L’homme utilise la fermentation depuis des milliers d’années. Aujourd’hui, les principes de la fermentation sont appliqués aux processus industriels et c’est une technologie clé dans la bioéconomie, nous fournissant un large éventail de produits chimiques durables, des biocarburants aux cosmétiques.
Qu’est-ce que la « fermentation traditionnelle » ?
La fermentation fait partie de notre quotidien depuis que de simples micro-organismes ont été « domestiqués ». C’est l’une des premières technologies de conservation des aliments utilisées par l’homme depuis des siècles avant la découverte de la pasteurisation et de la stérilisation.
Chaque culture a développé une variété d’aliments et de boissons fermentées dans le cadre de son alimentation. Il s’agit d’une technique de conservation relativement rentable et à faible consommation d’énergie,essentielle pour prolonger la durée de conservation et assurer la salubrité des aliments. On la croise tous les jours en consommant du pain, des saucisses, du yaourt, du vin ou de la bière, par exemple.
Qu’est-ce que la fermentation industrielle ?
La bioéconomie a évolué avec le développement de la science moléculaire et de la biologie cellulaire. Par conséquent, des sous-secteurs ont évolué, comme labiotechnologie, les biocarburants et la chimie verte. Dans les médias, la fermentation industrielle est largement associée à des solutions bioénergétiques et bioplastiques. La fermentation industrielle est également utilisée dans les sciences de la vie, l’alimentation et les boissons, les cosmétiques et autres.
La fermentation industrielle est un processus biotechnologique basé sur l’exploitation des cellules pour obtenir le produit final souhaité. Cela peut inclure des molécules comme les acides organiques, les acides aminés, les vitamines, les enzymes, les antibiotiques, les biopolymères ou d’autres. La cellule peut être une bactérie, une levure, une algue, ou plus complexe comme une cellule de mammifère (la plus utilisée est CHO – cellule ovarienne de hamster chinois).
L’objectif est de produire ces molécules utiles à grande échelle. L’utilisation de micro-organismes « simples » nous permet de produire des molécules simples, comme l’éthanol par la levure ou l’acide lactique par les bactéries. Des micro-organismes plus complexes comme les cellules de mammifères sont utilisés dans l’industrie pharmaceutique pour obtenir des produits chimiques plus complexes comme des anticorps ou des médicaments.
La fermentation industrielle nécessite différentes disciplines : microbiologie, génétique, biochimie, génie chimique, biologie synthétique, entre autres. Les entreprises doivent donc avoir accès à une gamme appropriée de compétences et de techniques pour réussir à développer des produits par la fermentation.
Applications industrielles courantes de fermentation
Comme nous l’avons mentionné précédemment,la gamme des applications est presque infinie. De nombreuses industries développent leurs produits en utilisant la technologie de fermentation. Voici quelques exemples de produits sur le marché utilisant la fermentation industrielle :
- Alimentation : Quorn Foods et Enough (3F Bio) produisent des mycoprotéines, une variété de protéines obtenues par fermentation fongique et utilisées dans des produits sans viande
- Aliments pour animaux :Veramaris, une coentreprise entre DSM et Evonik, utilise des microalgues marines pour fermenter les acides gras oméga-3 (EPA et DHA) pour la nutrition animale, en particulier l’aquaculture
- Produits cosmétiques :Metabolic Explorer, via sa filiale METEX NØØVISTA, produit 1,3 Propanediol (AOP) par fermentation industrielle. The company has recently signed a partnership with DSM to market this molecule to the cosmetic ingredients market
- Bioplastiques :Danimer Scientific utilise des bactéries pour fermenter le polyhydroxyalcanoate (PHA), un polymère présent dans les bioplastiques
Ces exemples ne sont que la partie émergée de l’iceberg. Quand on voit tout ce qu’on peut faire avec des technologies comme la fermentation industrielle, les possibilités sont vraiment excitantes.
De nombreux défis peuvent entraver le développement de nouveaux produits par la fermentation industrielle, notamment le retour sur investissement. Nous examinerons quelques-uns des défis les plus courants dans notre prochain blog.
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