Comparative of Lignocellulosic Ethanol Production by Kluyveromyces marxianus and Saccharomyces cerevisiae

The world faces a progressive depletion of its energy resources, mainly fossil fuels based on non-renewable resources. At the same time, the consumption of energy grows at high rates, and the intensive use of fossil fuels has led to an increase in the generation of gaseous pollutants released into the atmosphere, which has caused changes in the global climate. The lignocellulosic bioethanol is considered as a promising alternative for use as fuel ethanol. However, one of the main problems in producing ethanol is toxic compounds generated during hydrolysis of lignocellulosic wastes; these compounds cause a longer lag phase and irreversible cell damage to the microorganisms used in the fermentation step. These conditions of fermentation affect the productivity and the economic feasibility of the lignocellulosic ethanol production process. In this context, many efforts had been carried out to improve the capacity of volumetric ethanol productivity of the yeast. The yeast Saccharomyces cerevisiae is commonly employed in industrial ethanol production. However non-Saccharomyces yeast as Kluyveromyces marxianus can produce alcohols at similar or higher levels than S. cerevisiae and on inhibitory conditions

Fermentative capacity of Saccharomyces and non-Saccharomyces in agave juice and semi-synthetic medium

Various consortia of yeasts and bacteria involved in the natural fermentation process of tequila have been identified, particularly non-Saccharomyces yeasts. This study evaluates the fermentative capacity of two non-Saccharomyces yeasts (isolated from traditional mezcal fermentation): Kluyveromyces marxianus (DU3) and Pichia kluyveri (GRO3), and assesses their production of volatile compounds. The values found are compared with those of the same attributes of a Saccharomyces cerevisiae (AR5) isolated from tequila fermentation. The fermentations were performed in two different media, agave juice (JA) and a semi-synthetic medium (M11). The study also compared free and immobilized yeast fermentations in the JA medium in order to evaluate the potential benefits of immobilization on the yeast behaviour. This study demonstrated the potential of non-Saccharomyces yeasts, which fermented the agave juice in the same manner as S. cerevisiae but with higher ester production. Furthermore, K. marxianus produced more higher alcohols than S. cerevisiae. This could lead to tequila with different aroma profiles. Results were different in the synthetic medium, thus showing sensitivity to the composition of the medium. No significant differences between yeast fermentations with free and immobilized cells were detected, except for ethanol yield

The uses of AFLP for detecting DNA polymorphism, genotype identification and genetic diversity between yeasts isolated from Mexican agave-distilled beverages and from grape musts

Aims: The objectives were to determine the variability and to compare the genetic diversity obtained using amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers in analyses of wine, tequila, mezcal, sotol and raicilla yeasts. Methods and Results: A molecular characterization of yeasts isolated from Mexican agave musts, has been performed by AFLP marker analysis, using reference wine strains from Italian and South African regions. Conclusions: A direct co-relation between genetic profile, origin and fermentation process of strains was found especially in strains isolated from agave must. In addition, unique molecular markers were obtained for all the strains using six combination primers, confirming the discriminatory power of AFLP markers. Significance and Impact of the Study: This is the first report of molecular characterization between yeasts isolated from different Mexican traditional agave-distilled beverages, which shows high genetic differences with respect to wine strains

Études cinétiques et physiologiques d'une souche d'Escherichia coli recombinée surproductrice de glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase

Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de LorraineNot availableL’objectif général de ce travail est l'étude du comportement en fermenteur d'une souche d'E. coli recombinée surproductrice d'une enzyme homologue, la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase. Dans une première partie, les performances de la souche ont été testées en culture discontinue et semi-continue en fermenteur de 2 litres. Une concentration optimum de glucose pour l'expression de l'enzyme et l'action inhibitrice de l'acétate ont été mis en évidence. Dans une deuxième partie, un milieu simplifié riche en acides aminés a été utilisé. Une étude de l'utilisation de ces derniers a été réalisée en culture discontinue et continue. Les transporteurs des différents acides aminés semblent jouer un grand rôle dans leur mode d'utilisation. Les acides aminés ont été classés en plusieurs catégories et l'influence du glucose sur leur importation a été dégagée. En utilisant ce même milieu de culture nous avons montré qu'il était possible d'augmenter fortement et de façon transitoire la production de l'enzyme recombinante par des ajouts pulsés, soit de glucose, soit de serine. Ce phénomène a été étudié en détail et en particulier la transcription et l'utilisation des promoteurs. La quatrième partie est consacrée à l'étude de la stabilité plasmidique. Nous avons mis en évidence une instabilité plasmidique transitoire en culture discontinue. En culture continue, la stabilité est meilleure à de faibles taux de dilution. Enfin, dans une dernière partie, nous avons étudié l'influence du plasmide et de la production de la protéine recombinante sur le comportement de la souche hôte en culture discontinue, semi-continue et continu

Études cinétiques et physiologiques d'une souche d'Escherichia coli recombinée surproductrice de glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase

Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de LorraineNot availableL’objectif général de ce travail est l'étude du comportement en fermenteur d'une souche d'E. coli recombinée surproductrice d'une enzyme homologue, la glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase. Dans une première partie, les performances de la souche ont été testées en culture discontinue et semi-continue en fermenteur de 2 litres. Une concentration optimum de glucose pour l'expression de l'enzyme et l'action inhibitrice de l'acétate ont été mis en évidence. Dans une deuxième partie, un milieu simplifié riche en acides aminés a été utilisé. Une étude de l'utilisation de ces derniers a été réalisée en culture discontinue et continue. Les transporteurs des différents acides aminés semblent jouer un grand rôle dans leur mode d'utilisation. Les acides aminés ont été classés en plusieurs catégories et l'influence du glucose sur leur importation a été dégagée. En utilisant ce même milieu de culture nous avons montré qu'il était possible d'augmenter fortement et de façon transitoire la production de l'enzyme recombinante par des ajouts pulsés, soit de glucose, soit de serine. Ce phénomène a été étudié en détail et en particulier la transcription et l'utilisation des promoteurs. La quatrième partie est consacrée à l'étude de la stabilité plasmidique. Nous avons mis en évidence une instabilité plasmidique transitoire en culture discontinue. En culture continue, la stabilité est meilleure à de faibles taux de dilution. Enfin, dans une dernière partie, nous avons étudié l'influence du plasmide et de la production de la protéine recombinante sur le comportement de la souche hôte en culture discontinue, semi-continue et continu