WO2024194366A1 - Procédé de fermentation solide à partir d'un substrat fibreux pour la production de biomolécules enzymatiques - Google Patents

Procédé de fermentation solide à partir d'un substrat fibreux pour la production de biomolécules enzymatiques Download PDF

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WO2024194366A1
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fibrous substrate
production
biomolecules
solid fermentation
fermentation process
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Maxime DESSILY
Caroline Zaoui
Jean-Michel SCHEUREN
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
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    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
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    • C12P7/10—Ethanol, i.e. non-beverage produced as by-product or from waste or cellulosic material substrate substrate containing cellulosic material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/645—Fungi ; Processes using fungi

Definitions

  • the present invention relates to a solid fermentation process from a fibrous substrate, such as, for example, a substrate resulting from the recycling of textiles or a substrate formed from textile waste at the end of its life or not yet recovered or even from materials based on lignocellulosic fibers for the production of biomolecules.
  • a fibrous substrate such as, for example, a substrate resulting from the recycling of textiles or a substrate formed from textile waste at the end of its life or not yet recovered or even from materials based on lignocellulosic fibers for the production of biomolecules.
  • biomolecules In the context of the production of biomolecules, there are several processes that today allow the production of biomolecules. However, the biomolecules produced are currently quite expensive due to the extremely controlled conditions that must be implemented to produce these biomolecules.
  • biomolecules envisaged are biomolecules produced naturally by the chosen strain and not biomolecules which are produced following a microbiological modification of the strain.
  • the present invention aims simultaneously to produce low-cost biomolecules allowing their use on a more massive scale, that is to say in sectors where biomolecules are currently unused or little used because of their production cost which limits their uses in low-margin industries or in industries in which the substances used cannot be extremely expensive.
  • Examples include detergents where products must be increasingly environmentally friendly and where biomolecules such as lower-cost enzymes could allow for more massive use and therefore have a positive environmental impact, certain food processing processes or even the bioremediation of polluted soils where these enzymes at a much lower cost would allow their use or even uses where health care is inaccessible because of the low financial means of the population or even for veterinary uses where natural and inexpensive antibiotics could find a use.
  • the present invention also aims at the use of materials as substrates which are recycled or for which there is currently no recovery route, at the end of their life, etc. in order to improve the environmental impact.
  • the mattress ticking is isolated from the rest of the mattress, this is not always the case and this depends on the technology available to waste recovery centres which are responsible for recycling, also, some centres apply themselves to crushing mattresses with their ticking, removing the metal parts and thus generating a shredded material comprising a mixture of shredded synthetic or natural ticking and foam.
  • the invention aims to overcome the drawbacks of the state of the art by providing an invention that makes it possible to use inexpensive resources while producing active biomolecules in order to reduce their production costs and make them more widely available, thereby offering an interesting valuation constituting a real motivation to opt for greener solutions.
  • the invention provides a solid fermentation process for producing biomolecules from a fibrous substrate comprising: providing a shredded, woven, non-woven or agglomerated fibrous substrate conditioning said fibrous substrate to obtain a conditioned fibrous substrate containing from 60 to 80% by weight of water relative to the weight of conditioned fibrous substrate, inoculating the fibrous substrate with a filamentous fungal strain, more particularly a saprophytic filamentous fungal strain, even more particularly chosen from the divisions of Basidiomycetes and Ascomycetes and preferentially chosen from strains belonging to the genus Agrocybe, Ganoderma, Trametes, Pycnoporus, Pleurotus, Fomes, Fomitopsis, Irpex, Laetiporus, Inonotus, Lentinula, Fusarium, Aspergillus, Trichoderma, Penicillium, Cladosporium, Chaetomium, Acremonium, to allow colonization by said fungal strain of the fibrous substrate
  • the process according to the present invention has the advantage of starting from a shredded woven, non-woven or agglomerated fibrous substrate, recovered from recycled material, or from end-of-life textile waste or from textile waste for which there is no recovery route for the production of molecules, high added value biomolecules.
  • said collection is followed by a purification step arranged to obtain a purified batch of biomolecules.
  • said extraction is chosen from an extraction from the fungal biomass obtained or a series of rinsing of the culture medium with an aqueous phase, making it possible to collect an aqueous phase enriched in biomolecule.
  • the rinsing series comprises 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more rinses, each rinse being carried out at an interval of 5, 6, 7, 8, 9, 10 days.
  • This rinsing series allows advantageously the recovery of the biomolecules produced, which are secreted by the fungal strain.
  • the biomolecule is an enzyme.
  • the medium comprising the enzymes is subjected to one or more filtration steps, preferably tangential filtration.
  • the enzymes are precipitated by ammonium sulfate fractionation and/or purified on ion exchange resins.
  • ammonium sulfate fractionation is filtration so as to retain only molecules of a size similar to the enzyme (e.g. 10 to 50 kDa).
  • two biomolecules are recovered: the enzyme and another biomolecule.
  • the collection of the second biomolecule is done via the addition of water (preferably between 1 and 3 times the weight of the material), followed by a step of recovery of the aqueous medium, advantageously carried out by pressing, spinning, or centrifugation.
  • the biomolecule is then separated from the aqueous medium.
  • the biomolecule is a surfactant (for example selected from sophrolipids, mannosylerythritol lipids (MEL), trehalose lipids, xylolipids, cellobiose lipids, polylipids, lipopeptides, hydrophobins and a mixture thereof), it is preferably recovered (after recovery of the enzyme, for example via filtration through a membrane with a mesh size greater than 10 kDa, so as to obtain the surfactant in the permeate and the enzyme in the retentate) by acid precipitation (for example at a pH of less than 4, preferably less than 3, or even less than 2.5); the precipitate being recovered and then redissolved in an alkaline aqueous medium.
  • a surfactant for example selected from sophrolipids, mannosylerythritol lipids (MEL), trehalose lipids, xylolipids, cellobiose lipids, polylipids, lipopeptides, hydro
  • this solution is then purified by filtration, in practice, preferably a first filtration, advantageously a tangential filtration with a 100 kDa sieve, followed by a nanofiltration, advantageously on a 1 kDa membrane.
  • a first filtration advantageously a tangential filtration with a 100 kDa sieve
  • a nanofiltration advantageously on a 1 kDa membrane.
  • said growth of said fungal strain is simultaneous with the production of biomolecule.
  • said growth of said fungal strain takes place before the production of biomolecule.
  • the production of biomolecules can occur during colonization (growth of the fungal strain), after colonization of the fibrous substrate or during colonization and continue after colonization of the fibrous substrate.
  • the agglomerated, woven or non-woven shredded fibrous substrate comprises fibers chosen from natural plant or animal textile fibers, semi-synthetic textile fibers or polymer textile fibers, lignocellulosic fibers.
