Les biotechnologies en Bretagne: situation actuelle et perspectives de développement dans l'industrie agroalimentaire

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Les biotechnologies en Bretagne: situation actuelle et

perspectives de développement dans l’industrie

agroalimentaire

Claude Broussolle, Gérard Brulé

To cite this version:

Claude Broussolle, Gérard Brulé. Les biotechnologies en Bretagne: situation actuelle et perspectives de développement dans l’industrie agroalimentaire. 38 p., 1987. �hal-02856806�

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Les biotechnologies en Bretagne :

situation actuelle

·

et perspectives de développement

dans l'indus

t

rje agro-alimentaire

C. BROUSSOLLE (INRA) - G. BRULE (ENSAR) DECEMBRE 1987

1.

AVANT-PROPOS

Cette étude a été réalisée à la demande du Comité d'Orientation de l'Observatoire Economique des Industries agro-alimentaires de Bretagne.

~ous adressons nos vifs remerciements aux membres du groupe de travail* qui ont ?articipé à cette étude en nous faisant bénéficier de leurs obsenrat ions.

*Ce groupe était composé de '1:-1. BELLEC (CA), 131..ANCHARD (DRRT), DAV11) (CRA) , DELACROIX (ANRED), DUBOIS (0BIL), HARDY (CAB), de LAUZANS: (~NRED), :..AUDRE~ (CRA), U. THIF,C (A~VAR), '1ARTI~ (CRITT), 'lOGRE (CRITT) , PIF.RRE (CRCI) SEBILLP. (CRA),

Les biotechnologies en Bretagne: situation actuelle

et perspectives de diveloppe.aent dans l'industrie agro-aliae.ntaire

C, BROUSSOLLE (INRA) - G. BRULE (ENSAR)

Dans les trente dernières années, 11 _{agriculture bretonne a connu} un développement et une modernisation sans précédent qui placent au-jourd'hui la Rretagne au premier plan des régions agricoles françaises. Toutefois, les problèmes qui subsistent, les difficultés nouvelles qui apparaissent, les profonds changements de 11 _{environnement économique} constituent autant de sources d'incertitudes pour l'avenir du "modèle" breton.

L'agriculture régionale qui a su contourner l'obstacle foncier en recourant à des productions intensives hors-sol est devenue grandement tributaire des fluctuations politiques et économiques de soc environne-ment, Or celui-c! est affecté par deux phénomènes structurels de longue durée : la crise générale _qui depuis le début des années 1970 frappe l'ensemble du système économique, et l'inadaptation, à l'échelle euro-péenne, d'une production agricole en croissance continue à une demande stagnante. L'époque d'une augmentation sans problème de la production est révolue. Malgré l'existence de besoins alimentaires considérables au niveau mondial, les débouchés solvables sur les marchés intérieur et extérieur ont peu de chance de progresser pour la plupart des produits, notamment ceux qui ont constitué la base du développement agricole breton, Il serait donc illusoire de penser qu'à court et moyen terme, les prix agricoles puissent, en 1DOyenne, s'orienter à la hausse, Si l'on veut que l'agriculture s'adapte à cette nouvelle donne et qu'elle demeure dans la région une activité dynamique et créatrice de riches-ses, des adaptations sont nécessaires.

Dans ce contexte difficile, la valorisation de la production par les LA.A, et la diversification des transformations qu'elles assurent constituent des atouts indispensables pour l'extension des débouchés de l'agriculture régionale. La modernisat ton de ce secteur est, par ail-leurs, un impératif pour améliorer ses résultats, le développer et, au moins, maintenir le niveau d'emploi actuel.

3.

Dynamique et puissante sous de nombreux aspects, l'industrie

agro-alimentaire qui a connu en Bretagne une croissance particulière-ment rapide a, cependant, des insuffisances, des faiblesses de

struc-ture et de rentabilité, qui lui confèrent une certaine fragilité, En

effet, si la Bretagne dispose d'un avantage dans la transformation des

matières premières agricoles qu'elle produit abondamment, elle reste encore trop orientée vers la production de biens à faible valeur

ajoutée pour lesquels la concurrence joue essentiellement sur les prix,

En revanche, elle a des difficultés à tirer bénéfice d'une

compétiti-vité hors coût (qualité, différenciation, . , , ) qui devrait lui permet-tre à la fois d'accroître sa production et d'augmenter les prix. Il faut donc accélérer le redéploiement de l'industrie vers la fabrication de produits alimentaires plus élaborés, ce qui impl:l.que l'usage de

technologies de plus en plus sophistiquées. Dans la compétition inter-nationale, l'investissement n'est plus un choix mais une contrainte, et les firmes doivent assurer leur mutation à part!r de la trilogie

mar-chés-produits-processus de transformation.

C'est dans cette perspective que doit être définie la stratégie à mettre en oeuvre par l'industrie bretonne si elle veut relever le défi

que représente la concurrence internationale et plus particulièrement la mise en place du marché intérieur communautaire à l'horizon 1992,

Comment préciser cette stratégie, sachant que des innovations technolo-giques majeures remettent en cause les structures industrielles et

changent les conditions de compétitivité? Sous la poussée des biotech-nologies, toutes les règles du jeu établies depuis des décennies sont

susceptibles d'être modifiées, car leur développement conduit à un

effacement progressif des frontières entre la chimie, la pharmacie et l'agroalimentaire et à un éclatement des filières traditionnelles liant

l'agriculture à l'industrie.

La difficulté à cerner tous les aspects d'une activité

interdisci-plinaire en mutation permanente nous a conduit, après avoir rappelé ce que sont les biotechnologies, leur champ d'application et les enjeux qu'elles représentent, à utiliser comme fil directeur de l'étude, les

différentes étapes d'un processus biotechnologique. Les positions

occu-pées par les entreprises bretonnes aux différents niveaux de ce proces-sus nous permettront de mieux apprécier les forces et les faiblesses de

l'industrie régionale et d'esquisser des perspectives de développe-ment,

I. Les biotechnologies: champ d'application et enjeux éconoaiqoes

A partir d'une matière première agricole périssable et de qualité variable dans le temps et dans l'espace, l'industrie alimentaire éla-bore des produits stables ( figure l) qui doivent satisfaire à de nom-breux critères de qualité. Ces critères concernent:

- les propriétés nutritionnelles (composition, valeur biologique), - les propriétés hygiéniques (état bactériologique, absence de

toxi-cité)'

- les propriétés de services (commodité d'emploi, services à l'util isa-teur, conditionnement),

- les propriétés de conservation (stabilité chimique et physique, résistance~ la détérioration, protection).

Figure l, Du produit agricole à l'aliment

GENIE GENETIQUE

i

ff

f/

·

___

BROYAGE

i--

- - - - -

1

MATIERES PREMIERES VEGETALES (CEREALES,

FRUITS ... ) ANIMALES (LAIT, VIANDE ... )

\

1

* Génie Industriel Agroalimentaire,

MECANIQUE PHYSIQUE BIOLOGIQUE CHIMIQUE

l

s.

Pour satisfaire à ces critères, les procédés technologiques utili-sés consistent, essentiellement, à combiner et à adapter les opérations unitaires caractéristiques de 11 _{industrie alimentaire pour tendre vers}

trois objectifs principaux (1) :

- extraire, valoriser et conserver les éléments utiles contenus dans les matières premières,

- préserver les éléments constitutifs du produit et le produit lui-même contre toute altération,

conférer au produit toutes les caractéristiques nécessaires à son usage et aux services qu' i l est appelé à rendre.

