR
DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES
1-MATERIEL VEGETAL
1-1 SITE DE COLLECTE
1-2 TECHNIQUE DE RECOLTE
2- CULTURE DES LEVURES
2-1MILIEU DE CULTURE
2-1-1 CHOIX DU MILIEU DE CULTURE
2-1-2 PREPARATION DU MILIEU DE CULTURE
2-2 PREPARATION DE LA SUSPENSION MERE
2-3 PREPARATION DES DILUTIONS
2-4 ENSEMENCEMENT
3- DENOMBREMENT DES CHARGES FONGIQUES
3-1 METHODE DE CALCUL
3-2 INTERPRETATION
4- ISOLEMENT DES COLONIES DE LEVURE
4-1 PRINCIPE
4-2 MODE OPERATOIRE
5- PURIFICATION
6- CONSERVATION
7- IDENTIFICATION
7-1 ETUDE DES CARACTERES CULTURAUX
7-2 ETUDE DES CARACTERES MICROSCOPIQUES DES CELLULES DE LEVURE
7-2-1 EXAMEN A L’ETAT FRAIS
7-2-1-1 Principe
7-2-1-2 Mode opératoire
7-2-2 TEST DE VIABILITE
7-2-2-1 But
7-2-2-2 Principe
7-2-2-3-Mode opératoire
7-3 ETUDE DES CARACTERES PHYSIOLOGIQUES
7-3-1 TYPE RESPIRATOIRE
7-3-1- 1-Principe
7-3-1-2- Mode opératoire
7-3-1-3- Recherche de la catalase
7-3-2 INFLUENCE DE LA TEMPERATURE
7-3-3 INFLUENCE DU pH
7-3-4 INFLUENCE DE LA PRESSION OSMOTIQUE
7-4 ETUDE DES CARACTERES BIOCHIMIQUES
7-4-1 MILIEU CITRATE SIMMONS
7-4-2 MILIEU MANNITOL-MOBILITE-NITRATE
7-4-3 MILIEU HAJNA-KLIGLER
7-4-4 RECHERCHE DE L’ONPG
7-4-5 MILIEU LYSINE-FER
7-4-6 AUXANOGRAMME DU CARBONE
8- ETUDE DE LA CINETIQUE DE CROISSANCE DES SOUCHES INDENTIFIEES
8-1 PRECULTURE
8-2 CULTURE
8-2-1 SUIVI DE LA PRODUCTION DE BIOMASSE
8-2-1-1 Détermination de la concentration en biomasse
8-2-1-2 Vitesse de formation de biomasse
8-2-1-3 Vitesse spécifique de production de biomasse
8-2-2 SUIVI DE LA FORMATION DE PRODUITS
8-2-2-1 Principe de la réaction à la liqueur de Fehling
8-2-2-2 Etalonnage d’une solution de glucose 1% et fructose 1%
8-2-2-3 Calcul du nombre de micromoles de sucres réducteurs nécessaire pour réduire 2,5ml de liqueur de Fehling
8-2-2-2-1 Détermination de la concentration massique finale en glucose et fructose pendant la préparation de la gamme étalon
8-2-2-2-2 Détermination de la concentration molaire finale en glucose et fructose pendant la préparation de la gamme étalon
8-2-2-2-3 Détermination du nombre de micromoles de sucres réducteurs nécessaire pour réduire 2,5ml de liqueur de Fehling
8-2-2-4 Mesure de la quantité de sucres réducteurs formés
8-2-2-5 Vitesse de formation de produit
8-2-2-6 Vitesse spécifique de formation de produit
8-2-3 SUIVI DE LA CONSOMMATION DE SUBSTRAT
8-2-3-1 Vitesse de consommation de substrat
8-2-3-2 Vitesse spécifique de consommation de substrat
8-2-4 RENDEMENT DE LA REACTION
8-2-4-1 Rendement de conversion du substrat en biomasse
8-2-4-2 Rendement de conversion du substrat en produit
8-2-4-3 Rendement total
8-2-4-4 Rendement de maintenance
TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
1- ISOLEMENT, PURIFICATION ET CONSERVATION DES SOUCHES DE LEVURE SAUVAGE DES FRUITS DE GOYAVIER
1-1 CHARGE FONGIQUE
1-2 NOMBRE DE SOUCHES
2- IDENTIFICATION DES SOUCHES PURES DE LEVURE
2-1 ETUDE DES CARACTERES CULTURAUX
2-2 ETUDE DES CARACTERES MORPHOLOGIQUES DES CELLULES
2-3 ETUDE DES CARACTERES PHYSIOLOGIQUES
2-4 ETUDE DES CARACTERES BIOCHIMIQUES
3- ETUDE DE LA CINETIQUE DE CROISSANCE
3-1 CHOIX DES SOUCHES
3-2 NOMBRE DE MICROMOLES DE SUCRE REDUCTEUR REDUISANT 2,5 ml DE LIQUEUR DE FELHING
3-3 CULTURE EN DISCONTINU DE LA SOUCHE Rhodotorula glutinis
3-3-1 Cinétique de la concentration en substrat dans le milieu
3-3-2 Evolution de la production de la biomasse
3-3-3 Evolution de la production de glucose + fructose
3-4 CULTURE EN DISCONTINU DE LA SOUCHE Rhodotorula rubra
3-4-1 Evolution de la production de biomasse
3-4-2 Evolution de la consommation de saccharose
3-4-3 Evolution de la production de sucres réducteurs
3-5 EVOLUTION DES VITESSES SPECIFIQUES AU COURS DE LA CULTURE EN BATCH DE LA SOUCHE Rhodotorula glutinis ET Rhodotorula rubra
3-6 RENDEMENT DE LA CULTURE DE LA SOUCHE Rhodotorula glutinis ET Rhodotorula rubra
CONCLUSION