  • natural plant textile fibers we mean, within the meaning of the present invention, natural textile fibers of abaca, bagasse, bamboo, coconut, cotton, linen, hemp, jute, raffia, Ramie, Rattan, wood, Furcraea andina, Ceiba pentandra, Agave sisalana, Kenaf, Pina, and the like.
  • natural animal textile fibres means natural textile fibres of alpaca, angora, byssus, camel hair, cashmere, catgut, guanaco, fur or hair, llama, mohair, pashmina, qiviuk, silk, possibly spider silk, sinew, wool, vicuna, yak and the like,
  • semi-synthetic fibers means fibers of cellulose acetate, cellulose diacetate, cellulose triacetate, lyocell, Modal and the like.
  • polymer textile fibers we mean acrylic fibers, aramid fibers (Twaron, Kevlar, Nomex, Technora), microfibers, polyamide fibers, polyester fibers, polyolefin fibers, high molecular weight polyethylene based fibers, elastane fibers, vectran fibers, vinalon fibers, zylon fibers and the like.
  • lignocellulosic fibers means fibers composed of lignin, hemicellulose and cellulose in varying proportions, from forestry, agricultural operations and waste (furniture wood, chipboard, etc.).
  • shredded fibrous substrate formed from said fibers in agglomerated, woven or non-woven form
  • fibrous substrate in the form of pieces or granules formed from said fibers in agglomerated, woven or non-woven form we mean agglomerated, woven or non-woven fibers, typically textile or lignocellulosic, which have undergone a size reduction step to form pieces.
  • This size reduction may include grinding by a scissor crusher, a guillotine-type cutter, a shredder, a jaw crusher, or even a shredder. This grinding step is prior to the supply of fibrous substrate.
  • the present invention also contemplates carrying out an additional size reduction step if this proves useful, for example when the fibrous substrate in the form of pieces or granules formed from said fibers has too broad a size distribution or when the average size of the pieces is too high.
  • the agglomerated, woven or non-woven shredded fibrous substrate is a residue from the grinding of recycled textiles, more particularly recycled furnishing textiles, recycled mattresses, bathroom or bed linen, clothing textiles, textile production offcuts or waste, upholstery and mixtures thereof.
  • said fibrous substrate in agglomerated, woven or non-woven form is a residue from the grinding of recycled textiles chosen from furnishing textiles, mattresses and upholstery and has a synthetic foam content of between 10 and 80%.
  • said fibrous substrate in agglomerated, woven or non-woven form is a residue from the grinding of lignocellulosic elements, such as for example residue from the grinding of agglomerated wood.
  • said conditioning step is carried out so as to obtain a conditioned fibrous substrate containing from 60 to 80% by weight of water relative to the weight of conditioned fibrous substrate, and is followed by the steps of hygienizing said conditioned fibrous substrate to form a hygienized conditioned fibrous substrate, Cooling the hygienized conditioned fibrous substrate for a period of time between 12 and 24 hours.
  • said hygienization is a steam pasteurization to obtain a conditioned fibrous substrate hygienized for a period of at least 3 hours, preferably at least 4 hours, more preferably at least 5 hours at a temperature greater than or equal to 72°C.
  • the pasteurization is carried out at increasing temperature until a temperature peak of more than 85°C is obtained, more particularly 88°C, more particularly 90°C, maintained for a period of time of between 5 and 50 minutes, more particularly 30 and 40 min.
  • said hygienization of the conditioned fibrous substrate is a composting comprising at least one composting cycle comprising a step of increasing the temperature until a temperature between 55 and 80°C, more preferably until a temperature between 58 and 65°C is obtained, for a period of time between 6 hours and 5 days, followed by a step of aeration of said fibrous substrate to maintain a temperature between 46 and 49°C for 3 to 7 days, optionally by turning the fibrous substrate.
  • said step of conditioning said fibrous substrate to obtain a conditioned fibrous substrate comprises humidification of the fibrous substrate and/or washing of said fibrous substrate optionally followed by draining or drying.
  • said step of conditioning said fibrous substrate comprises an additional step of supplementation with essential elements, such as for example minerals (calcium, magnesium), phosphorus, carbon and nitrogen sources, typically to obtain a fibrous substrate whose carbon: nitrogen ratio is between 10 and 30, preferably between 15 and 20, for example by adding grains.
  • essential elements such as for example minerals (calcium, magnesium), phosphorus, carbon and nitrogen sources
  • said inoculation of the fibrous substrate using a fungal strain comprises seeding said conditioned, hygienized fibrous substrate using mycelial spawn from said fungal strain on seeds by adding at least one mycelial spawn on seeds to said conditioned, hygienized fibrous substrate at a rate of 0.5% to 10% by weight, more particularly 1 to 7%, more particularly still 3 to 5% by weight of mycelial spawn relative to the weight of conditioned, hygienized fibrous substrate, more particularly 4 to 8% by weight of mycelial spawn, with the production of conditioned, hygienized, seeded fibrous substrate.
  • a liquid culture of said one or more fungal strains is used for inoculation.
  • the concentration for seeding will advantageously be determined by the person skilled in the art, taking into account the concentration of the starting liquid culture and the growth capacities of the strain on the fibrous substrate to be treated. Typically between 1 and 5%. (weight by weight) of the liquid medium is used for seeding the hygienized conditioned fibrous substrate.
  • said growth of the said fungal strain is carried out on the conditioned, hygienized and seeded fibrous substrate, previously mixed and comprises an incubation of said conditioned, hygienized, seeded, homogenized fibrous substrate for a period of time of between 1 and 6 weeks, more particularly between 2 and 5 weeks, in an enclosure having a relative humidity of between 65 and 85%, more particularly between 70 and 80%.
  • said seeding is carried out in a growing bag or on a conveyor.
  • mixing is achieved by inverting a culture bag, inverting on a conveyor, mixing in a ribbon mixer, or in a paddle mixer.
  • said fungal strain is chosen from the strains Agrocybe sp., Ganoderma sp., G. applanatum, G. boninense, G. lucidum, G. resinaceum, G. sessile, Trametes sp. ; Trametes hirsute, T. pubescens, T. suaveolens, T. versicolor, Pycnoporus sanguineus, Pleurotus sp., P. albidus, P. citrinopileatus, P. djamor, P. eryngii, P. ostreatus, P. ostraceus florida, P.
  • ostraceus sajorcaju caju, P. salmoneo- stramineus, Fomes fomentarius, Fomitopsis pinicola, Irpex lacteus, Laetiporus sulphureus, Inonotus obliquus, Lentinula edodes; Lentinus lepideus, L. giganteus, L. squarrosulus and L.
  • Figure 1 represents the laccase activity produced by T. versicolor, as a function of time and type of substrate used.
  • Figure 2 shows the production of carboxymethylcellulase by a strain of Pycnoporus sanguineus on textile or on compost.
  • agar medium solution (demineralized water) of the following ingredients: o 2% malt extract (20 g/L) o 2% agar (20 g/L) o 0.2% yeast extract (2 g/L)
  • the plates containing the agar medium were then inoculated with a strain of fungus from the basidiomycetes division, more specifically the Trametes versicolor strain.