La qualité des aliments proposés aux co~s0mmateurs s'améliore constamment grâce à une plus grande maîtrise des procédés de fabrica-tion et au développement des technologies nouvelles. Actuellement, l'évolution scientifique et technique se caractérise par la mise en place de nouveaux outils, qu'il s'agisse de procédés de traitement et de conservation ou, plus fondamentalement, des biotechnologies. Un tiers des industries agro-alimentaires est concerné par leur développe-ment. Ce sont toutes les industries utilisant les phénomènes de fermen-tation (fromages, yaourts, panification, brasserie, charcuterie, .•• ).

Bien entendu, l'industrie agroalimentaire utilise depuis longtemps la fermentation d'un milieu naturel sous l'action de micro organismes (levures, bactéries, champignons) ·pour fabriquer du vin, de la bière, des fromages, •.• Ce qui est nouveau, c'est que, d'une part, grâce au

progrès des connaissances _fondamentales dans différentes disciplines, on parvient désormais à une bonne raaitrtse de ces processus et que, d'autre part, les biotechnologies permettent d'obtenir non seulement des produits consommés en l'état, mais aussi les co·mposants de la matière première agricole ; composants qui peuvent ensuite être

recom-binés ou utilisés comme ingrédients pour les besoins de l'industrie alimentaire.

On admet, généralement, que les biotechnologies recouvrent les techniques utilisant les potentialités des microorganismes, des cellu-les végétacellu-les, ou animacellu-les, ou des fragments biochimiquement actifs qui en dé ri vent. Ces techniques font appe 1 à des connaissances

fondamen-tales, issues principalement de la biologie, la biochimie, la microbio-logie, l'enzymologie et la génétique. Leur mise en oeuvre au stade industriel et commercial constitue la bio-industrie.

(1) B. Lacan, "Les mutations de la consommation alimentaire en France : le rôle de l'industrie". Annales de l'Ecole des Mines, juillet-aoGt 1986.

Le volume total du marché des biotechnologies était de 15

mil-liards de francs en 1985 (figures 2 et 3), Il devrait atteindre 400 milliards en l'an 2000, La pharmacie représenterait 68 % du total, l'agroalimentaire 20 %, l 1_{agriculture 11 %, •.. (1).}

Figure 2. Marchés mondiaux des produits issus des nouvelles

biotechnologies

2000 \995 1990

Figure 3. Pourcentage des marchés occupés par les produits issus des nouvelles biotech-nologies ~ar raport aux marchés totaux

,-,

Source: présentation S. Cometta, SRI International â la conférence Online "The world Biotech Report 1987".

Dans une étude consacrée aux biotechnologies dans le monde, le CESTA distingue plusieurs modèles de développement:

- un modèle spéculatif et financier que la Suède illustre assez bien et dans lequel l'émergence des nouvelles technologies laisse espérer aux milieux financiers des bênéfices considérables. Bien que ceux-ci aient été revisés ~ la baisse, ce modèle perdure et constitue un puissant modèle de développement.

(1) J. H. Nothias, '"Les biotechnologies mises à nu". Biofutur, n° 59, 1987.

- un modèle industriel que l Ion trouve au Japon. Les groupes

indus-triels s'appuyant sur des activités traditionnelles diversifient leurs activités en intégrant les nouvelles technologies. Une des faiblesses

du système est celle de la recherche de base. Actuellement, le Japon rattrape son retard en génie génétique.

- un "modèle de l'intégration", où recherche fondamentale, mise en

oeuvre industrielle, et financement sont associés et s'articulent correctement. Les Etats-Unis illustrent avec de nombreuses faiblesss ce rnodè le.

un "modêle de recherche~ que 11_{on rencontre en Europe. 11 est} caractérisé par une bonne maîtrise de la recherche fondamentale et des difficultés de transfert vers l'industrie. En France, le programme

mobilisateur mis en place devrait permettre de combler notre retard

dans certains domaines comme la microbiologie et le génie enzymatique.

En biotechnol0gie, deux types de processus sont, en effet, généralement utilisés

- la fermentation où des organismes vivants sont multipliés dans un

milieu nutritif qui secrète le produit recherché extrait ensuite du

milieu de fermentation.

- la conversion enzyoatique où des enzymes (protéines douées de pro-priétés catalytiques) extra.ites de cellules animales, végétales ou

mi-crobiennes sont utilisés pour transformer un produit en un autre (1).

Le développement des biotechnologies résulte d'une double prise de

conscience :

l) La nécessité d'utiliser au mieux la production agricole doit devenir matière biochimie agroalimentaire et pour une ration.

biomasse une partie de la

première renouvelable pour la

industrie de

l'agro-récupé-2) Les possibilités techniques offertes par le génie génétique on peut intervenir au coeur du patrimoine génétique d'un micro-organisme et y greffer des gênes porteurs d I

une fonction précise, notamment la (1) L'utilisation d'enzymes secrétées par des micro-organismes se généralisent, La valorisation de l'amidon des céréales passe par la sélection d'enzymes ayant des cara,;téristiques précises, notamment en ce qui concerne leur thenoostabi.lité. La valorisation des composés lignocellulosiques, que ce soit à des fins industrielles (papier, etc.) ou à des fins alimentaires, passe par une maîtrise des enzymes ligninolytiques.

production de substances complexes les micro-organismes peuvent

produire des protéines très difficiles à synthétiser chimiquement dès

que leur degré de combinaison dépasse un certain seuil ; Ils pourront,

également, produire bientôt des molécules aromatiques intervenant dans

les qualités organoleptiques (goût, saveur, odeur) d'un vin, d'un

fromage ou d'une viande.

Activité interdisciplinaire, dont la logique ne respecte pas

nécessairement les frontières et les domaines sur lesquels sont

cons-truits nos systèmes scientifiques, économiques et administratifs, les

biotechnologies conduisent â un effacement progressif des frontières

entre la chimie, la pharmacie et l' agroalil!lentai re, à une remise en

cause des structures industrielles et à un éclatement des filières

tra-ditionnelles liant l'agriculture à l'industrie (figure 4). Par exemple,

la farine de blé o'est plus regardée uniquement comme la matière

pre-mièn, de la meunerie et de la boulangerie, mais également comme un

mélange de protéines et d'amidon qu'il est facile de séparer, purifier,

transformer, et incorporer dans toutes sortes d'aliments. 11 en est de

même du lait dont les protéines sont extraites, puis utilisées comme

agents texturants, et dont le lactose peut servir de substrat dans les

industries de fermentation. I 1 se développe aussi progressivement une

chimie des macro-molécules végétales (amidon, lignocellulose, pectines, protéines, lipides).

On peut considérer que les apports des biotechnologies à

l'indus-trie alimentaire sont de trois ordres

- Elles contribuent à mettre à la disposition des industriels des

produits agricoles mieux adaptés aux besoins des consommateurs (

enri-chissement des protéines du blé en lysine et du mais en tryptophane ;

introduction chez l'orge de nouvelles enzymes protéolytiques pour

améliorer ses qualités brassicoles, .•• ). Compte tenu du fait que la

composition protéique et enzymatique des végétaux est un paramètre souvent déterminant de leur utilisation et que les progrès les plus

récents de la biologie permettent d I _{envisager de modifier cette}

compo-sition beaucoup plus profondément que ne peuvent le faire les méthodes

actuelles de sélection, on peut considérer que l'une des retombées

importantes des biotechnologies sera de contribuer à la production pour

l'industrie des plantes sur mesure (1). L'agriculteur de demain ne

fournira plus à l'usine de transformation du blé ou du mais, mais une

certaine quantité d'amidon, de protéines, de sucre ...

