dégradation de la bagasse de canne à sucre par P. oslrealus

A: localisation intracellulaire d'un hyphe deP. ostreatus (h) contre la paroi secondaire d'un vaisseau (ps);

notez la présence, autour du mycélium, d'une matrice granuleuse (m) renfermant des granules osmiophiles;

(échelle= Illm).

B : localisation intracellulaire d'un hyphe deP. ostreatus (h) contre la paroi secondaire d'un vaisseau (ps).

Des zones de lyse (têtes de flèches) ainsi que des zones d'adhésion (flèches) sont visibles au contact d'un hyphe; (échelle= O,Sllm).

C ,D : localisation partielle d'un hyphe deP. ostreatus (h) dans la paroi secondaire d'un vaisseau (ps); une modification de la texture de cette paroi est visible au voisinage de la zone de pénétration (flèches) (m : matrice extracellulaire; (échelles: C=Illm; D=O,Sllm).

Résultats et Discussion

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Risult«setDiscussion

Plancbe3 : dégradation de la bagasse de canne à sucre parP. ostreatus

A :unmicrohyphe (mh) est présente dans la paroi secondaire (ps) d'un vaisseau et la lamelle moyenne (lm) séparant deux vaisseaux. Une zone plus osmiophile de la paroi (flèches) est associéeà cette localisation;

(échelle=1J1m).

B, C : hyphes (h) de P. ostreatus en position intracellulaire et pariétale; le diamètre du mycélium intrapariétal est inférieur dans le canal de pénétration à celui de l'hyphe intracellulaire; (lm : lamelle moyenne; ps : parois secondaire); (échelles; B= IJ1m; C= IJ1m).

D , E : des zones de lyses (flèches) dans les parois secondaires (ps) et la lamelle moyenne (lm) sont observables (flèches) sans contact apparent avec le champignon; (échelles: D : IJ1m; E= lJ1m).

RésultcIS et Discussion

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Résult.s et Discussion

6.4. Cinétique de croissance deP.ostreatusen cultures non aérées

Afin de comparer le profil aromatique produit en conditions aérées par le mycélium de P.

ostreatuscultivé sur bagasse de canne à sucre imprégnée, au profil produit en conditions non aérées selon le même mode d'inoculation en masse, un suivi de la production des molécules majoritaires et de l'évolution de la composition de l'arôme a été réalisé.

En cultures non aérées, la consommation du glucose est plus rapide que pour les cultures aérées, au bout de 24 heures, 40% du glucose est consommé, puis la concentration en glucose diminue progressivement jusqu'à atteindre 4,6 gn après 8 jours de culture (Fig. 6.10).

-0-

Glucose résiduel

1-0-

^CS - - Beozaldéhyde1

__ pH

Temps en jours Temps en jours

-Fig. 6.10. Evolution des diffmntsparam~tresétudiés au coursdela culturedeP.ostreatussur support solide en conditions non aérées selon une inoculation en masse de15%.

Les concentrations du benzaldéhyde et de l'octan-3-one sont maximales au Sème jour de culture et sont respectivement de l'ordre de 120 J.l.g/gMSI et 142 J.l.g/gMSI.

Dans le tableau 6.8. sont reportés les pourcentages relatifs de ces différentes molécules au cours du temps.

Il apparaît que trois molécules peuvent être majoritaires: 3-méthylbutanal, octan-3-one et benzaldéhyde. Trois autres molécules sont présentes à des pourcentages élevés: 3-méthylbutanol, hexanal et octan-3-ol. Par contre ni l'anisaldéhyde ni l'acétoïne ne sont détectés.

Résultdset Discussion

Tableau 6.8. Evolutiondela compositiondeJ'arôme produit par les cultures mycéliennes de P. ostreatusen cultures non aérées en flacons en fonction du temps

Résultats expnmés en%de 1alte mtégrée totale, - . composé absent.

Composé chimique IK Ij 3j 4j 5j 6j 7j 8j

3-méthylbutanal 634

-

^{10 5,9 21,7 12 4,2 1,6}

3-méthylbutanol 717 10,5 5,6 5,9 14 7,7 10,5 6,8

hexana1 775 14,5 5,9 41,3 10,5 7,1 1

benzaldéhyde 938 53 31,S 41,3 22,2 24,9 22,6 15,4

oct-I-én-3-o1 965 1,7 1,4

- - -

^{Ir .}

0ClIlII-3-one 966 13,4 28,3 30,6 19 37,S 43,3 60,7

octan-3-o1 980 0,2 6,9 8,4 6,2 5,6 14,2 10,4

.

.