  • Example 2 Production of a first generation mycelial white.
  • a mixture was prepared containing 1 part of seeds with 1 part of wheat grains, 1 part of oat grains, and 1 part of a canary seed mixture containing 65% canary seed, 20% niger seed, 5% hemp seed and 5% flax seed.
  • the seeds are then immersed in water for 24 hours and then recovered and sterilized in an autoclave at 121°C for 40 minutes.
  • one square of agar colonized by the fungal strain is added to 100 g of sterilized seeds as described above and the desired quantity of seeds inoculated using agar squares colonized according to the proportion indicated above is placed in a culture bag.
  • the culture bag is then incubated in a culture chamber at room temperature under an atmosphere containing approximately 75% humidity and protected from light for 21 days. Once the seeds are colonized, i.e. covered with mycelium, the first generation mycelial spawn is obtained.
  • Sterilized seeds as obtained in Example 2 are mixed with colonized seeds in a proportion of 19/1 to obtain the next generation as indicated in Table 1.
  • the textile waste included mattress ticking, pieces of PU foam from mattresses and other upholstery textiles.
  • Humidification was carried out until a water content of approximately 65% was obtained.
  • the moistened fibrous substrate was then pasteurized for 5 hours at a temperature above 72°C and placed in a culture bag.
  • the moistened and pasteurized fibrous substrate was then cooled for a period of 18 hours.
  • Example 5 Solid fermentation of the fibrous substrate by fungi of the Basidiomycetes division
  • the moistened and pasteurized fibrous substrate was inoculated with mycelium spawn, of the T. versicolor fungus strain on seeds from Example 2 by adding 5% by weight of mycelium spawn relative to the weight of moistened and pasteurized fibrous substrate and the culture bag containing the mycelium spawn and the moistened and pasteurized fibrous substrate was placed in a growth chamber at room temperature and containing a relative humidity of 75%.
  • Fibrous substrate 4 is considered a positive control, it is a noble substrate whose nutrients are easily accessible to the mushroom strain.
  • laccase activity was measured as a function of time. Laccase was extracted by shaking a fixed amount of colonized substrate for 1 h at 150 RPM with 0.1 M potassium phosphate buffer (15 liters of phosphate buffer as aqueous phase/kg of substrate). Quantification of laccase activity was performed by spectrophotometry with ABTS as reagent. Laccase activity Laccase enzyme was used as a tracer of fungal growth.
  • the inventors then compared the fermentation of another enzyme, a carboxymethylcellulase, either using compost as the ideal substrate or using a textile and having selected a strain producing the enzyme and capable of growing on the textile as a substrate.
  • Example 6 comparison of the growth of different strains on textile.
  • the tested strains of Phacidium lacerum and Tropicoporus linteus did not grow, while the vast majority of Ganoderma lucidum strains (7 out of 9) grew well, one grew poorly and one did not grow.
  • the inventors then tested the growth of the strains Fomes fomentarius (2 strains), Laetiporus sulphurous, Trametes versicolor (2 strains), Bjerkandera adusta, Fomitopsis pinicola, Daedaleopsis confragosa, Heterobasidion annosum, Ganoderma lucidum (the strain with poor growth at 7 days) and Pycnoporus sanguineus.
  • the inventors measured growth for all strains, those of Trametes versicolor having overall the strongest growth (6 and 9 cm), a strain of Fomes fomentarius also grew very well (7 cm), but not the other (1.55 cm).
  • the strain of Ganoderma lucidum, and that of Pycnoporus sanguineus grew very well (8 cm).
  • the tested strain of Heterobasidion annosum did not grow well.
  • the added value of the invention is the sum of the waste treatment, the biomolecule produced and the synthetic fibers or plastics that are now more easily recyclable. It is understood that the present invention is in no way limited to the embodiments described above and that many modifications may be made thereto without departing from the scope of the appended claims.

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Abstract

Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécule enzymatiques à partir d'un substrat fibreux comprenant un conditionnement dudit substrat fibreux, une inoculation du substrat fibreux à l'aide d'une souche fongique choisie parmi des souches appartenant au genre des Ganoderma, Trametes, Pycnoporus, Pleurotus, Fusarium, une extraction de ladite biomolécule et une collecte de ladite biomolécule.

Description

PROCÉDÉ DE FERMENTATION SOLIDE À PARTIR D’UN SUBSTRAT FIBREUX POUR LA PRODUCTION DE BIOMOLÉCULES ENZYMATIQUES
La présente invention se rapporte à un procédé de fermentation solide à partir d’un substrat fibreux, comme par exemple, un substrat issu du recyclage des textiles ou un substrat formé de déchets textiles en fin de vie ou non encore valorisé ou encore de matériaux à base de fibres ligno-cellulosiques pour la production de biomolécules.
Dans le cadre de la production de biomolécules, il existe plusieurs procédés qui aujourd’hui permettent de produire des biomolécules. Toutefois, les biomolécules produites sont actuellement assez coûteuse de par les conditions extrêmement contrôlées qui doivent être mises en œuvre pour produire ces biomolécules.
Dans le cadre de la présente invention, les biomolécules envisagées sont des biomolécules produites de manière naturelle par la souche choisie et non pas des biomolécules qui sont produites, suite à une modification microbiologique de la souche.
En effet, la présente invention vise simultanément à produire des biomolécules à bas coûts permettant une utilisation de celle-ci plus massivement, c’est-à-dire dans des secteurs où les biomolécules sont actuellement inutilisées ou peu utilisées à cause de leur coût de production qui en limite les usages dans des industries à faible marge ou dans des industries dans lesquelles les substances utilisées ne peuvent pas être extrêmement chères. On citera par exemple la détergence où les produits doivent être de plus en plus respectueux de l’environnement et où des biomolécules comme les enzymes à plus faible coût pourraient permettre un usage plus massif et donc à impact environnemental positif, certains procédés de transformation alimentaire ou encore la bioremédiation de sols pollués où ces enzymes à bien moindre coût permettraient leur utilisation ou encore des usages où les soins de santé sont non accessibles à cause des faibles moyens financiers de la population voire pour les usages vétérinaires où des antibiotiques naturels et peu coûteux pourraient trouver une utilité. De plus, la présente invention vise aussi l’usage de matière comme substrat qui sont recyclées ou pour lesquelles il n’y a actuellement pas encore de voie de valorisation, en fin de vie, ... afin d’améliorer l’impact environnemental.
En 2021 , plus de 149 millions de tonnes de textiles ont été produites dans le monde. En Europe, la consommation de textile a augmenté de plus 40% sur les deux dernières décennies, et il estimé que chaque habitant jette en moyenne 1 1 kg de textile par an. Seulement 38% des déchets textiles feraient l’objet d’une collecte et d’un tri en vue d’une potentielle réutilisation et il estimé, que seulement 1 % sont recyclés et 87% sont incinérés ou enfouis des décharges.