(Î)D'ores et déjà, ?ar exemple, on distingue, en Amérique du Nord, le

ma!s à amidon "branché" pour ses propriétés gonflantes et le ma!s à

amidon "linéaire" pour ses propriétés visqueuses ou pour sa

Figure 4. Quelquee exe• pl~s d~ ~crakingft de la mall~re premt~re AgrJcole ou la fin des fllfêrPs

TOPINAMBOUR

a..EAGINEUX ET f'OJVEUES CUL TUnES

t

acides gras à chaîne courtes et à chaîne longue

'

agrochimie insecticides, fonglcidos régulateurs de croissance teintures

savon a rie

Svurce C.E.S.T.A.

BETHERJ\ VES à sucnE CANNES à SUCRE

ISACO~E

PLANTES LIGNEUSES PAILLES DEütETS

'

~

I.___Q~-6 ____.

!

GALACTOSE C6 POlYCAR/30",IATES

BIOPES TICIDES _conllseries, pàtlsserios, biscuiteries, entremets, boissons

1

acides organiques, acide citrique.

acides aminés, médicaments, anlibioliquos éthanol, acolono. but,rnol :

tous los usagos do la grande chirnie donl m;iti(lros rlastiques ot carburanls

LAIT

sta01lisants et liants à usayFI élémontairo

11.ints, agglomérants. apprêts. produits dA couchage pour la papeterie cartonorle, textiles. fonderie, colles, bâtiment pharmacie produits d'hydrolyse malto doxlrinos 01 sirops de glucoso _.,. laits roconstitués. aliments infantilos ot diététiques _\.0

- Elles améliorent la qualité det eliu:ents et réduisent les coûts de production grâce à une meilleure r:..aîtrise èe l'emploi des micro-orga-nismes et des enzymes dans les procéd~s de fabrication (1).

- Elles permettent de créer des p .. ·'.:lduits nouveaux avec des qualités organoleptiques nouvelles grâce, en particulier, â la maîtrise de la production des arômes. Elles peuvent, en outre, offrir des débouchés nouveaux aux matières premières et "sous produits" agricoles et donner naissance à une nouvelle chimie à partir de l'amidon, des sucres ou de

la cellulose (2).

Cette nouve!:e source de progressif d'une industrie des

(P,A.I.) qui permet d'extraire constituants de base (glucides, tion.

produits repos~ sur le développement produits alimentaires intermédiaires de la matière première agricole les protéines, lipides) de notre

alimenta-Le tableau l donne les principales productions à usage alimentaire obtenues actuellement par voie biotechnologique.

~ Ce n'est pas toujours le désir de trouver des produits nouveaux qui motive les recherches mais la simple préservation des produits andens ; ce qui nécessite une plus grande régularité de la qualité, tant hygiénique qu'organoleptique c'est le cas, notamment, des fromages. En effet, avec la mise en place du grand marché européen, ces fromages seront soumis à la concurrence étrangère, et si l'on peut les attaquer au plan de l'hygiène, les conséquences en seront graves pour les producteurs français, Oe même faut-il assurer le maintien de certaines productions agricoles traditionnelles qu'une rentabilité insuffisante ferait disparaître.

(2) P. Feillet "agriculture, industries alimentaires et biotechnolo-gies" in "le jaillissement des biotechnolobiotechnolo-gies". Fayard. Fondation Diderot, 1987.

Tableau

l l.

Produits destinés à l'industrie agro-alimentaire, obtenuf'

par voie biotechnologique (1)

1

l

1

- 4.ciè: glutam,qu•: e: glu-t~m~t-=

- L,

s:n:.-- AC!Ot' asparllQU<' -

;,hé-r,\ 1_J.~n1ne

- Au:~~, acide• amines

V~!t:~ur tota~e ' Acide\ organiques

- Acd~ :!lnqu~

- A..:JO• l:.ictique (2_1

- Acide ?lucomque

Valeur ,otak : de l'ordre de 1

~ Enzvmes industriels :

- pour l'industrie de J'am,-àor

- pour industrie laitierè - dn·ers 1 1 1 Marche mondial 4 Ferments lactiques 1

\pour industries laitiere, char-cutière et ensilages·,

6 Biopolym~ru

(essent 1cllement xanthane'

Total général TonnaE?C \'ale~~ 1tl 1:-ni!lions ~• 3 ,(1 11()(• ~() (1)(1 ](l:'()t: 1500) 70) 1~r 5(, JO" 300 150 700 70 J. 2('(

/1) Hor< methionme. obtenue par S)'nthèst· chimique. :~, Part fabrique~ par fermentatior.

A lô lecture de ce tableau, or. ,:onstate que les utilisation:, de

ces produi~s sont très variées :

- Certains sont em;:iloyés directement dans les fabrications

alimentai-res, comme additifs, pour les propriétés de goût, d'acidité, 01.: de

~exture qu'ils y apportent c'est le cas notamment du glutamate

mono-sodique, utilisé dans les bouillons et les potages, mais aussi dans les

charcuteries et les plats pré?arés, dont 11 rehausse la saveur, des

acides ci~rique, lactique ou gluconique, ou du xanthane;

- D'autres sont utilisés comme agents nutritifs i l s'agit notamment

des acides aminés, éléments essentiels à la croissance, des mélange:::

d'acides aminés sont effectués pour l'alimentation parentérale en

(l) B. Collomh, "Laffarge Coppe

Annales de l'Ecole des ~ines,

biotechnologie et agro-ali~entaire' juillet-août 1986, p, 65.

alimentation animale, des quantités importantes d'acides amines (sur-tout méthionine et lysine) sont consommées afin de régulariser les '.:eneurs des aliments naturels, pallier leurs carences et réduire les gaspillages en protéines;

- D'autres enfin sont eruployés ~ommt intermédiaires dans des processus de transformation qui fournissent des produits alimentaires par exemple l'aspartarne, édulcorant de synthèse non calorique qui est en train de remplacer, aux Etats-llnis, la saccharine dans les boissons diététiques et qui est produit à partir de deux acides aminés : l'acide aspartique et la phénylalanine. Plusieurs enzymes jouent aussi un rôle déterminant dans la filière amidon, d'où sortent de nombreux produits, dont plusieurs sont à usage alimentaire (1). Ils peuvent aussi être utilisés dans la filière sucre.

