Lait 78 (1998) 129-133
DOI: 10.1051/lait:1998116

Réacteurs à hautes densités cellulaires pour la production de solutions concentrées de bactériocines

Patrick Boyaval^a, Parwin Bhugaloo-Vial^a, Frédérique Duffes^a, Anita Metivier^b, Xavier Dousset^b and Didier Marion<sup>c

a</sup>  Laboratoire de recherche de technologie laitière, Inra, 65, rue de Saint-Brieuc, 35042 Rennes cedex, France
^b  Laboratoire de microbiologie, Enitiaa, domaine de la Géraudière, 44072 Nantes, France
^c  Laboratoire de biochimie et de technologie des protéines, Inra. BP 1627, 44316 Nantes cedex 03, France

Abstract - Production of concentrated bacteriocin solutions in high cell density bioreactors
Bacteriocins are natural proteinaceous antimicrobial substances produced by microorganisms like lactic acid bacteria to dominate the other microflora. Their use in the food industry as natural preservatives is tightly linked to the emergence of efficient and inexpensive production and purification procedures. The production of an anti-Listeria bacteriocin, named Divercin, by Carnobucterium divergens, has been studied in batch, continuous culture and with viable cells immobilized in alginate gel beads retained in a plug flow bioreactor. The latter System gave the highest volumetric productivity with more than 10⁵ AU L^-1h^-1, which was one hundred times the pro-ductility of the batch system. A new simple (two steps) bacteriocin purification method was developed based on Triton -114 phase partitioning. The pilot production of bacteriocin can then be achieved allowing the exploration of the impact of such additions on the microflora of foodstuffs. © Inra / Elsevier, Paris.

Résumé - Les bactériocines sont des substances naturelles de nature protéique, produites par des micro-organismes et qui présentent une activité bactéricide ou bactériostatique. L'emploi, dans les industries alimentaires, de bactériocines produites par des bactéries lactiques nécessite des méthodologies de production et de purification extrapolables afin de réaliser des expérimentations pilotes. La production d'une bactériocine active contre Listeria. la Divercine V41, par des cellules entières de Carnobacterium divergens V41, a été étudiée en culture discontinue, en culture continue avec des cellules libres et à l'aide de cellules immobilisées dans des billes d'alginate de calcium placées dans un réacteur piston. Les productivités et les concentrations atteintes en bactériocines ont été comparées. Les cellules immobilisées présentent une bonne productivité avec plus de 10⁵ UA L^-1 h^-1, que l'on peut avantageusement comparer à celle du système discontinu : 2,8.10^-1 UA.L^-1.h^-1. Une méthode de purification simple, rapide, et bon marché, fondée sur l'emploi d'un détergent, a été développée. La production pilote de bactériocine peut donc être raisonnablement envisagée et des études d'impact, au sein des aliments réalisées. © Inra / Elsevier, Paris.

Key words: bacteriocin / immobilized cells / purification / Carnobacterium / Triton X-l 14

Mots clés : bactériocine / cellules immobilisées / purification / Carnobacterium / triton XI14