Une des problématiques majeures des déchets textiles réside dans la diversité. En effet, il existe d’une part différents types de déchets, mais également de nombreux types de textiles et au sein de ceux-ci, de nombreux types de fibres qui sont mélangées pour former les textiles.
S’il existe actuellement certaines solutions pour les déchets textiles de production (déchets de coupe, matériaux présentant des défauts, reliquat de production, ...), dont la nature est bien connue et contrôlée, certains types de déchets textiles sont extrêmement problématiques pour le recyclage.
Pour l'instant, pour les textiles issus de l’habillage, les solutions existantes consistent en un tri mécanique permettant de récupérer les habits pouvant être vendus en seconde main, et pour la fraction restante, un tri plus poussé de séparation des tissus en fonction de leur composition est réalisé manuellement ou par fibre optique. Les déchets textiles issus de l'ameublement ne sont pour l'instant pas valorisés et sont utilisés pour leur potentiel calorifique.
D'autre part, les mélanges de fibres synthétiques et naturelles retrouvées dans les coutils et autres voilages constituent un gisement de fibres plastiques non exploitables par les techniques existantes, malgré l'existence de traitement physico-chimiques permettant de fragiliser les fibres naturelles afin de rendre possible leur filage.
De plus, si dans certains cas, les coutils de matelas sont isolés du reste du matelas, ce n’est pas systématiquement le cas et ceci dépend de la technologie à disposition des centres de valorisation des déchets qui sont chargés du recyclage, aussi, certains centres s’appliquent à broyer les matelas avec leurs coutils, en retirent les parties métalliques et génèrent ainsi un broyât comprenant un mélange de coutils et de mousse synthétiques ou naturelles déchiquetés.
Il existe également des techniques de fermentation liquide de fibres textiles préalablement prétraitées à la soude et aux enzymes cellulases afin de générer des sucres valorisables ensuite dans des procédés de chimie verte.
Cependant, les approches existantes de traitement chimique et biologique des déchets de fibres textiles sont réalisées en milieu liquide, impliquent un usage conséquent en eau et produits chimiques, et constituent des procédés difficilement implémentables à une échelle industrielle permettant de traiter les volumes de déchets générés.
L’invention a pour but de pallier les inconvénients de l’état de la technique en procurant une invention permettant d’utiliser des ressources peu coûteuses tout produisant des biomolécules actives afin de faire baisser leurs coût de production et les mettre à disposition de manière plus large, offrant de cette manière une valorisation intéressante constituant une vraie motivation à opter pour des solutions plus vertes.
Pour résoudre ce problème, il est prévu suivant l’invention, un procédé de fermentation solide pour la production de biomolécules à partir d’un substrat fibreux comprenant : une fourniture d’un substrat fibreux déchiqueté, tissé, non-tissé ou aggloméré un conditionnement dudit substrat fibreux pour obtenir un substrat fibreux conditionné contenant de 60 à 80% en poids d’eau par rapport au poids de substrat fibreux conditionné, une inoculation du substrat fibreux à l’aide d’une à l’aide d’une souche fongique filamenteuse, plus particulièrement une souche fongique filamenteuse saprophyte, encore plus particulièrement choisie parmi les divisions des Basidiomycètes et des Ascomycètes et préférentiellement choisie parmi des souches appartenant au genre des Agrocybe, Ganoderma, Trametes, Pycnoporus, Pleurotus, Fomes, Fomitopsis, Irpex, Laetiporus, Inonotus, Lentinula, Fusarium, Aspergillus, Trichoderma, Pénicillium, Cladosporium, Chaetomium, Acremonium, pour permettre une colonisation par ladite souche fongique du substrat fibreux, une croissance de ladite souche fongique une production de biomolécule choisies parmi le groupes formés des protéases, , amylases, cellulases, chitinases, xylanases, les oxydoréductases (dont entre autres les laccases, manganèse peroxydases, lignine peroxydases), les lipases, une extraction de biomolécule, et une collecte de ladite biomolécule.
Comme on peut le constater le procédé selon la présente invention présente l’avantage de partir d’un substrat fibreux déchiqueté tissé, non tissé, ou aggloméré, récupéré de matière recyclée, ou de déchets textiles en fin de vie ou encore de déchets textiles pour lesquels il n’existe pas de voie de valorisation pour la production de molécules, les biomolécules à haute valeur ajoutée.
Avantageusement, dans le procédé selon la présente invention, ladite collecte est suivie d’une étape de purification agencée pour obtenir un lot purifié de biomolécules.
Dans un mode de réalisation préférentiel du procédé selon l’invention, ladite extraction est choisie parmi une extraction à partir de la biomasse fongique obtenue ou une série de rinçage du milieu de culture par une phase aqueuse, permettant de récolter une phase aqueuse enrichie en biomolécule.
Plus particulièrement, selon la présente invention, la série de rinçage comprend 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou plus rinçage, chaque rinçage étant effectué à intervalle de 5, 6, 7, 8, 9, 10 jours. Cette série de rinçage permet avantageusement la récupération des biomolécules produites, lesquelles sont sécrétées par la souche fongique.
De préférence, la biomolécule est une enzyme.
Avantageusement, le milieu comprenant les enzymes est soumis à une ou plusieurs étapes(s) de filtration, de préférence une filtration tangentielle.
De préférence, les enzymes sont précipitées par fractionnement au sulfate d’ammonium et/ou purifiées sur résines échangeuses d’ion.
Une alternative au fractionnement au sulfate d’ammonium est la filtration de manière à ne retenir que les molécules de taille similaire à l’enzyme (ex. de 10 à 50 kDa).
Alternativement, ou en outre deux biomolécules sont récupérées : l’enzyme et une autre biomolécule.
De préférence, la collecte de la seconde biomolécule se fait via l’ajout d’eau (de préférence entre 1 et 3 fois le poids du matériau), suivi d’une étape de récupération du milieu aqueux, avantageusement réalisée par un pressage, un essorage, ou une centrifugation.
La biomolécule est ensuite séparée du milieu aqueux.
Lorsque la biomolécule est un surfactant (par exemple choisi parmi les sophrolipides, les lipides mannosylerythritol (MEL), les tréhalose lipides, les xylolipides, les cellobioses lipides, les polylipides, les lipopeptides, les hydrophobines et un mélange de ceux-ci), celle-ci est de préférence récupérée (après récupération de l’enzyme, par exemple via filtration via une membrane de maille supérieure à 10 kDa, de manière à obtenir le surfactant dans le perméat et l’enzyme dans le rétentat) par précipitation acide (par exemple à un pH inférieur à 4, de préférence inférieur à 3, voire même inférieur à 2,5) ; le précipité étant récupéré puis remis en solution dans un milieu aqueux alcalin. De préférence, cette solution est alors purifiée par filtration, en pratique, de préférence une première filtration, avantageusement une filtration tangentielle avec un tamis de 100 kDa, suivie d’une nanofiltration, avantageusement sur une membrane à 1 kDa. Dans un autre mode de réalisation préférentiel du procédé selon la présente invention, ladite croissance de ladite souche fongique est simultanée à la production de biomolécule.
