L’acide lactique (AL) est un intermédiaire chimique essentiel pour une multitude de produits, de la médecine aux cosmétiques, en passant par les matériaux dégradables. Il est le pilier de l’acide polylactique (PLA), un élément clé dans les plastiques compostables et recyclés.
Face à une demande croissante de PLA et d’acide lactique, la découverte d’une source de carbone non alimentaire pour la synthèse de l’AL représente un avancement majeur vers des pratiques plus durables.
Des chercheurs chinois* sont en train de rationaliser une méthode pour utiliser les produits de déchets agricoles dans les matières premières non alimentaires afin de dériver l’AL à partir de la lignocellulose, un réseau structurel complexe présent dans la paroi cellulaire des plantes.
En utilisant la bio-saccharification consolidée (CBS), ils ont réussi à obtenir l’AL à partir de lignocellulose grâce à un processus de fermentation.
Une découverte opportune
De manière intéressante, les résultats ont permis de mettre en lumière un producteur d’acide lactique efficace dont les chercheurs n’avaient peut-être pas connaissance : Geobacillus stearothermophilus.
Suite à l’observation d’une contamination dans le système CBS, il a été déterminé que G. stearothermophilus était un producteur d’AL majeur et pouvait se développer en utilisant diverses sources de sucre comme source de carbone. Ce producteur d’AL efficace, associé à la méthode “tout-en-un” de CBS, peut facilement produire des résultats impressionnants d’un point de vue de la réduction des ressources et des coûts.
“L’acide lactique à grande échelle à partir de matières premières lignocellulosiques est une possibilité, car la méthode d’intégration peut réduire le besoin de stérilisation intermédiaire, de supplémentation en nutriments ou d’ajustement des conditions de fermentation,” a déclaré LIU Ya-Jun du QIBEBT, premier auteur de l’étude.
Une production rentable à partir de déchets agricoles
L’utilisation de déchets agricoles pour produire des produits finaux valables reste un défi, principalement à cause du processus de décomposition de la biomasse lignocellulosique en sucres utilisables pour la fermentation. En utilisant G. stearothermophilus dans la réaction de CBS comme catalyseur pour la production de sucre, les chercheurs ont trouvé un producteur très robuste d’acide lactique de haute qualité, capable d’utiliser plusieurs sources de carbone pour la saccharification, ou la production de sucres simples à partir d’un sucre plus complexe.
Le fait de pouvoir produire un acide lactique de haute qualité et de haut rendement à partir de stocks non alimentaires pourrait avoir des répercussions positives sur l’approvisionnement alimentaire mondial, étant donné que les aliments cultivés pour la consommation ne seraient plus utilisés également pour la production d’acide lactique.
L’avenir de la technologie CBS
Il convient de noter que la production d’acide lactique n’est que le début ; d’autres produits de fermentation en aval pourraient exploiter davantage l’abondance de la lignocellulose issue de divers déchets agricoles. En modifiant les produits chimiques et les espèces utilisées dans le processus de CBS, plus de produits peuvent être fabriqués de manière plus économique.
“La technologie CBS s’est avérée compatible avec diverses fermentations de microalgues, de levures et de bactéries pour produire des produits chimiques à haute valeur ajoutée, comme le pullulane, avec un rendement et un titre élevés,” a déclaré CUI Qiu du QIBEBT, auteur correspondant de l’étude. “Nous espérons voir le temps de cycle réduit et la capacité d’augmenter efficacement la fermentation.“
Les résultats ont été publiés dans le Journal of Environmental Management.
* Institut de Bioénergie et de Biotechnologie de Qingdao (QIBEBT) de l’Académie Chinoise des Sciences
FAQ
Qu’est-ce que l’acide lactique (AL) ?
L’acide lactique est un intermédiaire chimique utilisé dans la fabrication de nombreux produits, allant des médicaments aux cosmétiques en passant par les matériaux dégradables. Il est également la base de l’acide polylactique (PLA), un élément majeur des plastiques recyclables et compostables.
Quelle est l’importance de la découverte de l’Institut de Bioénergie et de Biotechnologie de Qingdao (QIBEBT) ?
Les chercheurs du QIBEBT ont découvert une méthode pour produire de l’acide lactique à partir de la lignocellulose, un composé complexe présent dans les parois cellulaires des plantes. Cette méthode utilise la bio-saccharification consolidée (CBS) pour transformer la lignocellulose en acide lactique par fermentation.
Qu’est-ce que Geobacillus stearothermophilus et quel est son rôle dans la production d’acide lactique ?
Geobacillus stearothermophilus est une bactérie qui a été identifiée comme un producteur efficace d’acide lactique lors d’expériences menées dans le cadre du système CBS. Cette bactérie peut se développer en utilisant diverses sources de sucre comme source de carbone.
Quels sont les avantages de la production d’acide lactique à partir de sources non alimentaires ?
La production d’acide lactique à partir de sources non alimentaires a le potentiel de réduire la pression sur l’approvisionnement alimentaire mondial, car les aliments cultivés pour la consommation ne seraient plus également utilisés pour produire de l’acide lactique. De plus, cela pourrait ouvrir la voie à des pratiques plus durables et respectueuses de l’environnement.
Quel est l’avenir de la technologie CBS ?
La technologie CBS n’est pas limitée à la production d’acide lactique. En modifiant les produits chimiques et les espèces utilisées dans le processus de CBS, il est possible de produire davantage de produits de manière plus rentable. Les chercheurs espèrent réduire le temps de cycle et augmenter la capacité de la fermentation.
Illustration / YAY
[ Rédaction ]
Lien principal : dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2023.118281