Cette description montre en outre la difficulté à tracer une fron-tière nette délimitant le domaine des biotechnologies. Dans les indus-tries de l'amidon ou du sucre, par exemple, sont mêlés des processus de simple ~xtraction, et de traitement des matières naturelles, par des procédés enzymatiques, La concurrence est ouverte entre bioconversion et synthèse chimique pour l'obtention de certains produics. Toutefois, la biochimie présente de très nets ;;ivantages pour la fabrication de produits alimentaires; qu'il s'agisse d'enzymes dont la synthèse est

souvent difficile, de la fabrication d'acides aminés pour lesquels la fennentation a l'avantage de ne· produire que l 'isomère qui est en général seul assimilable ?ar l'organisme, ou l'obtention des arômes et des parfums, Seule l'acide lactique voit encore la coexistence des deux procédés àe fabrtcation,

La biologie moderne ne va pas nécessairement faire naitre une

industrie totalement nouvelle. Elle va, plus probablement, envahir de nombreuses branches industrielles en tr.ansformant leurs procédés de

fabrication. Il s'agit d'industries où la matière grise joue un rôle déterminant en développant dans les laboratoires de recherche des sou-ches bactériennes originales aux propriétés intéressantes. La mise ;;iu travail de ces souches relève d'une industrie de haute technologie associant étroitement les processus biologiques et électroniques, Le développement des technique~ utilisant les potentialités des micro-or-ganismes nécessite en effet des contrôles de processus en temps réel. L'informatique et l'automati.on doivent donc être couplées avec les techniques de fermentation pour en contrôler les réactions avec une extrême rigueur, ')es capteurs installés dans les fermenteurs mesurent en permanence certaines données et un ordinateur, qui traite ces infor-~ations, assure la régulation,

(1) Produits à partir de l'amidon du mais, les sirops à haute teneur en fructose (SHTF) sont des liquides facilement utilisables et trans-portables. lls ont un pouvoir sucrant supérieur aux sucres tradi-tionnels, De plus, ils ne sont ras sou•is ,1ux aléas du marché mondial du sucre o~ les cours varient beaucoup et rapidement.

13.

Toutefois, le progrès des manipulations génétiques ne doit pas faire oublier que d'autres disciplines nécessaires au développement des biotechnologies accusent un certain retard. En microbiologie, le nombre d'organismes étudiés est très restreint, et l'analyse des relations

entre les aptitudes métaboliques du microorganisme et le milieu dans

lequel il vit a été délaissé. Dans le domaine de l'ingénierie appliquée

aux systèmes biologiques (conception de fermenteurs et de réacteurs, technologies de fermentation, ~rocédés d'extraction et de purification des produits) de nombreux progrès restent aussi à faire. Actuellement, le développement des biotechnologies oriente et conditionne celui des biens d'équipement. On assiste d'ailleurs à un "éclatement" de ce secteur '1ui ~énéficie des progrès réalisés dans l'industrie chimique

("cracking alimentaire"), nucléaire (matériel d'ultra-filtration),

textile (matériel de texturation et de filage), électrique (matériei de

.::ontrôle et d'automation) ..• !..'automatisme et la robotique sont les

éléments essentiels de cette mutation. Ainsi la mise en place de lignes de fabrication automatisées, séquencées, pour obtenir des fabrications

flexibles en relation avec les différents marchés, nécessite le

développeoent du génie des procédés celui-ci intègre toutes les

découvertes des sciences tant t-iotechnologiques que physicochimiques, les autooatismes et la robotique ; il constitue le levier technologique

nécessaire pour cette réussite de l'industrialisation du secteur

agro-alimentaire de demain. A défaut, la France devrait importer des usines clés en main (1).

Le tableau 2 donne une liste non exhaustive des principaux groupes

engagés dans des fabrications biotechnologiques à usage alimentair~.

(1) groupe de travail "Progrès de la biologie et des technologies du

Tableau 2. Principaux producteurs par voie biotechnologique de produits

à usage alimentaire (1)

1. Producteun d 'ad des amlnés

Ajinomoto Kvowa Hakko

Orsan (Lafarge Coppée,

,\1iwon Nationalité Japon Japon France Corée du Sud

2. Producteurs d'acide citrique et/ou d'enzymes

Pf1zer Etat5-Unis

Miles Laboratories Hoffmann Laroche Novo G1st Brocades 3. Autres producteun Rhône-Poulenc Sanofi Œlf) Etats-Unis Suisse Danemark Pays-Bas France France CA global en M5 2 150 1 000 150 3 800 800 3 500 350 t,00 4;00 1 200

Activités bio-alimen t aires

Acides aminés (CA env. 400 MS)

Condiments Aspartame

Acides aminés (CA env. 150 M$J

Alcool

Acides aminés !CA env. 130 ,\-1$}

A.:-ide;. aminé~ iCA env. 120 .\Uî

Acides organiques (citri.)

Enzvmes

Acides citrique - Enlymes

Acides citrique - Vitamines Enzvmes

Enzymes - Alcool • Levures

Xanthanc • Vitamine B 12

Arômes • Additifs alimentaires

Les développements qui précèdent, aussi favorables soient-ils aux

biotechnologies, ne doivent pas faire oublier qu'il existe, néanmoins,

un certain contraste entre la rapidité du progrès scientifique, d'une

part et d'autre parc, les délais et les limites du développement

indus-triel. Ce décalage tient à la fois à la complexité des conditions de

développement industriel, à l'utilisation des organismes modifiés, aux

hésitations de la réglementation mais aussi, aux fluctuations des prix.

C'est ainsi, par exemple, qu'en 1986, on a enregistré une baisse

sensible des prix européens de la lysine industrielle utilisée dans

l'alimentation animale. Cet.te chute s'explique par la baisse des cours

mondiaux du soja, stipulés en dollars. Elle a m1s en difficulté les producteurs de lysine.

Par ailleurs, on peut se demander si les consommateurs sont prêts

i

l'indus-trie alimentaire ne se contente pas de s'adapter à l'évolution de la

demande ; elle cherche, bien souvent, à l'orienter. L'enquête effectuée

par le centre français de recherches en sciences sociales et

économi-ques dans neuf pays d'Europe met en évidence des comportements qui

ouvrent de larges perspectives à l'industrie alimentaire.

15.

Les limites entre le 11aturel et l'artificiel s'estompent pour

autAnt que le produit "artificiel" apporte des qualités supplémentaires

au produit naturel, C'est ainsi qu'en France, al()rs que 62 % des

per-sonnes interrogées étaient, en 1976, opposées aux produits "synthéti-ques", i l n'y en a plus que 47 % en 1184.

')n assis te :onctionnelle. culinaire sont

au développemer.t rl'une alimentation individualisée et

Le besoin de variété, l'int~rêt pour l'innov3tion

autant d'éléoent.:; déterminants dans l'acceptation dP.

nouveaux produits.

Le contrôle de l'alimentation par Jes regimes régulièrement suivis

est une tendance qui se généralise. '}n nombre croissant de personnes

surveillent la consommation de certdins produits (tableau 3).

Tableau 3. 1978 1984 alcools 42

"'

L'apparition d'un courant diététique P.st très nette 38 ~; des

personnes interrogées déclarent consommer des produits diététiques ou

dllégés et 48 % manifestent 1Jn intérêt pour des produits enrichis ou

améliorés.

3ien que les écarts restent parfois considérables entre les

con-sommations respectives des différentes catégories sociales, on observe

une ~enda~ce générale à la réduction des disparités alimentaires e~tre

le Nord et le 3ud de l'Europe. Toutefois, l'harmonisation des

législa-tions ali.:11entaires dans la Communauté Economique Européenne est loln

d'être terlT!inée. Ajoutons que les associations de consommateurs, qui

n'ont ?as encore défini de posi'::ion générale à l'égard des produi.ts

issus des biotechnologies, restent vigilantes.