Dans une variante du procédé selon la présente invention, ladite croissance de ladite souche fongique a lieu avant la production de biomolécule.
Selon la présente invention, la production de biomolécules peut se produire pendant la colonisation (croissance de la souche fongique), après la colonisation du substrat fibreux ou encore pendant la colonisation et se poursuivre après la colonisation du substrat fibreux.
Plus particulièrement, dans le procédé selon la présente invention, le substrat fibreux déchiqueté aggloméré, tissé ou non tissé comprend des fibres choisies parmi des fibres textiles naturelles végétales ou animales, des fibres textiles semi-synthétiques ou des fibres textiles polymère, des fibres lignocellulosiques.
Par les termes fibres textiles naturelles végétales, on entend au sens de la présente invention, des fibres textiles naturelles d’abaca, de bagasse, de bambou, de coco, de coton, de lin, de chanvre, de jute, de raphia, de Ramie, de Rotin, de bois, de Furcraea andina, de Ceiba pentandra, d’Agave sisalana, de Kénaf, de Pina, et analogues.
Par les termes fibres textiles naturelles animales, on entend des fibres textiles naturelles d’alpaga, d’angora, de Byssus, de poil de chameau, de cachemire, de catgut, de guanaco, de poil ou de cheveux, de lama, de mohair, de pashmina, de qiviuk, de soie, éventuellement de soie d’araignée, de tendon, de laine, de vigogne de yack et analogues,
Par les termes fibres semi-synthétiques, on entend au sens de la présente invention, des fibres d’acétate de cellulose, de diacétate de cellulose, de triacétate de cellulose, de lyocell, de Modal et analogue.
Par les termes fibres textiles polymère, on entend les fibres acryliques, les fibres aramide (Twaron, Kevlar, Nomex, Technora), les microfibres, les fibres polyamide, les fibres polyester, les fibres polyoléfines, les fibres à base de polyéthylène de haut poids moléculaires, les fibres elastannes, les fibres vectran, les fibres vinalon, les fibres zylon et analogue.
Cette classification a été publiée par Weidmann en 2010.
Par les termes fibres lignocellulosiques, on entend au sens de la présente invention, des fibres composées de lignine, d’hémicellulose et de cellulose en proportions variables, issue d'exploitations forestières, agricoles ainsi que de déchets (bois d'ameublement, aggloméré, etc).
Par les termes “substrat fibreux déchiquetés, formés desdites fibres sous forme agglomérées, tissées ou non tissées”, ou par les termes “substrat fibreux sous forme de morceaux ou de granulés formés desdites fibres sous forme agglomérées, tissées, ou non tissées”, on entend des fibres agglomérées, tissées ou non tissées, typiquement textile ou lignocellulosique, qui ont subi une étape de réduction de taille pour former des morceaux. Cette réduction de taille peut comprendre un broyage par un broyeur à ciseaux, un découpeur de type guillotine, un déchiqueteur, un broyeur à mâchoires, voire même un effilocheur. Cette étape de broyage est préalable à la fourniture de substrat fibreux. Dans certains cas, avant l’étape d’humidification, la présente invention envisage également d’effectuer une étape additionnelle de réduction de taille si celle-ci s’avère utile, par exemple lorsque le substrat fibreux sous forme de morceaux ou de granulé formé desdites fibres présentent une distribution de taille trop large ou lorsque la taille moyenne des morceaux est trop élevée.
De manière préférentielle, selon la présente invention, le substrat fibreux déchiqueté aggloméré, tissé ou non tissé est un résidu de broyage de textiles recyclés, plus particulièrement de textiles d’ameublement recyclés, de matelas recyclés, de linges de toilettes ou de couchages, de textiles de l’habillement, de chutes ou de déchets textiles de production, de rembourrés et leurs mélanges.
De manière plus particulière, selon la présente invention, ledit substrat fibreux sous forme agglomérées, tissées ou non tissées est un résidu de broyage de textiles recyclés choisis parmi les textiles d’ameublement, de matelas et de rembourrés et présente une teneur en mousse synthétique comprise entre 10 et 80%.
Plus particulièrement encore, dans un mode de réalisation du procédé selon la présente invention, ledit substrat fibreux sous forme agglomérée, tissée ou non tissée est un résidu de broyage d’éléments lignocellulosique, comme par exemple des résidus de broyage de bois aggloméré.
Dans encore un mode de réalisation préférentiel selon la présente invention, dans lequel ladite étape de conditionnement est réalisée de manière à obtenir un substrat fibreux conditionné contenant de 60 à 80% en poids d’eau par rapport au poids de substrat fibreux conditionné, et est suivie des étapes de hygiénisation dudit substrat fibreux conditionné pour former un substrat fibreux conditionné hygiénisé, Refroidissement du substrat fibreux conditionné hygiénisé pendant une période de temps comprise entre 12 et 24 heure.
Dans une forme de réalisation préférentielle du procédé selon la présente invention, ladite hygiénisation est une pasteurisation à la vapeur pour obtenir un substrat fibreux conditionné hygiénisé pendant une durée d’au moins 3 heures, de préférence d’au moins 4 heures, plus préférentiellement d’au moins 5 heures à une température supérieure ou égale à 72°C.
Dans une forme de réalisation encore plus préférentielle du procédé selon la présente invention, la pasteurisation est effectuée à température croissante jusqu’à obtenir un pic de température supérieur à 85°C, plus particulièrement à 88°C, plus particulièrement à 90°C, maintenu pendant une période de temps comprise entre 5 et 50 minutes, plus particulièrement comprise entre 30 et 40 min.
Dans une autre forme de réalisation préférentielle du procédé selon la présente invention, ladite hygiénisation du substrat fibreux conditionné est un compostage comprenant au moins un cycle de compostage comprenant une étape de montée en température jusqu’à obtention d’une température comprise entre 55 et 80 °C, plus préférentiellement jusqu’à obtention d’une température comprise entre 58 et 65°C, pendant une période de temps comprise entre 6h et 5jours, suivi d’une étape d’aération dudit substrat fibreux pour maintenir une température comprise entre 46 et 49°C pendant 3 à 7 jours, éventuellement par retournement du substrat fibreux.
Plus particulièrement, selon la présente invention, ladite étape de conditionnement dudit substrat fibreux pour obtenir un substrat fibreux conditionné comprend une humidification du substrat fibreux et/ou un lavage dudit substrat fibreux suivi éventuellement d’un égouttage ou d’un séchage.
