Industrial derivative of tallow: a promising renewable substrate for microbial lipid, single-cell protein and lipase production by Yarrowia lipolytica

The aim of the present study was to assess the potential of valorisation of a solid industrial derivative of tallow, composed of saturated free-fatty acids ("stearin"), by fermentations carried out by the yeast Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109 in order to produce microbial lipid, biomass and extra-cellular lipase. High quantities of biomass were produced (biomass yield of around 1.1 \ub1 0.1 g of total biomass produced per g of fat consumed) when the organism was grown in shake flasks, regardless of the concentration of extra-cellular nitrogen present. Cellular lipids accumulated in notable quantities regardless of the nitrogen availability of the medium, though this process was clearly favoured at high initial fat and low initial nitrogen concentrations. The maximum quantity of fat produced was 7.9 mg/ml corresponding to 52.0% (wt/wt) of lipid in the dry biomass. Lipase production was critically affected by the medium composition and its concentration clearly increased with increasing concentrations of fat and extra-cellular nitrogen concentration reaching a maximum level of 2.50 IU/ml. Lipase concentration decreased in the stationary growth phase. In bioreactor trials, in which higher agitation and aeration conditions were employed compared with the equivalent trial in the flasks, significantly higher quantities of biomass were produced (maximum concentration 30.5 mg/ml, yield of 1.6 g of total biomass produced per g of fat consumed) while remarkably lower quantities of cellular lipids and extra-cellular lipase were synthesised. Numerical models successfully simulated both conversion of substrate fat into biomass and production and subsequent hydrolysis of extra-cellular lipase and presented a satisfactory predictive ability verifying the potential for single-cell protein and lipase production by Yarrowia lipolytica ACA-DC 50109. In all cultures, the mycelial form of the culture was dominant with few single cells present

Production d'une protéine membranaire humaine par cultures en réacteurs de cellules animales recombinantes : obtention de la lignée CHO recombinante et études cinétiques en réacteurs discontinus et semi-continus

Not availableL'objectif général de ce travail est l'étude de la production d'une enzyme membranaire humaine à intérêt clinique (la gamma glutamyltransérase: GGT) par cultures en réacteurs de cellules animales CHO (Chinese Hamster Ovary) recombinantes. La première partie concerne l'obtention de la cellule CHO recombinante. Pour cela, la mise au point d'une technique de transfection par electroporation a été réalisée et évaluée par un test de permeébilisation membranaire, puis la stabilité de la production GGT par ces cellules recombinantes a été vérifiée pendant 18 passages. Les caractéristiques structurales et catalytiques de l'enzyme recombinante ont été déterminées et montrent l'obtention d'une enzyme active avec un taux d'expression très performant de 2U/mg de protéines. Les cinétiques de cultures en réacteur discontinu des cellules r-CHO n'ont pas montré de différences significatives dans leur comportement de prolifération, ni dans leur métabolisme de base par rapport aux cellules sauvages. La seconde partie traite de l'influence de l'adhérence cellulaire sur le comportement des cellules r-CHO en réacteur. Trois systèmes de culture ont été mis en œuvre: sur microporteurs, en agrégats ou en cellules individualisées. Il a été observé une vitesse spécifique de croissance deux fois plus élevée pour les cultures cultivées sur microporteurs; de plus, les cellules perdent leur capacité de synthèse de l'enzyme (d'un facteur 7) des qu'elles se trouvent en absence de support. Enfin, la mise en œuvre de réacteur semi-continu a permis de maintenir des concentrations cellulaires maximales pendant une période plus longue, facilitant ainsi la récupération de l'enzyme. En troisième partie, l'optimisation de la production de GGT a été envisagée, notamment par ajout d'un agent chimique inducteur. L'addition de butyrate de sodium dans une culture en réacteur semi-continu avec des cellules r-CHO sur microporteurs a permis de stimuler la production d'un facteur 1,5. L'extraction de l'enzyme membranaire est également présenté

Etude de la production et de l'émanation de composés volatils malodorants sur textile à usage sportif