T_ 'ali:nentat ion des prochaines décennies cherchera avant tout à

répondre à deux préoccupations majeures des consommateurs : elle devrd

être équilibrée et ne pas nuir~ à la ~anté. Il y a, en effec, une µrise

de conscience générale de ce qu'il ~onvient d'appeler un juste rapport

'.-1'>lheureusement, les recherches en nutri.tion humaine ne sont pas

encore suffisamment développées pour mieux définir et spécifier les

qualités des produits adaptés aux diverses demandes. C1_{est une lacune} i.mportante, car le développement des industries alimentaires implique

que soit clairement établie ijne politique alimentaire.

11. Les biotechoologies dans l 'industrie alimentaire bretonne

autations techniques et économiques

bien que la Bretagne n'ait pas été retenue comme pôle régiona:_

biocechnologique, de nombreux éléments 11ilitent en sa faveur. ')utr'::

l 1_{importance du gisement rle matières premières dont elle dispose, elle}

compte déjà un certain nombre de réalisations industrielles et l'on y

?bserve le di'iveloppement de centres cle recherches et d1_{organismes de}

transfert de plus en plus efficaces. On peut, néanmoins, s'interroger

sur l'aptitude des entreprises de petites et moyennes dimensions, qui

constituent l'essentiel du tlssu i:.1dostriel breton, à exploiter les

voies nouvelles de la bioindustrie. ~ussi, pour essayer d'apprécier les

perspectives réelles de développement qui s'offrent à la région,

3naly-serons-:1ous les positions qu'occupent les firmes régionales aux diffé

-rents niveaux d'un processus ~iotechnologique. ~ette démarche :1ous

permettra de faire l'inventai.re des forces et des faiblesses de l '

ir.-dustrie agro-alimentaire et de proposer des orientations tout en tenant

compte de l'évolution des technologies et Je la demande,

Les différentes étapes d'un processus biotechnologique sor.t

repré-sentés sur la figure.'.. Nous étudierons donc successivement, les ,es

-s0urces de la Bretagne en nat Lère,; première,;, le fr.3ct ionnement de

celles-ci èn leurs différents composants, les ?rocessus de bioconver-sion ;:-rO\Hement dits et, pour ter;r,iner, ld formulation, c'est-à-:lir~, la cornbi~aiso~ des éléments nécessairès à la fabrication de différentA~ catégories d'aliments.

l . ~es ~atières pre~ières

la 3retagne est :Jne "'Tline" de -:iatières premières biologiques (7

milliards d'oeufs, 6 milliards de litres de lait . . . ) auxquelles il faut

ajouter les coproduits résul~ant ~e leur transformation conventionnelle (lac~osérum - sang - cinquième quartier - déchets de filetage . . . ). Ces

~atlères premières, dont certdins éléMents constitutifs sont d'un inté

17.

Figure 5 LES DIFFÉRENTES ÉTAPES D'UN PROCESSUS BIOTECHNOLOGIQUE

P.A.I.

*

Bioconversion

! 1

1 1

TECHNIQUES I GÉNIE GÉNIE I FORMULATION

MA Tl ER ES

StPARA TIVES

/,_M_I

C-ROB

I::~:::::

PREMIERES _t

j

-i--

Lait Ovoproduit Sang Poisson Légumes Algues Protéines Glucides Lipides Pectines

1 ndustr ie de première transformation

* Produits Alimentaires Intermédiaires

Peptides Acides aminés Edulcorants Acides Arômes Vitamines Antib ,otiques Enzymes Alimentaire (charcu• terie, fromagerie, confiserie, ... ) Pharmaceutique Cosmétique Chimique 1 - - - , . - 1 ndustrie de seconde transformation

utilisées pour leurs propriétés spécifiques ni leur intérêt

nutrition-nel; on cherche plutôt à s'en débarasser qu'à les exploiter car elles

sont biologiquement instables et deviennent rapidement source de nui-sance. L'examen de la composition biochimique des différentes matières

premières (tableaux 4, 5, 6 et 7) montre qu'elles sont principalement

source de protéines et de lipides quant aux sucres, ils ne sont présents que Jans les dérivés du lait, mais compte tenu de l'importance de cette production en Bretagne, les quantités disponibles sont loin d'être négligeables. En effet, la région produit, environ, l milliard

de litres de lactosérum, soit l'équivalent de 50 000 tonnes de

lac-tose.

Tableau 4. Composition du lait et de ses coproduits (g/1)

lait lacto- ultrafiltrat de

sérum lait et lactosérum extrait sec 120-140 60-68 55-60 protéines 30-35 6-8

Tableau 5. Composition des ovoproduits (g/kg)

oeuf blanc au.1e coquille

extrait sec 265 115 515 1000

protéines 130 100 160 20

lipides 120 340

sucres 7 7 6

minéraux 9 J 10 980

Tableau 6. Composition du sang et de ties dérivés (g/1)

sang séruo cruor extrait c;ec 150-200 85-100 400 protéines 120-160 70-80 350 lipides 10-20 5-6 40 sucres

-

₁

₁

19.

Tableau 7. Composition de quelques poissons (g/kg)

merlu sardine hareng maquereau

extrait sec 215 280-380 310 320 protéines 180 180-200 170 180 lipides 10-20 80-150

l

1

Certai~s constituants biologiques présents dans ces diverses matières premières ~ossèdent des car;ictéristiques physicochimiques et des propriétés qui leur sont propre~, alors que d'autres ne présentent pas de spécificités particulières par rapport à leurs homologues issus d'autres ;natières premières. Dans le premier groupe se trouvent les protéines animales qui présentent des caractéristiques particulières qu'on ne retrouve pas dans les produits d'origine végétale; tandis que les li?ides du lait et de l'oeuf ne se distinguent pas fondamentalement de celles des huiles végétales, si ce n'est par la présence en quantité plus ou moins importante de phospholi?ides ; quant au lactose qui est un diholoside (glucose-galactose)~ il présente une originalité par rapport aux sucres d'origine amylacée, à savoir, la présence de galactose qui a priori apparaît plus comme un inconvénient que comme un avantage.

Les caractéristiques physicochimiques particulières de certains constituants confèrent à ces matières premières des propriétés fonc-tionnelles (solubilité, pouvoir 11oussant, pouvoir gélifiant, pouvoir émulsifiant, rétention d'eau) très recherchées de l'industrie agro-ali-mentaire; c'est ainsi que le lactosérum, le sérum sanguin, et le blanc d'oeuf sont utilisés pour leurs propriétés moussantes et gélifiantes, alors que le jaune d'oeuf l'est pour ses propriétés émulsifiantes. Ces caractéristiques leur confèrent également des propriétés nutrition-nelles et physiologiques, plus ou moins bien exploitées. C'est ainsi que la valeur nutritionnelle de certc1.ins coproduits (lactosérum, sang) a longtemps été négligée et que le rôle physiologique des phosphopro-téines présentes dans l' oeuf et dans le lait, celui. des glycoprotéines que l'on trouve dans le (:Olostrurn et le blanc d'oeuf n'ont attiré l'attention des chercheurs que depuis peu or, ils possèdent des propriétés physiologiques, bactériost~ti.ques et irnmunologiques intéres-santes.

Toutefois, l'importance des productions animales ne doit pas nous faire négliger des productions végétales dont certaines sont très importantes dans la région (chou-fleur, artichaut (1), algue). Nous avons fait figurer dans le tableau 8 les diverses utilisations des phycolloides qui sont extraits des algues. Rappelons que la France qui possède en Bretagne des sites privilégiés de production de diverses espèces d'algues est importatrice de 6000 to:1nes de GRACILARIA sèchées (algues rouges).

