Fermentation : illustration

STLBGB - ac versailles ressources

Les éléments du fermenteur

Préparation à l'autoclavage

Préparation du fermenteur à la culture

La boucle de prélèvement

L'unité de fermentation

Les sondes

La boucle de régulation

Exemples

L'acquisition de données

Les procédés de culture

Suivi cinétique

• Le matériel :
  • Fermenteur 2L B Braun contenant 1,5 L de milieu LB
    • composition du milieu LB pour 1L :

• Inoculum : culture d'une nuit d'Escherichia coli en milieu LB ensemencement à raison de 5% (v/v)
• Glucose, lactose
• eau distillée
• fiole jaugée, seringue, filtre
  
• La méthode :
  • Introduire stérilement par filtration dans le fermenteur aux concentrations finales :
    • une solution de glucose à 0,2 g/L
    • et une solution de lactose à 2 g/L
  • Paramètres de la fermentation :
    • Température : 37°C
    • Agitation : 300 rpm
    • Aération : 2 vvm
    • Eventuelle régulation du pH à 7
  • Effectuer un suivi toutes les 10 minutes
    • du trouble à 600 nm
    • du pH si ce paramètre n'est pas régulé ou des volumes d'acide et de base versés dans le cas contraire
    • de la concentration en glucose restant par méthode enzymatique après centrifugation du prélèvement
    • de la présence ou non de glucose et de lactose par chromtographie sur couche mince.
• Les résultats :
  • Etude qualitative des oses :

  

  • Suivi quantitatif des paramètres de la croissance :

  

  • Chromatographie des oses : on distingue trois phases :
    • 0 - 80 min : présence de glucose et lactose
    • 80 - 180 min : présence de lactose uniquement
    • au delà de 180 min : absence d'oses
  • Dosage enzymatique du glucose :
    bien que plus délicat dans la mise en oeuvre, les observations sont plus fines
    • dans un premier temps absence de consommation visible : trop peu de biomasse dans le fermenteur et très faible concentration initiale en glucose pour avoir des résultats significatifs
    • de 70 à 100 min : consommation du glucose, en accord avec la croissance
      remarque, la chromatographie sur couche mince n'est pas assez sensible pour la visualisation des très faibles concentrations en oses.
  • Suivi du pH :
    Sur cette croissance le pH à été régulé à la valeur de consigne 7,0
    • de 0 à 220 min :
      • 0-120 min : acun ajout notable donc très faible variation du pH , la biomasse étant en faible quantité, l'acidité produite n'est pas suffisante pour être visualiser par un ajout de soude à 2 mol/L (la pompe fonctionne mais le volume indiqué reste à 0, indication par incrément de 1 mL)
      • 120-220 min : l'acidité produite est compensée par l'ajout de soude
    • au delà de 220 min : de l'acide est ajouté, donc les voies métaboliques utilisées ne sont plus les mêmes. Les oses sont complétement consommés, les peptones prennent le relais.
    • Sur une croissance non régulé au niveau du pH, les variations de cette grandeur évoluent de même façon.
  • Suivi de la biomasse :
    On distingue 3 phases de croissance
    • de 0 à 100 min : phase de croissance exponentielle correspondant à la consommation du glucose
    • de 100 à 220 min : phase de croissance exponentielle correspondant à la consommation du lactose
    • au delà de 220 min : phase de croissance ou les peptones sont utilisées

  remarque : Le milieu utilisé est un milieu complexe, différents phénomènes s'y superposent mais il permet tout de même une vision globale de changement métabolique.