La thèse 3ème Cycle en Microbiolgie Marine








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Collecte des échantillons sur le terrain


On a réuni au total 36 échantillons de grain de café, de feuilles ou de pulpe de café dans les zones cultivées et les usines « ingenios » de traitement du café au Mexique, au cours d’une série de visites réalisées dans les endroits suivants : Xico, Veracruz, Jalapa et Tapachula Chiapas. A partir de ces échantillons, on a commencé un travail de sélection et d’isolement de moisissures capables de dégrader la caféine, en l’utilisant comme seule et unique source d’azote.On a ainsi isolé 300 souches de champignons filamenteux mesophiles. Ces microorganismes furent isolés sur des milieux solides semi-synthétiques contenant de la streptomycine et selon le cas, de l’extrait de café, avec ou sans saccharose et de la pulpe de café.

Isolement et sélection des souches capables de dégrader la caféine


On a décrit systématiquement un bon nombre de caractéristiques qui ont permis de regrouper ces 300 souches en genres taxonomiques bien définis. Parallèlement on a sélectionné des souches les plus aptes en fonction de leurs taux de croissance, de leur indice de sporulation et de leurs capacité à dégrader la caféine, ce qui a fourni 10 souches (soit 3% du total), pour les études ultérieures de détoxification. A partir des études physiologiques et biochimiques de ces dernières souches, on est parvenu à sélectionner une souche présentant les meilleures caractéristiques ; celle-ci dégrade près de 100% de la caféine présente dans les milieux de culture. Cette moisissure, un Penicillium sp ., utilise la caféine comme unique source d’azote. Le dosage de la caféine fut réalisée par HPLC.

Ces travaux ont été poursuivis pour la caractérisation biochimiques et physiologiques de la croissance et de la sporulation de ces microorganismes sur pulpe de café en incorporant dans les études de sélection certaines nouvelles variables telles que l’activité pectinolytique ou cellulolytique des souches, l’augmentation du potentiel biotechnologique de la pulpe de café. Philippe ANTIER, a réalisé son post doc sur la sélection des souches pectinolytiques (Références).

Détoxification de la pulpe de café


On a réalisé des études d’optimisation des conditions de croissance et la cinétique de dégradation de la caféine au niveau du laboratoire ; on a aussi réalisé les dosages préliminaires de détoxification au niveau pilote expérimental. Finalement on a produit des petites quantités d’échantillons de pulpe de café fermentée détoxifiée pour leur évaluation nutritionnelle par le Collège des Postgradués de Chapingo, Mexique.

Les analyses de digestibilité « in vitro », réalisées sur des mélanges de liquide ruminal avec différents matériels additionnés de pulpe de café fermentée avec une souche de Penicillium sp. Ont montré un effet probiotique, c’est à dire que l’addition de 1à 3% du produit fermenté à différents matériels (pailles de maïs, luzerne, avec des huiles insaturées ou des farines d’abattoirs) donne une augmentation de 5 à 8% de la digestibilité de ces matériels. Si cet effet « probiotique » se confirmait in « vivo » sur des animaux fistulés, on pourrait disposer d’une nouvelle utilisation de la pulpe de café ayant une valeur économique de 2 à 3 fois supérieure au coût d’un concentré et qui présenterait probablement alors un intérêt commercial.

Contribution de Christopher AUGUR au programme valorisation de la pulpe de café : Entre 1994 et 2000 il a été affecté à l’Université Autonome de Mexico pour travailler sur la problématique de la biotransformation de la pulpe de café par les champignons filamenteux.. Avec nos partenaires mexicains et l’appui du groupe de fermentation en milieu solide de Montpellier, il a pu analyser la dégradation de tanins présents dans la pulpe de café, en prenant comme modèle, l’acide tannique. En même temps, il a étudié la voie de dégradation de la caféine par certains Penicillium. Nous avons par la suite comparée la production d’enzymes clé (tanases, pectinases, décaféinases) produites par fermentation en milieu solide et en milieu liquide. Nous savions que la caféine était présente à 1% dans la pulpe de café. La voie de dégradation nous a permis de déterminer qu’il fallait aussi éliminer le premier produit de dégradation, la théophilline, afin de détoxifier la pulpe. Avec l’aide de ses étudiants en thèse et un post-doc, il a pu isoler et caractériser la première enzyme fongique, une théophilline déméthylase, impliquée dans la biodégradation de la caféine. Cette étude a été financé par un projet européen intitulé BIOPULCA. Fin 2000, il a été affecté au Centre de Recherches sur les Carbohydrates Complexes à l’Université de Géorgie, Etats Unis, pour acquérir les bases nécessaires à l’étude structurale des tanins condensés présents dans la pulpe de café. Lors de son séjour aux USA, il a aussi purifié et caractérisé la première tanase bi-fonctionnelle. En novembre 2002 il a intégré le laboratoire de mycologie de Marseille afin de poursuivre l’étude d’une nouvelle classe d’enzymes capables de dégrader certains tanins condensés, appelés proanthocyanidines. Malheureusement Christopher a été assassiné le 29 janvier 2009, laissant derrière lui un grand vide, de tout point de vue. Je tiens à rendre hommage à un chercheur de très grande qualité scientifique et humaine.
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