L'intérêt nutritionnel, technologique (propriétés fonctionnelles), diététique, physiologique, voire thérapeutique, d'un nombre important des matières premières de la région peut être considérablement augmenté si l'on procède au fractionnement des constituants possédant les pro-priétés recherchées, fractionnement qui sera suivi, éventuellement, de biotransformations. Toutefois, s'engager dans la recherche de nouvelles valorisations qui mettent en oeuvre des opérations de "cracking" ne peut s' envisager que si les ;uatières premières disponibles présentent une grande réguliirité dans leur composition, leur qualité, l'approvi-sionnement des usines et offre toute garantie hygiénique (absence de pathogène et de résidus).

La maîtrise de la qualité àes matières premières et des coproduits résultant de leur transformation· est une nécessité si nous voulons rentrer dans l I aire des biotechnologies. Un certain nombre d I indus-triels bretons en ont pris conscience c'est ainsi que Bretagne

-Biotechnologie Alimentaire, (BBA), association d' industri.els laitiers et d'organismes de recherche a établi un programme de travail sur l 'amélioration de la qualité du lait que certains industriels ont amélioré les conditions hygiéniques de collecte et de conservation du lactosérum et du sang et que d'autres ont même été conduits à modifier fondamentalement leur technologie de base de façon à améliorer la qua-lité des coproduits (caséineries BR1D8L, TRIBALLAT, ARGUENON).

2. Le fractionnement de la matière première agricole par des procédés physicochimiques

Bien que le fractionnement proprement dit de la matière première agricole ne fasse pas, en toute rigueur, partie des processus de la bioindustrie entendus au sens strict du terme, il ne nous parait pas souhaitable de dissocier les biotechnologies des techniques physiques qui penne?.ttent de les mettre en oeuvre et dont elles ont souvent développé l'emploi ( ult raf ilt r&t ion, osmose inverse, chromatographie, électrodialyse, .•. ). En effet, les mdtières premières, qu'elles soient (1) dont on extrait la sinarine à u~age pharmaceutique.

Tablrou 8. Utllisatioo des Jhycocollotdes

f,C,Af{-f,C,Af{

~ s

espèces Gelidhan sp. Chondrus crispus utiliséei Gracilaria sp, Gigartlna stellata

Pterocl.adia sp.

pays Phllippinea, Japoo, Corée (REP), Europe,

produc- U.S.A., Canada Japoo, Canada,

teurs Chine rœd.d., Australie, Afrique d.i Sud,

Chili Portugal,

N~Zealand, Algérie, Ner?,ealand

Séné9.al

propriê- - Insoluble dans asu froide Maction avec la

tés - Grand paivolr ~llfiant à caséine i:hysique! très faible CD11Centration

et - Fonll! avec l'eau un liquide

chimiquei qui une fois refroidi preoo en gelée fenœ, élastique

va.lori- - Agents de suspensioo - Plusieurs utilisations

sation - Epaississant, stabilisant, comrunes avec agar-agar

gélifiant - Préparations d' alirœnts

- Millen de culture en labo diététiques

- Glace de conscmœtion, - Sauces pour salades yaourt - Prcrlults µiarua.ceutiques

- Conserverie : gelêe fenœ activité antiseptique=

pour éviter 1' eroomragerœnt traiteiœnts gastriques de viandes oo polssoo - Blanchisserie: apprêt perrlant le transport _{- Dent} if ri.ce, roou1es - Industrie : 1toJl.ages fins, d'appareils dentaires

[i,otograJh ie. _{- Cùrrlf} icat ton de 1a bière, ck.t miel FURŒLLARANE Furcellaria fastlgat~ ru lombricalis Danenark (Baltique) Cat'l:lda Peut se combiner à d'autres gcmœs ou agents épaississants - Succédané de l'agar - ~ % industrie agro-a.liiœntaire - Cosmétique, prépara-tians diétiques, alJiœntation des nourrissoos Al.GlNATES Macrocystis pyrifera Laminaires (L, digitata) Ascofhyllum sp. Sargassum Pacifique Nord-Est Califomie, Chil 1. Europe (Norvège) URSS, J apoo, Groenl,:ind Tr~ hydroçhile Alg1nates riches en acide glucurcniques œt uœ affinité pour ioos bivalents lents

- ~~dec ine : décontaminants

- Pharrœcie : pouvoir stabi lisant: pilule, pcmnade - I.A.A. : ccoditlonnement

des produits laitiers Assaisooœment, bo issoos rafraichissantes, conf!-serie, chocolat au lait, peau saucisse de Francfor1 - Lessive au p()Jvoir

lubrlfiant

- Industrie textile : encol lage et productlon d'une fibre de qualité

supé-rieuœ à œlle de 1;,i soie ,:i.rtificlelle

- Industrie 1:apier, pla

s-tique, caoutchouc

N

d'origine animale ou végétale, seront de moins en moins utilisées en l'état dans l'élaboration des aliments ; l'examen de la composition de nombreux produits alimentaires reflète déjà cette évolution. Le fractionnement des constituants (lipides, protéines, sucres, arômes, pigments •.• ) des différentes matières prernieres offre de nombreux avantages i l perillet notamment d'offrir aux industries dites de se~onde transformation (biscuiterie, salaisonnerie, confiserie, diététique . . . ) une multitude de produits alimentaires intermédiaires (P.A.I.) dont les propriétés fonctionnelles et (ou) nutritionnelles sont améliorées par rapport à celles des matières premières initiales.

L'industrie agro-alimentaire, et notamment l'industrie laitière bretonne, â acquis ces dernières années 11ne très grande maîtrise des

•éthodes et techniques de fractionnement des constituants biologiques.

~es progrès réalisés ces dernières années dans le domaine du frac-tionnement sont à attribuer à l'amélioration des connaissances biochi-miques et physicochibiochi-miques des matières premières ainsi qu'au dévelop-pement des techniques nouvelles de séparation.

Parmi les techniques les plus utilisées à grande échelle et dont certaines sont toutes récentes, nous pouvons citer la centrifugation, la filtration, la microfiltration,· l'ultrafiltration, l'osmose inverse, l'évaporation, l'électrodialyse, la chromatographie.

1...a centrifugation est une des techniques les plus anciennes de l'industrie traitant des liquides alimentaires ; elle permet de séparer sous l'action d'un champ centrifuge les constituants de masse volumi~ue différente.

La filtration est une opération également très répandue dans l 'in-dustrie des boissons elle rend possible l'éliminatlon des élérn,~nt'-' insolubles et dans certains cas, elle réduit la concentrdti.on de la flore microbienne (1).

La rnicrofiltration est une technique de séparation sur :nern~r,3ne,, (organique ou minéral) dont le diamètre des pores varie de 0, 1 à 2 ~ m ; la solution à traiter circule à grande vitesse, tangentiellement à la membrane et sous 1'3.ction d'une pression qui permet le tranfert du

(Ï)Cette opération consiste à transférer la solution à traiter au travers d'un support poreux, est limitée dans le temps par l'en-crassement progressif du filtre par les éléments insolubles. La filtration classique va disparaître progressivement face '3.u déve-loppement de la microfiltration tangentielle.

23.

microfiltrat au travers de la membrane. Cette technique, par rapport à la filtration, offre l'avantage de pouvoir éliminer de façon continue tous les éléments particulaires retenus par la membrane; en outre, le nettoyage des microfiltres est très Gisé. Des progrès considérables ont

été réalisés ces deux dernières années dans le domaine des membranes.

