Valorisation du lactosérum pour production de biocarburant (Bioéthanol)

Abstract

Le bioéthanol est considéré aujourd'hui comme une source d'énergie renouvelable de futur. L'objectif de notre travail est la production de ce métabolite sur lactosérum doux, préalablement traité, par des souches de levures isolées à partir du sol et du raisin d'origine Algérienne. D'abord, avant de lancer la fermentation alcoolique, le lactose, sucre majeur du lactosérum, a été hydrolysé enymatiquement par la ?-galactosidase en sucres fermentescibles glucose et galactose. Ensuite, la fermentation en batch a été conduite suivant le plan composite centré pour étudier les effets de la température (25 à 35°C), du pH (3,5 à 6,5) et de la concentration d'extrait de levure additionnée (0,5 à 1,5 % (p/v)) sur le rendement de la production de bioéthanol. Enfin, le bioéthanol a été produit dans les conditions optimales obtenues. Les résultats des analyses physicochimiques et biochimiques du lactosérum a permis de mettre en évidence la richesse de ce dernier en substances nutritives ; protéines (3,56 ± 0 ,02 g/l), lactose (58,50 ± 0,50 g/l) et sels minéraux (Na = 0,734 ± 0,014, Ca = 1,590 ± 0,005, K = 0,082 ± 0,002, Zn = 0,001 ± 0,000 Mg = 0,186 ± 0,006, P = 0,858 ± 0,008, Cl =1,611 ± 0,090). Ceci le permet d'être un milieu adéquat pour la croissance microbienne ainsi que la production de bioéthanol. De plus, l'étude de l'efficacité de la ?-galactosidase produite par Kluyveromyces marxianus DIV13-247, souche isolée à partir du lait de vache et identifiée par méthode biochimique et moléculaire, a donné un bon taux d'hydrolyse du lactose en atteignant 80 % au bout de 12 h. Par ailleurs, quatre souches de levures isolées se sont révélées être les meilleures productrices de bioéthanol. Elles sont identifiées par méthode biochimique et moléculaire comme étant: Hansianospora oportunie DIV13-Z087A0VS, Candida tropicalis DIV13-Z087B0VS, Saccharomyces cerevisiae DIV13-Z087C0VS et Candida tropicalis DIV13-Z087D0VS. Parmi elles, Saccharomyces cerevisiae DIV13-Z087C0VS semble être la plus résistante à l'éthanol jusqu'à une concentration de 14 % (v/v). En outre, les résultats de l'optimisation de la fermentation alcoolique par cette souche ont montré que les valeurs optimales de la température, du pH et de la concentration d'extrait de levure additionnée sont respectivement 28,38 °C, 4,31 et 0,4 % (p/v). Sous ces conditions optimales, la fermentation en batch a donné une meilleure production où la concentration d'éthanol a atteint à 18,31 g/l sur lactosérum et à 64 g/l sur le perméat de lactosérum à 20 % (p/v)