Dans encore une autre forme de réalisation du procédé selon la présente invention, ladite étape de conditionnement dudit substrat fibreux comprend une étape additionnelle de supplémentation en éléments essentiels, comme par exemple en minéraux (calcium, magnésium) en phosphore, en sources de carbone et azote, typiquement pour obtenir un substrat fibreux dont le ratio carbone : azote est compris entre 10 et 30, préférentiellement entre 15 et 20, par exemple par ajout de grains.
Plus particulièrement, selon la présente invention, ladite inoculation du substrat fibreux à l’aide d’une souche fongique comprend un ensemencement dudit substrat fibreux conditionné hygiénisé à l’aide de blanc mycélien issu de ladite souche fongique sur graines par addition d’au moins un blanc mycélien sur graines au dit substrat fibreux conditionné hygiénisé à raison de 0,5% à 10% en poids, plus particulièrement de 1 à 7%, plus particulièrement encore de 3 à 5% en poids de blanc mycélien par rapport au poids de substrat fibreux conditionné hygiénisé, plus particulièrement de 4 à 8% en poids de blanc mycélien, avec obtention de substrat fibreux conditionné hygiénisé ensemencé.
Alternativement, une culture liquide de ladite une ou plusieurs souches de champignon est utilisée pour l’ensemencement.
Dans ce cas, la concentration pour l’ensemencement sera avantageusement déterminée par la personne du métier en prenant en compte la concentration de la culture liquide de départ et les capacités de croissance de la souche sur le substrat fibreux à traiter. Typiquement entre 1 et 5% (poids poids) du milieu liquide est utilisé pour l’ensemencement du substrat fibreux conditionné hygiénisé.
Avantageusement, ladite croissance de la dire souche fongique est réalisée sur le substrat fibreux conditionné hygiénisé et ensemencé, préalablement mélangé et comporte une incubation dudit substrat fibreux conditionné hygiénisé ensemencé homogénéisé pendant une période de temps comprise entre 1 et 6 semaines, plus particulièrement entre 2 et 5 semaines, dans une enceinte présentant une humidité relative comprise entre 65 et 85%, plus particulièrement entre 70 et 80%.
Plus particulièrement encore, ledit ensemencement est réalisé en sac de culture ou sur convoyeur.
De préférence, le mélange est réalisé par retournement de sac de culture, retournement sur convoyeur, mélange dans un mélangeur à rubans, ou encore dans un mélangeur à pales.
Dans un mode préféré selon la présente invention, ladite souche fongique est choisie parmi les souches Agrocybe sp., Ganoderma sp., G. applanatum, G. boninense, G. lucidum, G. resinaceum, G. sessile, Trametes sp. ; Trametes hirsute, T. pubescens, T. suaveolens, T. versicolor, Pycnoporus sanguineus, Pleurotus sp., P. albidus, P. citrinopileatus, P. djamor, P. eryngii, P. ostreatus, P. ostraceus florida, P. ostraceus sajorcaju caju, P. salmoneo- stramineus, Fomes fomentarius, Fomitopsis pinicola, Irpex lacteus, Laetiporus sulphureus, Inonotus obliquus, Lentinula edodes; Lentinus lepideus, L. giganteus, L. squarrosulus and L. tigrinus, Fusarium sp., Fusarium culmorum, Fusarium solani, Aspergillus sp., Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Aspergillus terreus, Trichoderma sp., Trichoderma reesei, Trichoderma viride, Trichoderma longibrachiatum, Cladosporum sp., Chaetomium sp., Chaetomium globosum.
D’autres formes de réalisation du procédé suivant l’invention sont indiquées dans les revendications annexées. D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en faisant référence aux figures.
La figure 1 représente l’Activité laccase produite par T. versicolor, en fonction du temps et du type de substrat utilisé.
La figure 2 montre la production de carboxyméthylcellulase par une souche de Pycnoporus sanguineus sur textile ou sur compost.
Exemples. -
Exemple 1.- Réalisation des cultures mères
On a réalisé des cultures mères de la manière suivante :
Préparation du milieu gélosé : mise en solution (eau déminéralisée) des ingrédients suivants : o 2% d’extrait de malt (20 g/L) o 2% d’agar (20 g/L) o 0,2% d’extrait de levure (2 g/L)
Stérilisation de la préparation liquide par autoclavage
Répartition de la préparation liquide stérilisée dans des boîtes de Pétri de 9 cm de diamètre et refroidissement en conditions stériles.
Les boîtes contenant le milieu gélosé ont ensuite été inoculées avec une souche de champignon de la division des basidiomycètes, plus particulièrement de la souche Trametes versicolor.
Les boîtes ainsi ensemencées ont ensuite été incubées pendant 5 à 8 jours, en conditions de température comprises entre 20°C et 28°C. Des carrés d’agar de dimensions 1 ,5 x 1 ,5 cm ont été découpés à l’aide d’un scalpel préalablement stérilisé, la zone de prélèvement de tissus fongiques se situant vers le front de migration du mycélium. Exemple 2.- Réalisation d'un blanc mycélien de première génération.
On a préparé un mélange contenant 1 part de graines avec 1 part de grains de blé, 1 part de grains d’avoine, et 1 part d’un mélange de graines pour canari contenant 65% de graines d’alpiste, 20% de graines niger, 5% de graines de chanvre et 5% de graines de lin.
Les graines sont ensuite immergées dans de l’eau pendant 24H et ensuite récupérées et stérilisées en autoclave à 121 °C pendant 40 minutes.
Pour former le blanc mycélien de première génération des souches indiquées au tableau 1 , on ajoute un carré d’agar colonisé par la souche de champignons à 100 g de graines stérilisées telles que décrites ci-dessus et on place la quantité souhaitée de graines inoculées à l’aide de carrés d’agar colonisé selon la proportion indiquée ci-dessus dans un sac de culture. Le sac de culture est ensuite incubé dans une chambre de culture à température ambiante sous atmosphère contenant environ 75% d’humidité et à l'abri de la lumière pendant 21 jours. Une fois les graines colonisées, c’est-à-dire recouvertes de mycélium, on obtient le blanc mycélien de première génération.
Exemple 3.- Réalisation d'un blanc mycélien de cinquième génération
On mélange des graines stérilisées telles qu’obtenues à l’exemple 2 avec des graines colonisées selon une proportion de 19/1 pour obtenir la génération suivante tel qu’indiqué au tableau 1 .
Tableau 1.-
Figure imgf000015_0001
Exemple 4.- Préparation du substrat fibreux
A partir d’une balle de déchets textiles déchiquetés en petits morceaux (d50 compris entre 2 et 8 cm), on a réalisé une humidification du substrat fibreux. Le déchet textile comprenait des coutils de matelas, des morceaux de mousse PU de matelas et d’autres textiles d’ameublement.
L’humidification a été réalisée jusqu’à obtenir une teneur en eau d’environ 65%. Le substrat fibreux humidifié a ensuite été pasteurisé pendant 5 heures à une température supérieure à 72°C et placé dans un sac de culture.