La proportion du 3-méthylbutanal diminue progressivement de même que celle du benzaldéhyde alors que celle de l'octan-3-one augmente. Au 8ème jour de culture, la proportion de l'octan-3-one est de 60,7%, celle du benzaldéhyde est de 15%. L'octan-3-01 représente 10,4%

de l'arôme.

Onpeut constater que la composition de l'arôme produit évolue de la même manière que pour les cultures en flacons inoculées avec des morceaux de gélose (§ 5.4.). Cependant le métabolisme est plus rapide. En effet les teneurs relatives en octan-3-one et en octanol-3 augmentent rapidement. Dès le 3ème jour de culture, la proportion de l'oct-l-én-3-01 diminue. Au 8ème jour de culture l'oct-l-én-3-01 n'est plus présent.

La production de benzaldéhyde en début de culture se ferait selon le même mécanisme décrit plus haut. L'absence d'aération explique la présence de ce composé à des concentrations élevées au delà de 3 jours de culture.

Par rapport aux cultures en conditions aérées, on constate que ni l'anisaldéhyde, ni l'acétoïne ne sont formés. Ceci confirme bien que l'apparition de ces deux molécules dépend de l'application d'une aération forcée. Zadrazil et Karnra (1989) ont noté, un effet négatif de l'accumulation de CO2 sur la dégradation de la lignine. Il est vraisemblable que cette accumulation ait lieu pendant les cultures en conditions non aérées. L'effet cumulé de l'absence d'02 et l'accumulation de CO2 sur la dégradation de la lignine tendrait à expliquer l'absence de l'anisaldéhyde en cultures non aérées.

La culture du mycélium de P. ostreatus sur bagasse de canne à sucre imprégnée s'accompagne de la formation de composés à fort impact olfactif qui interfèrent fortement avec la note fongique et fruitée recherchée. La formation de ces molécules serait essentiellement due à l'utilisation de bagasse de canne à sucre en tant que support. En effet, les parois végétales de la bagasse de canne à sucre présentent des zones de lyse ce qui augmente leur susceptibilité vis à vis des dégradations par le mycélium deP. ostreatus.Ceci se reflète au niveau de la fraction volatile par l'apparition de deux molécules : le benzaldéhyde et l'anisaldéhyde. Bien que ces deux

Résultas et Discussion

molécules aient une grande valeur ajoutée, leur apparition. dans les cultures de P. ostreatus sur support solide ne nous permet pas de reproduire la composition de l'arôme carpophore.

6.5. Conclusion

Au cours de cette étude sur la production d'arôme par le mycélium de P. ostreatusJMO-95 sur support solide. nous étions tenus de privilégier la meilleure adéquation entre la composition de l'arôme carpophore et celle produite par la culture du mycélium. Cependant le comportement versatile de cette souche en cours de culture a permis d'aller au delà de notre hypothèse et on a pu assister non seulement à la formation de différentes molécules à 8 atomes de carbone mais également à celle de composés ayant un fort impact olfactif tels que l'anisaldéhyde. le benzaldéhyde ou l'acétoïne.

Encultures non aérées sur support solide, le mycélium deP. ostreatusproduit une grande diversité de moléculesà8 atomes de carbone, dont la proportion varie en fonction du temps.

Cette aptitude peut être orientée soit vers la production d'un arôme de carpopohore deP. ostreatus JMO-95soit vers la production de mélanges de molécules à 8 atomes de carbone qui contribuent a "recréer" l'arômededifférents carpophores. En effet, Hanssen et Klingenberg (1983) ont réalisé une étude sur 12 concentrés d'arômes provenant de 7 producteurs européens. Ils ont montré que les constituants qui disparaissent au cours des traitements sont remplacés par des mélanges de composés qui confèrent aux différents concentrés une note uniforme levure champignon.

L'incorporation de mélanges obtenus par les culturesP. ostreatuspourrait améliorer la qualité de tels concentrés. Par ailleurs, une meilleure maitrise des mécanismes réactionnels qui régissent le passage d'une molécule en C8 à une autre, par des réactions d'oxydoréductions, pourrait aboutir à une grande palette de mélanges de molécules en CS.

D'autre part, le mycélium de P. ostreatus cultivé sur support solide en conditions aérées (FMS) permet de privilégier d'autres voies de biosynthèse de composés d'arôme aboutissant à l'acétoïne et à l'anisaldéhyde.

l'acétoïne possède une odeur beurrée lactée. Cette molécule est très utilisée dans l'industrie des produits laitiers. Elle est retrouvée dans de nombreux fromages: cheddar, camembert, elle sert également à aromatiser la margarine. Laconsommation annuelle de ce composé en tant que produit de synthèse est de d'environ une tonne au prix de 55 SFrl Kg (Communication personnelle Givaudan-Roure). Laconsommation annuelle ainsi que le prix au kilogramme sont du même ordre ceux du diacétyl qui possède une odeur beurrée lactée typique.

