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Génie et Microbiologie des Procédés Alimentaires

Bioproduits, Aliments, Micro-organismes et Procédés

Le développement de procédés éco-efficients, tant pour la production et la stabilisation de micro-organismes d’intérêt alimentaire que pour la production de molécules bio-sourcées, s’appuie sur la connaissance de l’impact des conditions de production sur la physiologie et les fonctionnalités microbiennes. L’approche intégrée proposée permettra de lever des verrous d’ordre physiologique (orientation du métabolisme, élimination de métabolites inhibiteurs, stabilité des fonctionnalités) et méthodologique (utilisation de marqueurs d’état physiologique pertinents, études in situ et en dynamique), aux différentes échelles (développement de méthodes adaptées pour contrôler et optimiser le système en prenant en compte l’impact environnemental, conception de nouveaux procédés éco-efficients).

Nos activités en quelques mots-clés

Schema_BioMiP

Finalité : transformer des agro-ressources par une conception et une conduite raisonnée et optimisée de (bio)-procédés dans un contexte de durabilité.

Nos objets d’étude

Exemples de microorganismes
  • Micro-organismes : bactéries et levures
  • Molécules bio-sourcées : molécules aromatisantes (CSV), synthons (en développement)

Notre question de recherche

" Quelle approche systémique pour comprendre et contrôler les mécanismes d’obtention et de préservation d’une fonctionnalité biologique dans un bioprocédé intégré, tout en limitant son impact environnemental ? "

Pour répondre à cette question, nos objectifs sont de :

  • Mieux comprendre les mécanismes d’élaboration et de dégradation des fonctionnalités biologiques cibles issues de micro-organismes ;
  • Adapter les conditions de production (environnement physico-chimique et biotique, milieu, formulation) et la conduite des procédés, pour maîtriser et optimiser ces fonctionnalités;
  • Etudier de nouveaux procédés intégrés mettant en œuvre des couplages optimisés entre les procédés upstream (bioconversion, production) et les procédés downstream (extraction, purification, stabilisation) ;
  • Etudier le matériel biologique, par une approche génomique et protéomique axée sur la connaissance des voies métaboliques d’intérêt et leur maîtrise via la mise en œuvre de conditions de production pertinentes ;
  • Prendre en compte, au niveau du procédé, des critères d’impact environnemental (ex : substrats utilisés, solvants mis en œuvre, consommation d’eau et d’énergie), en lien avec l’élaboration et le maintien des fonctionnalités, en vue de proposer des technologies alternatives durables.

Projets en cours

Europe

France

  • OSEO : Amélioration de la résistance des souches des bactéries lactiques par la formulation et la conduite des procédés (2011 – 2013)
  • LacLys : Stabilisation de supra structures moléculaires par lyophilisation (2008 – 2011)
  • EcoTrans : Analyse de l’impact environnemental de la production et la stabilisation de micro-organismes (2012-2014)

Doctorats

Yohan Laurent

Sujet : Etude de la production in situ d'homopolysaccharides par des bactéries lactiques dans un levain liquide de panification
Financement : CIFRE (société Les Grands Moulins de Paris)
Formation : Ingénieur AgroParisTech
Mot-clés : Exopolysaccharides, levain, rhéologie
Encadrante : Marielle Bouix
Début de la thèse : septembre 2009

Julie Gautier

Sujet : Caractérisation et modélisation des mécanismes biophysiques impliqués lors de la congélation des bactéries lactiques et états physiologiques
Financement : INRA, contrat Jeune Scientifique
Formation : M2 Analyse des risques de biocontaminants dans l’alimentation humaine et animale
Mots-clés : bactéries lactiques, congélation, cryobiologie, membranes, caractérisation in situ par spectroscopie infrarouge
Encadrante : Fernanda Fonseca
Début de la thèse : octobre 2010

Hélène Velly

Sujet : Bactéries lactiques : Diversité - Etat physiologique : DEPHY
Financement : CIFRE (CNIEL)
Formation : Ingénieur AgroParisTech. Dominante : Microbiologie des procédés alimentaires et biologiques
Mots-clés : bactéries lactiques, fermentation, état physiologique, cytométrie en flux
Encadrante : Marielle Bouix
Début de la thèse : mai 2011

Grégoire Burgé

Sujet : Production d'acide 3-hydroxypropionique (3-HP) par Lactobacillus reuteri dans un procédé intégré, couplant bioconversion du glycérol et extraction in situ
Financement : Chaire AgroBiotechnologies Industrielles (ABI)
Formation : Ingénieur Université Technologique de Compiègne. Département : Génie biologique
Mots-clés : bactéries lactiques, 3-HP, couplage fermentation-séparation
Encadrants : Violaine Athès, Eric Spinnler, Claire Saulou, Marwen Moussa
Début de la thèse : janvier 2013

Julie Meneghel

Sujet : Caractérisation in situ et dynamique des réponses physiologiques et biophysiques des bactéries lactiques aux stress environnementaux subis lors de leur production et de leur utilisation finale
Financement : 50% CEPIA INRA et 50% Fondation Campus Paris-Saclay (FCS) Initiative doctorale incitative (IDI) 2013
Formation : Ingénieur AgroSup Dijon
Mots-clés : bactéries lactiques, micro-fluidique, synchrotron SOLEIL, IRTF, Raman
Encadrants : Fernanda Fonseca, Paul Dumas (synchrotron SOLEIL)
Début de la thèse : octobre 2013

Membres

Membres permanents
Membres non permanents
  • Florent Allais*
  • Violaine Athès (Animatrice scientifique)
  • Catherine Béal
  • Marielle Bouix
  • Stéphanie Cenard
  • Tiphaine Clément*
  • Jérôme Delettre
  • Fernanda Fonseca (Animatrice scientifique)
  • Sarrah Ghorbal
  • Pascale Lieben
  • Marwen Moussa
  • Stéphanie Passot
  • Caroline Pénicaud
  • Claire Saulou
  • Eric Spinnler
  • Grégoire Burgé*
  • Julie Gautier
  • Ok-Ju Kang (Professeur invité)
  • Yohan Laurent
  • Julie Meneghel
  • Hélène Velly

* Chaire Industrielle ABI – Agro Biotechnologies Industrielles