Ces techniques étant modulaires ne permettent pas de réaliser des

économies d'échelle importantes; elles sont donc, tant d'un poi•'\t de

vue technique qu'économique, accessibles à toute entreprise quelle que

soit sa dimension.

L'ultrafiltration est, comme d~ns le cas précédent, une technique

de séparation sur ~embrane semj-perméable; mais dans ce cas le

diamè-tre des pores est de l'ordre de 0,003 à 0,03 um. Elle permet de concen-trer sélectivement les macromolécules dont le diamètre est supéreur à

celui des pores de la membrane; elle rend possible l'enrichissement en protéines et en lipides d I _{un très grand nombre de liquides}

alimen-taires. Cette technique dont la fiabilité industrielle est largement démontrée est bien implantée en Bretagne et dans des secteurs très

variés (jus de fruits, ovoproduits, lait, •. ) comme nous l'avons indiqué précédemment, la conception modulaire de cette technique L'i rend accessible à toutes les entrepries, Cette technique, associée ou

non en amont avec la microfiltration, est, très souvent, mise en oeuvre dans les opérations de fractionnement des constituants biologiques.

~lous estimons à environ 3000 IJ.2 la surface totale de membrane

d'ultrafiltration en Bretagne (1). Les industriels bretons bénéficient

du support technique et scientifique du laboratire de recherche de

technologie laitière qu a· contribué de façon importante, en étroite

association avec les constructeurs, au développement des techniques à membrane.

L' électrodialyse, basée sur le transfert des espèces ioniques au travers d'une membrane sous l'action d'un champ électrique, est une technique qui s'impose dès qu'on se trouve en présence de liquide très fortement minéralisé (exemple : déminéralisation du lactosérum) : elle permet en effet d'éliminer tous les ions, organiques et minéraux, de

faible poids ~oléculaire. Le développement industriel de cette techni-que n'a pas été aussi important qu'on l'escomptait, bien que les

équi-pements proposés présentent une grande fiabilité (2).

(1) Le marché est principalement occupé par deux constructeurs

fran-çais : SFEC et Khône Poulenc, réunis depuis peu au sein d'une même société.

(2) Il semble que la société de recherche des techniques industrielles

(S.R.T-I.) fabriquant les équipements n'a pas bénéficié d'un

sup-port technique et scientifique suffisant dans le domaine des

La chromatographie, si elle est bien connue au niveau du labora-toire, est une technique avec laquelle les industriels de l1

Agro-ali-mentaire sont peu familiarisés (1). Cette technique se distingue de celles que nous avons décrites précédemment en deux points: sa mise en

oeuvre est discontinue et les débits qu'elle assure sont beaucoup plus faibles. Elle se situe en général en aval des procédés de fractionne-ment et sa mise en oeuvre se justifie lorsque les produits obtenus so~t à forte valeur ajoutée (exemple : certains peptides du lait).

L'osmose inverse et l'évaporation sous vide sont deux techniques qui se situent en Rval de l'ensemble des opérations technologiques car elles permettent l'élimination au moins partielle de 11 _{eau avant la}

déshydratation totale en séchoir ou atomisateur ou lyophilisateur (2) ; l'osmose inverse présente deux avantage; par rapport à l'évaporation : très faible consommation d'énergie, conception modulaire qui rend son acquisition possible quelle que soit la dimension de l'entreprise.

~ous avons donné (figures 6, 7 et 8) quelques exemples de frac-tionnement de matières premières d'origine animale ainsi que les pro-duits obtenus.

(1) Elle consiste à séparer les constituants en fonction de leurs caractéristiques physicochimiques (taille, charge ou affinité spé-cifique) lors d'un transfert, assuré par une phase liquide mobile, au travers d'un support solide placé dans une colonne.

(2) Dans le cas de l'osmose inverse, l'eau est éliminée par transfert au travers d'une membrane sous l'action d'une pression et dans le

cas de l'évaporation le transfert d'eau nécessite le passage de l'état liquide à l'état vapeur.

Figure 6. LAIT ENTIER 1 centrifugation

-1

l

/

~

microf ilt rat ion

j

/

\

/ ~

Figure 7.

OEUF ENTIER

/

o v o ~

Figure 8. Valorisation du sang

Plasma congelé Sang alim. conp.elé Saldison Pharmacie

Sang non Poudre do

alirn. con , ,ang entier

Chiens Al im. du Chats bétail Phar,nad Salaison Colle Oenologie frai 9 Salaiaon Phannaci Cuisson cruor F.adne de sang entie

Phanriaci Alim. du Alim.

Oenologi bftail bétail

du Chien• Engrai• Chatt EngraÎ5 Agents Abattoir Abattoir Industriel Sp~cia 1 i aé Abattoir Indus tri el Equariueur

27.

Un certain nombr~ d'entreprises ont acquis ces dernières annés une

bonne maitrise des techniques de fractionnement; on peut citer dans 1~

cas du lait TRIBALLAT, ARMOR PROTEINE, BRIDEL, ULN, LACTO

BRETA-GNE ••• ; dans le cas des ovoproduits : ABCD, GERCAVI ; dans le domaine

végétal AROHES DE BRETAGNE, GOEM'.AR dans le domaine du sang

VAPRAN.

Bien que ce soit difficile à évaluer, nous pensons que seulement

10 à 20 % des matières premières disponibles sont actuellement

utili-sées pour en extraire leurs différents constituants. Pourtant les

débouchés existent, tant en France qu'à l'exportation, et le fabricant

de ces produits alimentaires intermédiaires (PAI) sera de plus en plus

sollicité par l' industriE, alimentaire de deuxième transformation. Il

devra fournir des produits standardisés, à caractéristiques

nutritionnelles et fonctionnelles bien définies, dans lesqulles le

fabricant de produits de consommation puisera pour élaborer les

produits demandés par le consomrr.ateur (1).

Un nombre plus important d'entreprises de la région pourrait

s'engager dans cette voie du "cracking" si elles pouvaient :

- accroitre leur niveau d'encadrement, notamment dans les petites et

moyennes entreprises. Les technologies de fractionnement impliquent une

technicité de plus en plus poussée mais exigent surtout une très grande

rigueur dans l'exécution. Les entreprises devront donc faire un effort

de formation du personnel ·et recruter à un niveau de compétences plus

élevé.

- bénéficier d'une aide technique et scientifique, tant de la part des

organismes de recherche publique que de celle des constructeurs de

matériel. Le développement et la mise en oeuvre de nouvelles techniques

de fractionnement, leur automatisation et l'optimisation de leur

fonc-tionnement seront d'autant plus rapides qu'on arrivera à faire

colla-borer les industriels, les chercheurs et les constructeurs de matériel.

A ce propos, on peut regretter qu'aucun des principaux constructeurs français ne soit implant€ en Bretagne alors que cette région représente

pour certa.ins d'entre eux un marché potentiel important.

- disposer des mo)•ens d I _{investigation des nouveaux marchés : la}

recher-che de nouveaux débouchés, tant au plan national qu'à l'exportation,

implique de bien connaître les propriêtés des nouvelles matières

pre-mières que sont les PAI et les conditions de leur mise en oeuvre dans

(Î)voir à ce sujet, C. BOURGEOIS,

transformation agroalimentaire'" 175, avril 1987, 66-68.

