Les fruits et les microbes stimulent la production de biogaz et la fermentation

La luzerne est plus qu’un aliment riche en protéines pour le bétail ; elle peut aussi être une excellente source de biogaz. Ce mélange de méthane et d’autres gaz est produit lorsque les plantes (ou toute matière organique) subissent une digestion anaérobie.

Cette semaine dans mSphere, des chercheurs chinois présentent une nouvelle recette pour améliorer la production de biogaz à partir de la luzerne. L’ajout de déchets de fruits et d’un microbe anaérobie au mélange conduit d’abord à une co-fermentation, puis à la production de méthane.

Les résultats obtenus par le groupe suggèrent que ces ajouts augmentent la production de biogaz à partir de la luzerne et réduisent le coût du processus. Les ingrédients ajoutés ont également augmenté le contenu nutritionnel de la matière végétale restante, qui peut être utilisée comme aliment pour animaux.

« Ce procédé offre une opportunité intéressante d’augmenter la production de méthane à partir de déchets de fruits », a déclaré le microbiologiste Qiming Cheng, du Collège des sciences animales de l’Université de Guizhou. La biomasse des fruits et des plantes, note Cheng, peut servir de source stable et peu coûteuse d’énergie propre, et d’alternative aux combustibles fossiles.

Le premier ingrédient ajouté était un marc de rose musquée (Rosa roxburghi), un fruit largement cultivé dans la région sud-ouest du Guizhou et souvent transformé en jus. La fermentation du marc de cynorrhodon, qui reste après la fabrication du jus, est un moyen intéressant de se débarrasser des restes de cynorrhodon. « Le traitement local de ces déchets peut réduire le coût du transport des matières premières et promouvoir la mise en œuvre de projets de biogaz en milieu rural », explique M. Cheng.

Le deuxième ingrédient est le Lactobacillus acidophilus, un microbe anaérobie souvent utilisé comme probiotique. Les chercheurs ont comparé des échantillons de luzerne, récoltés dans la région, qui avaient été traités à la fois avec le marc et L. acidophilus à des échantillons non traités et à des échantillons traités avec chaque additif séparément. À différents intervalles pendant 50 jours, ils ont analysé la composition chimique des échantillons traités et non traités, et ont surveillé le pH et d’autres processus de fermentation.

Selon les chercheurs, la combinaison des déchets de fruits et de L. acidophilus a eu un effet synergique et a stimulé la fermentation anaérobie. Les échantillons contenant les deux matériaux ont montré une augmentation de 33 % de la production de méthane après 3 jours, par rapport aux échantillons non traités.

Au cours de la fermentation, les échantillons sont devenus plus acides, la diminution la plus rapide du pH se produisant dans les échantillons traités avec le marc et le probiotique. Le traitement combiné a également favorisé le développement des bactéries lactiques, qui ont enrichi la biomasse.

Les chercheurs ont constaté une augmentation de l’abondance relative de Lactiplantibacillus plantarum et une diminution de l’abondance relative de Lactococcus lactis, Kosakonia cowanii et Enterococcus mundtii dans les échantillons traités. « Ces changements dans la composition bactérienne des échantillons de luzerne traités, après fermentation anaérobie, ont contribué à préparer le terrain pour la production de méthane, » a conclu M. Cheng.

Article : « Potentiel de production de biogaz et effets de l’ensilage de luzerne sous l’influence synergique de Lactobacillus acidophilus et de déchets de marc de Rosa roxburghii sur la qualité de la fermentation et la communauté bactérienne » – DOI : 10.1128/msphere.01054-24