HYPOTHÈSES

Ce travail de recherche comprend les hypothèses suivantes:

1. Comme la littérature le suggère, différentes espèces fongiques de Rhizopus produisant de FAont été cultivées avec succès à partir de déchets organiques, sans supplément d'aucun nutriment et ont abouti à une bonne qualité de produits de FA. Les déchets agro-industriels, tels que AP, APUS, BW, PPSW sont riches en glucides et autres nutriments essentiels. Ces déchets de production ou transformation peuvent être utilisés en tant que substrats pour la production de FA par SmF et SSF sans aucun ajout d'autre supplément nutritionnel afin de faire croître la souche fongique R. oryzae utilisée dans la présente recherche.

2. La simple comparaison des voies pétrochimiques et des voies de fermentation pour la production de FA suggère que le faible coût des matières premières utilisées dans les procédés de fermentation peut compenser les hauts rendements de la production pétrochimique de FA à partir de l'anhydride maléique. La fermentation peut devenir une alternative économiquement viable pour la production de FA.

3. La souche fongique R. oryzae est très sensible à divers facteurs physico-chimiques tels que le pH, la température, le temps d'incubation, la concentration totale en solides (g/L), la nature des substrats utilisés, le volume d'inoculum utilisé (v/v) de FA. L'optimisation de toutes les conditions de fermentation peut améliorer la production de FA.

4. Il existe maintenant un consensus adopté par tous que la formation de granules fongiques peut être bénéfique à la fermentation de FA. Ces granules réduisent la viscosité moyenne, améliorent la réutilisation de la biomasse fongique, et augmentent l'efficacité des transferts de masse, de chaleur et d'oxygène. Tous ces paramètres conduisent à une production plus élevée de FA. Cependant, on ne peut tirer de conclusions solides concernant les paramètres optimisés rapportés par différentes études. Ainsi, à chaque nouvelle composition du milieu de culture, les paramètres doivent être optimisés pour contrôler la morphologie de la souche fongique. Par conséquent, la souche fongique et les déchets agro-industriels (AP, APUS, BW et PPSW) utilisés dans la présente étude peuvent entraîner une production accrue de FA grâce à l'optimisation des conditions de fermentation pour la formation de granules.

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5. Les filaments fongiques supportent mal la chaleur, l'oxygène et le transferts de masse durant la fermentation. De plus, il est difficile de contrôler la taille des pastilles fongiques et cela peut conduire à la limitation de la diffusion dans le bouillon de culture et engendrer une production réduite de FA. Pour surmonter ces difficultés, une approche d'immobilisation peut être développée pour améliorer la production de FA. L'immobilisation facilite les transferts de gaz, de chaleur et de masse à travers le mycélium qui se développe sous forme de biofilm; on devrait donc obtenir une conversion plus élevée du substrat dans le produit désiré. Les cellules immobilisées sur des supports par adhésion sont en contact direct avec la phase liquide contenant les substrats, même si la cellule et les phases liquides sont superficiellement séparées. Ceci réduit ou élimine les problèmes de transfert de masse associés aux cultures de cellules en suspension couramment utilisées. En utilisant le support et les géométries appropriés, un ratio volume/surface élevé peut être maintenu.

6. Le coût des matériaux des supports d'immobilisation peut représenter entre 60 et 70% du coût total du processus de FA. Ainsi, pour rendre la production de FA plus durable et rentable, le coût des matériaux d'immobilisation doit être minimisé. L'utilisation de matériaux compatibles à faible coût pour l'immobilisation peut être une très bonne option.

7. L'application de nanoparticules de CaCO3 (CCNPs) comme agent neutralisant dans la production de FA peut fournir plus de surface pour les molécules de FA pour les réactions chimiques et donc réduire le temps de réaction de neutralisation entre le FA et les CCNPs. De plus, les CCNPs peuvent réduire la viscosité du bouillon de culture par rapport aux micro particules de CaCO3 (CCMPs).

8. Le produit de fermentation et les molécules de fumarate de calcium (CaC4H2O4), interagissent étroitement avec le mycélium opaque de biomasse fongique du bouillon de culture et ceci est un facteur important dans la consommation totale d'énergie thermique pendant le processus de récupération de FA. L'amélioration de la dissolution par chauffage aux micro-ondes (en anglais: MWI) est un concept innovant qui peut en outre accélérer la dissolution et augmenter la solubilité d'une substance. La MWI est une voie écologique et efficace pour obtenir un chauffage plus rapide et un taux de dissolution plus élevé. L'application de la MWI peut rendre le processus de récupération de FA plus efficace en termes de temps et moins coûteux en terme d'énergie.

9. Comme la littérature le suggère, les EGS pourraient être expérimentés également comme support d'immobilisation pour les champignons et ce serait une nouvelle

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approche à explorer pourla production de FA par fermentation submergée (SmF). De plus, les EGS sont une source très riche en CaCO3 et la production de FA nécessite l'utilisation de CaCO3 comme agent neutralisant et source de CO2 (pour la synthèse de l'acide oxaloacétique dans le cycle de tricarboxylique et la voie de carboxylation réductrice). Il est donc pertinent d'explorer l'utilisation des EGS pour la production par SmF de FA.

10. Comme la SSF offre une productivité plus élevée par rapport à la SmF, l'application d'AP et de déchets de pâte et papier (PP) pour améliorer la production de FA par SSF est justifiée.

11. La détermination spectrophotométrique de FA dans l'échantillon de bouillon fermenté n'est pas une approche méthodologique commune. Un équipement d'analyse sophistiqué, tel que l'HPLC, est généralement utilisée pour l'estimation des teneurs en FA. La littérature portant sur la production par fermentationde FA montre que la présence d'acide fumarique a été déterminée semi-quantitativement par la formation de fumarate mercurique insoluble dans l'acide nitrique à 5% et qu'elle est la méthode utilisée pour l'obtention d'une quantification exacte de FA. Ainsi, le développement d'une méthode de spectrophotométrie simple et rapide pour l'estimation des teneurs en FA présent dans des échantillons de bouillon fermenté peut être une option intéressante à explorer pour simplifier le dosage quantitatif.

12. La morphologie du champignon R. oryzae est influencée par la présence de métaux à l'etat traces tels que Zn2+, Fe2+ et Mn2+. Les caractéristiques morphologiques de la souche affectent le profil de production des produits fermentés dont le FA. La présence et les concentrations de Zn2+, Fe2+ et Mn2+ dans le milieu de culture sont importantes étant donné que ces trois éléments ont démontré leur influence sur la formation des granules pour différentes espèces de Rhizopus. Cependant, des études utilisant des nanoparticules (NPs) de Zn2+, Fe2+ et Mn2+ n'ont pas encore été réalisées avec R.

oryzae.