Le substrat fibreux humidifié et pasteurisé a ensuite été refroidi pendant une durée de 18 heures.
Exemple 5.- Fermentation solide du substrat fibreux par des champignons de la division des Basidiomycètes On a inoculé le substrat fibreux humidifié et pasteurisé par du blanc de mycélium, de la souche de champignon T. versicolor sur graines issu de l’exemple 2 en ajoutant 5% en poids de blanc de mycélium par rapport au poids de substrat fibreux humidifié et pasteurisé et on a placé le sac de culture contenant le blanc de mycélium et le substrat fibreux humidifié et pasteurisé dans une chambre de culture à température ambiante et contenant une humidité relative de 75%.
Après 3 semaines, on observe une colonisation complète du substrat fibreux. On a préparé différents substrats fibreux selon le protocole de l’exemple 4. Les substrats fibreux sont présentés au tableau 2.
Tableau 2.-
Figure imgf000016_0001
Le substrat fibreux 4 est considéré comme un contrôle positif, i s’agit d’un substrat noble dont les nutriments sont aisément accessibles à la souche de champignon.
Pendant la croissance de la souche de champignon Trametes versicolor, l’activité laccase a été mesurée en fonction du temps. La laccase est extraite en agitant une quantité fixe de substrat colonisé pendant 1 h à 150 RPM avec un tampon potassium phosphate à O,1 M (15 litres de tampon phosphate comme phase aqueuse/kg de substrat. La quantification de l’activité laccase est réalisée par spectrophotométrie avec de l’ABTS comme réactif. L’activité enzymatique de la laccase a été utilisée comme traceur de la croissance des champignons.
Les résultats sont présentés à la figure 1. Comme on peut le constater, on observe un début plus précoce de la production de laccase lorsque T. versicolor est cultivé sur les coutils. Le rendement observé de fermentation solide sur coutils est 5 fois plus élevé que sur un substrat noble.
Ces résultats montrent que la fermentation solide à partir de déchets textiles comme substrat fibreux par différentes souches de champignon permet la croissance de biomasse, la réduction de la quantité de déchet et/ou encore la possibilité de produire des biomolécules dans un ordre de grandeur similaire à d'autres techniques optimisées et publiées pour la production industrielle de biomolécules, comme la laccase.
Les inventeurs ont ensuite comparé la fermentation d’une autre enzyme, une carboxyméthylcellulase, soit en utilisant un compost comme substrat idéal, soit en utilisant un textile et en ayant sélectionné une souche productrice de l’enzyme et capable de croître sur le textile comme substrat.
Comme montré à la Figure 2, la fermentation de la carboxyméthylcellulase en utilisant le textile comme substrat est obtenue avec une efficacité presque identique à celle d’un substrat idéal.
Exemple 6.- comparaison de la croissance de différentes souches sur textile.
Les inventeurs ont testé la croissance sur textile de différentes souches commerciales de Phacidium lacerum, Ganoderma lucidum (9 souches différentes), Tropicoporus linteus, pendant 7 la croissance est mesurée en centimètres.
Les souches testées de Phacidium lacerum et de Tropicoporus linteus n’ont poussé, alors que la grande majorité des souches de Ganoderma lucidum (7 sur les 9) ont bien poussé, une a poussé de manière médiocre et une n’a pas poussé. Les inventeurs ont testé ensuite la croissance des souches Fomes fomentarius (2 souches), Laetiporus sulphurous, Trametes versicolor (2 souches), Bjerkandera adusta, Fomitopsis pinicola, Daedaleopsis confragosa, Heterobasidion annosum, Ganoderma lucidum (la souche de croissance médiocre à 7 jours) et Pycnoporus sanguineus.
A 14 jours, les inventeurs ont mesure des croissances pour toutes les souches, celles de Trametes versicolor ayant globalement la plus forte croissance (6 et 9 cm), une souche de Fomes fomentarius a également très bien poussé (7 cm), mais pas l’autre (1 ,55 cm). La souche de Ganoderma lucidum, et celle de Pycnoporus sanguineus ont très bien poussé (8 cm). La souche testée de Heterobasidion annosum n’a pas bien poussé. Les autres souches testées ont eu une croissance intermédiaire (entre 2 et 6 cm).
Exemple 7.- production de biosurfactant sur textile
On a ensemencé deux substrats différents, un compost ou un textile avec une souche de champignon, en particulier une souche de Trametes versicolor ou de Ganoderma lucidum. Les inventeurs avaient préalablement vérifié (cfr exemple 6) que ces souches étaient capables de croître sur un substrat textile et de produire le biosurfactant d’intérêt.
Les trois souches testées, cultivées sur le compost, produisent le surfactant dès 5 jours de culture et, globalement, en produisent davantage à 9 et 12 jours.
Les trois souches testées, cultivées sur le textile produisent le surfactant dès 9 jours, en des teneurs comparables à la culture sur compost, même si la production à 12 jours est moindre, par exemple réduite de moitié en comparaison à la culture sur compost.
Les inventeurs considèrent que ces résultats sont excellents, puisque les textiles ne sont pas optimisés comme substrat de culture, et comprennent même des fibres non-métabolisables : la valeur ajoutée de l’invention est la somme du traitement des déchets, de la biomolécule produite et des fibres synthétiques ou des plastics qui sont à présent plus facilement recyclables. Il est bien entendu que la présente invention n’est en aucune façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécule à partir d’un substrat fibreux comprenant : une fourniture d’un substrat fibreux déchiqueté, tissé, non-tissé ou aggloméré lequel le substrat fibreux déchiqueté aggloméré, tissé ou non tissé comprend des fibres choisies parmi des fibres textiles naturelles végétales ou animales, des fibres textiles semi- synthétiques ou des fibres textiles polymère, et/ou des fibres lignocellulosiques, un conditionnement dudit substrat fibreux pour obtenir un substrat fibreux conditionné contenant de 60 à 80% en poids d’eau par rapport au poids de substrat fibreux conditionné, une inoculation du substrat fibreux à l’aide d’une à l’aide d’une souche fongique filamenteuse, plus particulièrement une souche fongique filamenteuse saprophyte, encore plus particulièrement choisie parmi les divisions des Basidiomycètes et des Ascomycètes et préférentiellement choisie parmi des souche fongique choisie parmi des souches appartenant au genre des Agrocybe, Ganoderma, Trametes, Pycnoporus, Pleurotus, Fomes, Fomitopsis, Irpex, Laetiporus, Inonotus, Lentinula, Fusarium, Aspergillus, Trichoderma, Pénicillium, Cladosporium, Chaetomium, Acremonium, Ganoderma, Inonotus, Trametes, Pycnoporus, Pleurotus, Grifola, Fomes, Fusarium, pour permettre une colonisation par ladite souche fongique du substrat fibreux, une croissance de ladite souche fongique une production de biomolécule choisie parmi le groupe formés des protéases, des laccases, des amylases, des cellulases, des chitinases, des xylanases, des oxydoréductases (dont entre autres les laccases, manganèse peroxydases, lignine peroxydases), des lipases, une extraction de ladite biomolécule et une collecte de ladite biomolécule.
2. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécules à partir d’un substrat fibreux selon la revendication 1 , dans lequel ladite collecte est suivie d’une étape de purification agencée pour obtenir un lot purifié de biomolécules, de préférence un fractionnement au sulfate d’ammonium et/ou la purification sur résine échangeuse d’ions.
3. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécules selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel ladite extraction est choisie parmi une extraction à partir de la biomasse fongique obtenue ou une série de rinçage du milieu de culture par une phase aqueuse, permettant de récolter une phase aqueuse enrichie en biomolécule.
4. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécules selon la revendication 3, dans lequel la série de rinçage comprend 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ou plus rinçages, chaque rinçage étant effectué à intervalle de 5, 6, 7, 8, 9, 10 jours.
5. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécules à partir d’un substrat fibreux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite croissance de ladite souche fongique est simultanée à la production de biomolécules.
6. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécule à partir d’un substrat fibreux selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel ladite croissance de ladite souche fongique a lieu avant la production de biomolécule.
7. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécule à partir d’un substrat fibreux selon l’une quelconque des revendications précédentes dans lequel le substrat fibreux déchiqueté aggloméré, tissé ou non tissé comprend des fibres textiles naturelles végétales ou animales, et des fibres textiles polymère.
8. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécule à partir d’un substrat fibreux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le substrat fibreux déchiqueté aggloméré, tissé ou non tissé est un résidu de broyage de textiles recyclés ou en fin de vie, plus particulièrement de textiles d’ameublement recyclés, de matelas recyclés, de linges de toilettes ou de couchages, de textiles de l’habillement, de chutes ou de déchets textiles de production, de rembourrés et leurs mélanges.
9. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécule à partir d’un substrat fibreux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit substrat fibreux sous forme agglomérées, tissées ou non tissées est un résidu de broyage de textiles recyclés choisis parmi les textiles d’ameublement, de matelas et de rembourrés et présente une teneur en mousse synthétique comprise entre 10 et 80%.
10. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécule à partir d’un substrat fibreux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit substrat fibreux sous forme agglomérées, tissées ou non tissée est un résidu de broyage d’éléments lignocellulosique, comme par exemple des résidus de broyage de bois aggloméré.
1 1. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécule à partir d’un substrat fibreux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite étape de conditionnement est réalisée de manière à obtenir un substrat fibreux conditionné contenant de 60 à 80% en poids d’eau par rapport au poids de substrat fibreux conditionné, et est suivie des étapes de hygiénisation dudit substrat fibreux conditionné pour former un substrat fibreux conditionné hygiénisé,
Refroidissement du substrat fibreux conditionné hygiénisé pendant une période de temps comprise entre 12 et 24 heures.
12. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécules à partir d’un substrat fibreux selon la revendication 1 1 , dans lequel ladite hygiénisation est une pasteurisation à la vapeur pour obtenir un substrat fibreux conditionné hygiénisé pendant une durée d’au moins 3 heures, de préférence d’au moins 4 heures, plus préférentiellement d’au moins 5 heures à une température supérieure ou égale à 72°C.
13. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécules à partir d’un substrat fibreux selon la revendication 12, dans lequel la pasteurisation est effectuée à température croissante jusqu’à obtenir un pic de température supérieur à 85°C, plus particulièrement à 88°C, plus particulièrement à 90°C, maintenu pendant une période de temps comprise entre 5 et 50 minutes, plus particulièrement comprise entre 30 et 40 min.
14. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécules à partir d’un substrat fibreux selon l’une quelconque des revendications 1 1 à 13, dans lequel ladite hygiénisation du substrat fibreux conditionné est un compostage comprenant au moins un cycle de compostage comprenant une étape de montée en température jusqu’à obtention d’une température comprise entre 55 et 80 °C, plus préférentiellement jusqu’à obtention d’une température comprise entre 58 et 65°C, pendant une période de temps comprise entre 6h et 5jours, suivi d’une étape d’aération dudit substrat fibreux pour maintenir une température comprise entre 46 et 49°C pendant 3 à 7 jours, éventuellement par retournement du substrat fibreux.
15. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécules à partir d’un substrat fibreux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite étape de conditionnement dudit substrat fibreux pour obtenir un substrat fibreux conditionné comprend une humidification du substrat fibreux et/ou un lavage dudit substrat fibreux suivi éventuellement d’un égouttage ou d’un séchage.
16. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécules à partir d’un substrat fibreux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite étape de conditionnement dudit substrat fibreux comprend une étape additionnelle de supplémentation en éléments essentiels, comme par exemple en minéraux (calcium, magnésium) en phosphore, en sources de carbone et azote, typiquement pour obtenir un substrat fibreux dont le ratio carbone : azote est compris entre 10 et 30, préférentiellement entre 15 et 20, par exemple par ajout de grains.
17. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécules à partir d’un substrat fibreux selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite souche fongique est choisie parmi les souches Agrocybe sp., Ganoderma sp., G. applanatum, G. boninense, G. lucidum, G. resinaceum, G. sessile, Trametes sp. ; Trametes hirsute, T. pubescens, T. suaveolens, T. versicolor, Pycnoporus sanguineus, Pleurotus sp., P. albidus, P. citrinopileatus, P. djamor, P. eryngii, P. ostreatus, P. ostraceus florida, P. ostraceus sajorcaju caju, P. salmoneo-stramineus, Fomes fomentarius, Fomitopsis pinicola, Irpex lacteus, Laetiporus sulphureus, Inonotus obliquus, Lentinula edodes; Lentinus lepideus, L. giganteus, L. squarrosulus and L. tigrinus, Fusarium sp., Fusarium culmorum, Fusarium solani, Aspergillus sp., Aspergillus oryzae, Aspergillus niger, Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus, Aspergillus terreus, Trichoderma sp., Trichoderma reesei, Trichoderma viride, Trichoderma longibrachiatum, Cladosporum sp., Chaetomium sp., Chaetomium globosum.
18. Procédé de fermentation solide pour la production de biomolécules à partir d’un substrat fibreux selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant la fermentation pour la production d’une seconde biomolécule.
19. Procédé selon la revendication 18 dans lequel la seconde biomolécule est un biosurfactant, de préférence choisi parmi les sophrolipides, les lipides mannosylerythritol (MEL), les tréhalose lipides, les xylolipides, les cellobioses lipides, les polylipides, les lipopeptides, les hydrophobines et un mélange de ceux-ci.
20. Le procédé selon la revendication 19 comprenant de préférence les étapes successives d’acidification du milieu de culture comprenant ledit surfactant à un pH inférieur à 4, de manière à précipiter ledit surfactant de prélèvement du précipitât de remise en solution dudit précipitât et de filtration.
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