Si la sueur fraîchement émise par le corps humain est inodore, la dégradation de celle-ci par la flore bactérienne cutanée produit des composés volatils malodorants, responsables des odeurs de transpiration. Les odeurs de transpiration apparaissent également sur les vêtements au cours de leur utilisation, particulièrement sur les textiles réalisés en fibres synthétiques. Ce travail a pour but d améliorer la compréhension du phénomène d émanation d odeurs en étudiant l effet du sujet testé, l effet de la flore bactérienne et l effet du textile sur les émissions de composés volatils malodorants.L intérêt de ce travail réside dans l approche globale de la problématique des odeurs de transpiration et dans la diversité des méthodes de mesure mises en place, tant dans l étude de la flore microbiologique que dans les méthodes de mesures des composés odorants émis.Dans un premier temps, le dénombrement simultané de la flore bactérienne sur la peau et sur le vêtement a été réalisé sur un échantillon de 15 sujets à l issue d un exercice physique. Cette expérimentation a permis d évaluer le taux de transfert bactérien moyen lors d une activité sportive et d étudier son rôle dans l émission d odeurs. Ensuite, afin d affiner ces résultats, une méthode basée sur la biologie moléculaire a été mise en place pour réaliser le suivi qualitatif de la stabilité de la flore commensale axillaire d un sujet pendant 3 mois. Le transfert bactérien spécifique entre la peau du testeur et le vêtement a été étudié pour 4 matières textiles sélectionnées (dont le coton et le PET). Ceci a permis de déterminer le rôle du transfert bactérien spécifique dans l émission des odeurs à partir de textile.Enfin, le dernier chapitre est consacré à l étude de l émission de composés volatils et odorants à l aide de mesures olfactives et d un nez électronique au cours du temps par 8 composants textiles sélectionnés. Après traitement statistique par analyse en composante principale et étude détaillée des mesures, 9 composés chimiques ont été identifiés comme indicateurs d un comportement textile malodorant. Ces derniers pourraient être utilisés dans la mise en place d une méthode ciblée de mesure physico-chimique des mauvaises odeurs.Ce travail a permis de déterminer l impact de chacun des facteurs sujet, flore bactérienne et textile dans l émission d odeurs. En outre, ce travail ouvre des perspectives sur l étude des contaminations bactériennes par contact, mais également dans l étude des odeurs, sur les phénomènes de désorption de molécules volatiles à partir de différentes matrices textiles et sur les solutions pouvant être envisagées pour limiter les émissions odorantes à partir de textiles.Fresh human sweat is odorless. Odoriferous volatile compounds are produced by the metabolism of bacteria living on the skin, generating strong malodor. Sweaty body odors do also appear on clothes during use, and especially on synthetic fabrics. The aim of this document is to improve understanding of odor emission by investigating subject effect, microbiota effect and fabric effect on the emission of odoriferous volatile compounds.Odors of perspiration are hereby globally approached with a wide use of methods and experimental devices, for microbial flora study as well as for odoriferous volatile compounds emission study.First, microflora enumeration has been simultaneously processed on the skin and on the fabric after exercise for 15 subjects. This experiment allowed an evaluation of the average bacterial transfer yield during physical activity and the beginning of the investigation of its effect on odor emission.A molecular biology methodology has then been developed in order to refine these results. Monitoring of qualitative composition of the microbiota has been performed to study the stability of the armpit s ecosystem on a subject during 3 months. Specific microbial transfer from subject s skin to clothe has been performed for 4 textile fabrics (including cotton and PET). This leaded to characterize the effect of specific bacterial transfer on odor emission from fabric.The last chapter is dedicated to the study of the emission of odoriferous volatile compounds over time using olfactory measurements and electronic nose for 8 selected fabrics. Principal component analysis targeted 9 chemical compounds that have been selected as malodorous behavior indicators for a given fabric. Those 9 compounds could be used for setting up a fitted physicochemical method of malodor.To conclude, this study helped to understand the effect of 3 factors in odor perception from a fabric after sport : subject, microbial flora and fabric. Perspectives have been charted on contact microbial contamination, but also on odor, and especially on desorption of odoriferous volatile molecules from a textile or knitted matrix. The solutions that could be used to limit malodorous emission from fabrics have also been discussed.NANCY-INPL-Bib. électronique (545479901) / SudocSudocFranceF

Intérêts des hydrolysats de levure dans les procédés de culture de cellules CHO productrices d'anticorps (analyse cinétique, fractionnements et caractérisation des composés actifs)