L'anisaldéhyde possède une odeur douce anisée. Cette molécule est très utilisée dans l'industrie de la parfumerie, dans la réalisation des compositions florales ainsi que par l'industrie aromatique des boissons. L'anisaldéhyde est principalement produit par des procédés qui consistent à oxyder par des sels, des substrats comme le p-méthoxytoluène ou le p-méthylanisole.

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Discussion

Laconsommation annuelle d'anisaldéhyde de synthèse est de plusieurs tonnes. Par contre celle de l'anisaldéhyde naturel n'excède pas 500 tonnes, son prix est 24 fois supérieur à celui de l'anisaldéhyde de synthèse (Communication personnelle Givaudan-Roure).

Par ailleurs. l'anisaldéhyde représente 20% de l'extrait réalisé par extraction au solvant. sur des carpophores congelés de Clitocybe odora espèce réputée pour son odeur anisée. Cette molécule a été également identifiée à 30% dans l'arôme très odorant de Hydnellum suavolens (Wood etal., 1988).

Laproduction d'anisaldéhyde par le mycélium de différentes espèces ligninolytiques a été déjà envisagée. Cependant, les concentrations obtenues et ou les durées de culture restent incompatibles avec une quelconque exploitation industrielle (Tableau 6.9).

Tableau6.9.Production comparée d'anisaldéhydeparle mycélium de diff6rentes espèces.

Espèce productrice CODceDtratioD Délai eD Jours Auteurs

lschnoderma benzoÜlum 135 mgll en présencede 22 jours Berger et al.,(1986) tyrosine

Pleurotus pulmonarius 25 mgll 12 Guniérrez etal..(1994)

lschnoderma benzoinum 2Sen présence de laL- 22 Fabre et al.. (1996)

CBS 31129 phénylalanine

Dichotomus squallens 50 J.lgll 20 Gallois et al., (1989)

Bjerlamdemadusta 25 mgll

-

Berger et al.• (1986)

Pleurotus sapidus 13mgll 20 Abraham et Berger (1994)

Au vu de ces résultats, il semble que la production d'anisaldéhyde par les cultures de mycélium de P. ostreatus soit une voie prometteuse. En effet la concentration maximale atteinte après 6 jours de culture est de l'ordre de 100 mgn.

La production de benzaldébydeconstitue une autre possibilité de valoriser les cultures mycéliennes de P. ostreatus sur support solide. En effet la consommation de cette molécule en tant que molécule naturelle est de plusieurs tonnes par an. Leprix de benzaldéhyde naturel s'élève à 600 SFr contre 25 SFr pour le produit synthétique. Le benzaldéhyde possède une odeur épicée d'amande amère. Il est principalement extrait des noyaux de prunes. d'abricots et de pêches (espèces du genrePrunus). ceci conduit à la formation d'un composé toxique indésirable: l'acide hydrocyanique (Feron et al., 1996).

L'approche actuelle concernant l'étude de production de molécules volatiles par les cultures mycéliennes de différents basidiomycètes. consisteàcribler une multitude d'espèces sur un milieu donné et en un temps donné (Krings etal., 1995 ; Abraham et al.• 1994 ; Kawabe et Morita, 1993). Ceci contribue à occulter l'effet de l'âge des cultures et l'effet des conditions de croissance sur la production d'arôme. Alors que l'on a pu observer. au cours de cette étude que P.

Risultds et Discussion

ostreatus pouvait changer significativement son profil aromatique en fonction de l'âge et des conditions de culture.

La culture du mycélium de P. ostreatus sur des résidus lignocellulosiques offre des conditions de croissance et de production de métabolites proches de celles que ce champignon peut trouver dans son biotope naturel. Ceci nous a permis de produire par le mycélium un arôme identique à celui du carpophore et de mettre en valeur la capacité de P. ostreatusà dégrader la lignine par la production de benzaldéhyde et d'anisaldéhyde. De plus l'utilisation de deux moyens d'extraction (extraction au solvant et extraction headspace) permet de rendre compte de l'ensemble des composés de la fraction volatile. aussi bien de celles présentes dans la fraction lourde que celle légère. La combinaison de deux procédés d'extraction est indispensable pour cerner toutes les composantes de l'arôme et pour évaluer toutes les potentialités d'une souche donnée.

La dernière partie de nos travaux est consacrée à l'espèceM. crassipes.Lecomportement de cette souche sur support solide de même que son aptitude à produire des composés aromatiques sont évalués de la même manière que pourP. ostreatus.

Dans le document UNIVERSITE DE BOURGOGNE (Page 117-126)