"L'évolution biotechnlogique de la

l'élaboration de produits finis, Pour vendre leurs produits, les

indus-triels devront faire appel à des agents commerciaux ayant les

connais-sances suffisantes pour fournir l'appui technique nécessaire à la mise

en oeuvre de ces PAI.

3. La bioconversion

Fractionner la matière première agricole pour en extraire ses

composants est une première étape qui va dans le sens d'une meilleure

valorisation des ressources disponibles. Faut-il en rester là?

Evidenr-ment non, car ce serait se priver d'une valeur ajoutêe supplémentaire

et laisser à d'autres la possibilité de fabriquer des produits plus

élaborés à partir des éléments que l'industrie régionale leur aurait

fournis. L'objectif doit être d'aller le plus loin possible dans ce

processus de valorisation, tout en ayant conscience des contraintes

techniques, économiques, et financières qui limitent nécessairement les

ambitions des petites et moyennes entreprises constituant l'essentiel

du tissu industriel breton.

Par conséquent, les nouvelles matières premières obtenues grâce à

la mise en oeuvre des techniques de fractionnement précédemment

décri-tes doivent être, dans une deuxième phase, soumises à des traitements

de nature chimique (comme, par exemple, l'hydrogénation des lipides) ou

plus particulièrement, de nature biologique ( fermentation, hydrolyse

enzymatique), qui permettent d'améliorer leurs propriétés

fonction-nelles ou nutritionfonction-nelles et, dans certains cas, de créer des molécules

d'intérêt thérapeutique.

La connaissance des microocganismes et des enzymes, la maîtrise de

leur production et de leur utilisation à l'échelle industrielle, le

transfert de compétence du génie chimique au génie biologique laissent

espérer un développement rapide des techniques de bioconversion.

La mise en oeuvre des microorganismes (génie microbiologique) et

des enzymes (génie enzymatique) peut se faire suivant trois modes opê-ratoires.

Les microorganismes ou enzymes sont mis directement au contact du

substrat à transformer dans une cuve agitée; on laisse la réaction se

dérouler et ensuite on procède à l'extraction des produits de la

réac-tion avec récupération, dans certains cas, des enzymes ou

microorga-nismes : ce sont les rêacteurs nbatch". L'inconvênient de ce type de

rêacteur est son caractère discontinu qui n'est pas toujours compatible

29.

Les microorganismes où les enzymes sont introduits dans un système

agité ; le substrat est introàuit en continu et le milieu réactionnel

contenant les produits est éliminé en continu mais avec rétention du

microorganisme ou de l'enzyme dans le système: c'est le réacteur agité

continu (CST).

Le troisième mod~ de fonctionnement consiste à introduire l'outil

biologique sous une forme immobilisée sur une phase solide dans une

colonne; le substrat est soumis à la réaction lors de son transfert et

à la sortie les produits sont collectés de façon continue ; c'est le

réacteur "piston",

Le trava:U en batch agité peut se faire dans le cas, notamment,

des réactions enzymatiques, avec des équipements assez simples tels

qu'une cuve à double paroi pour thermostater le milieu et un agitateur mécanique ; seuls les paramètres pH et température sont importants.

Dans le cas des fermentations, il existe davantage de contraintes car,

d'une part, i l y a des exigences hygiéniques à respecter au cours de la mise en oeuvre du matériel et des produits et, d'autre part, les para-mètres à contrôler sont plus importants (pH - température - oxygène

-C02 •.• ). Ces opérations ne présentent pas de difficulté particulière

quelle que soit la taille de l'entreprise. En revanche, les conditions

de travail exigées ne permettent. pas d'atteindre un haut niveau de

productivité étant donné le caractère discontinu des opérations et le

fort degré d'intervention humaine.

Le travail en continu, en réacteur agité ou en réacteur "piston",

doit absolument être envisagé s'il s'agit d'une production

indus-trielle ; mals dans ce cas le bioréacteur doit être équipé d'un grand

nombre de capteurs permettant de mesurer de façon continue les princi-paux paramètres nécessaires à la conduite du process, si l'on veut qu'il se déroule dans des conditions optimales. Le coût de l'équipement

électronique et informatique qu'implique le travail en continu d'un

bioréacteur peut multiplier par 2 à S le coût total des installations, mais la rroductivité en est considérablement augmentée; elle peut être

multipliée par 10 dans le cas de la fermentation lactique.

La conception de tels outils, leur mise en place, et leur maitrise

exigent un haut niveau de technicité des cadres de l'entreprise et un

support technique et scientifique extérieur s'il s'agit de PME.

Quels sont les produits que la bioconversion, par voie microbienne

et par voie enzymatique, permet d'obtenir à partir des matières

La voie microbienne permet de convertir les substrats

glucidi-ques (lactose) et des formes azotées peu élaborées en biomasse destinée

à l'alimentation animale ou humaine et en biometabolites à haute valeur

ajoutée. Parmi les biométabolites dignes d'intérêt, nous pouvons citer

des acides organiques (acide lactique, propionique citrique ..• ), des

acides aminés (glutamique, lysine, arginine •.• ) à usage alimentaire,

des vitamines (C, B2, Bl2,,,) et des antibiotiques à usage

pharmaceu-tique. La mise en oeuvre simulta.née de substrats glucidique, protéique

et lipidique ou de leurs produits de dégradation (acides aminés,

pep-tides, acides gras) peut conduire à l'obtention de biométabolites très

variés d'intérêt aromatique (arôme de viande, de poisson, de

froma-ge ••. ). Les technologies utilisées en génie microbiologique sont en

général de nature discontinue et mettent en oeuv-re des techniques de

fractionnement (centrifugation, microfiltration, ultrafiltration) bien

connues du secteur agro-alimentaire; on assiste actuellement au

déve-loppement de technologies à caractère continu. Des laboratoires de

Rennes (INRA, ENSCR, SUPELEC) ont pu acquérir, dans le cadre d'un

programme de recherche financé par Bretagne Biotechnologie Alimentaire (BBA), une bonne mattrlse de la fermentation continue.

Le développement du gen1e microbiologique en Bretagne suppose

qu'au moins trois conditions soient remplies

- disponibilité du substrat -glucidique le jus lactosé issu de

l'ultrafiltration de lait ou de lactosérum est un excellent support de

fermentation. Il faut toutefois noter que les réserves glucidiques qui

seront probablement les plus intéressantes ne se trouvent pas en

Bretagne (saccharose de betterave concurrencé par les édulcorants,

glucose issu de l'amidon de mais et de blé).

- maîtrise de la technologie : nous disposons d'un tissu

indus-triel, notamment celui du secteur laitier qui, de par son expérience

dans l'utilisation des ferments peut acquérir, avec l'aide des

orga-nismes de recherche, les compétences requises.

- accès au marché : s ' i l s'agit de produits à usage exclusivement

agro-alimentaire ( acides organiques, arômes), les industriels bretons

n'auront pas de difficultés pour y accéder. En revanche, pour des

produits à usage diététique et pharmaceutique, ils devront trouver des

partenaires dans ce secteur s'ils veulent pénétrer le marché.

Il n'existe pas actuellement en Bretagne d'entreprise à même de

développer le génie microbiologique, faute d'équipements et de

vérita-bles compétences. Lorsqu'on travaille à partir de matières premières

naturelles, qui sont des sous-produits d'autres fabrications et dont la

composition varie fortement, l'adaptation des souches et des conditions

de fennentation est un problème permanent qui suppose une capacité de