Ce travail étudie l'intérêt de l'ajout d'hydrolysats de levure dans un procédé de culture de cellules CHO productrices d'anticorps en vue, d'une part, de déterminer leur condition d'utilisation et leur rôle, et, d'autre part, de caractériser les composés actifs. Pour répondre à ces objectifs, une démarche intégrant des études cinétiques, des stratégies de fractionnement et l'analyse biochimique des hydrolysats et de leurs fractions a été développée. En premier lieu, il a été montré que les hydrolysats de levure présentent des effets significatifs sur les cultures selon leur composition et les conditions d'ajout. De même, des effets synergiques ont été mis en évidence par le mélange d'hydrolysats générés à partir de différents procédés. D'autre part, des études cinétiques ont permis de corréler l'influence positive des hydrolysats sur la croissance cellulaire à l'amélioration du métabolisme énergétique. Dans un deuxième temps, la nature biochimique et le rôle des composés actifs ont été étudiés par la mise en oeuvre d'un procédé de nanofiltration membranaire et la reconstitution de mélanges de molécules contenues dans un extrait de levure (EXL). Ces résultats ont mis en évidence l'intérêt des di- et tri-peptides pour approvisionner le métabolisme énergétique et de molécules non nutritives, de poids moléculaire supérieur à 500 Da, pour stimuler la vitesse spécifique de croissance des cellules. Finalement, le rétentat issu de la nanofiltration de l'EXL a été fractionné à l'aide de divers procédés chromatographiques, unitaires ou associés, pour caractériser les propriétés physico-chimiques des composés actifs. L'effet des fractions sur la culture de cellules a alors souligné l'intérêt des molécules chargées positivement, et plus particulièrement, des peptides hydrophiles et cationiques pour stimuler la croissance des cellules. Ainsi, nos travaux permettent de mieux appréhender les mécanismes d'action des hydrolysats de levure sur les cellules CHO productrices d'anticorps et proposent des voies d'optimisation pour la simplification d'additifs complexes dans les milieux de culture dédiés à la culture de cellules animalesThis work studies the interest of the addition of yeast hydrolysates in culture medium of CHO cell producing antibody, to determine the operating conditions and their role, but also to improve the characterization of active compounds. In this way, an integrated approach including kinetic studies, fractionation strategies and biochemical analysis of hydrolysates and of their fractions was developed. First, we showed that yeast hydrolysates exhibited various properties depending on their composition and the operating conditions. In addition, synergistic effects were observed with different hydrolysate mixtures. Besides, kinetic studies underlined that the positive influence of hydrolysates on cell growth is correlated with energetic metabolism improvement. Then, the biochemical nature and the role of active compounds were studied by the implementation of a nanofiltration process and the reconstitution of mixtures of molecules contained in a yeast extract (YE). The results highlighted the interest of di- and tri-peptides to supply energetic metabolism, and of non-nutritive molecules, exhibiting a molecular weight greater than 500 Da, to stimulate the specific cell growth rate. Finally, the retentate fraction of nanofiltrated YE was fractionated by various chromatographic processes to characterize the physico-chemical properties of active compounds. The effect of fractions on cell culture emphasized the positive effect of positively charged molecules, especially hydrophilic and cationic peptides, to stimulate the cell growth. Thus, our work provides important insights in yeast hydrolysate mechanisms on CHO cells and suggests procedures to simplify such a complex additive of media dedicated to mammalian cell cultureMETZ-SCD (574632105) / SudocNANCY1-Bib. numérique (543959902) / SudocNANCY2-Bibliotheque electronique (543959901) / SudocNANCY-INPL-Bib. électronique (545479901) / SudocSudocFranceF

Enzymatic Oxidation of Ferulic Acid as a Way of Preparing New Derivatives

The ferulic acid (FA)-oxidation by Myceliophthora thermophila laccase was performed in phosphate buffer at 30 °C and pH 7.5 as an eco-friendly procedure. LC-MS analysis showed that oxidation products were four dehydrodimers (P1, P2, P3, P5) at MM = 386 g/mol, two dehydrotetramers (P6, P7) at MM = 770 g/mol and one decarboxylated dehydrodimer (P4) at MM = 340 g/mol. Structural characterization showed that FA-dehydrodimers were symmetric for P1 and P5 while asymmetric for P2, P3 and P4. Physicochemical characterization showed that oxidation products presented a higher lipophilicity than that of FA. Moreover, symmetric dimers and tetra dimers had a higher melting point compared to FA and its asymmetric dimers. Antioxidant and anti-proliferative assessments indicated that enzymatic oligomerization increased antioxidant and anti-proliferative properties of oxidation products for P2, P3 and P6 compared to FA. Finally, this enzymatic process in water could produce new molecules, having good antiradical and anti-proliferative activities