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Le secret de la fermentation à l'état solide : comment transformer les déchets agricoles en biomolécules précieuses ?
La fermentation à l'état solide (SSF) est un processus avancé de fabrication de biomolécules et est largement utilisée dans des industries telles que l'alimentation, les produits pharmaceutiques, les cosmétiques, les carburants et les textiles. Cette technologie sélectionne des supports solides appropriés pour cultiver des micro-organismes et convertir les déchets agricoles en métabolites précieux, apportant ainsi des avantages économiques considérables à diverses industries.
Le processus de fermentation à l'état solide
Les étapes de la fermentation à l'état solide sont relativement simples. Tout d'abord, placez un milieu de culture solide, tel que du son de riz ou du son de blé, sur un lit plat, puis ensemencez-le avec des micro-organismes et laissez-le dans une pièce à température contrôlée pendant plusieurs jours. Par rapport à la fermentation liquide, la fermentation à l'état solide n'a pas besoin d'être effectuée dans une cuve d'inspection de grande capacité, mais un milieu solide à faible activité de l'eau est utilisé pour rapprocher l'environnement de l'habitat naturel des micro-organismes.
La fermentation à l'état solide peut fournir de riches nutriments aux micro-organismes, leur permettant de libérer les métabolites nécessaires dans un environnement à faible humidité.
La culture à l'état solide est adaptée à la croissance de champignons filamenteux car elle favorise l'expansion du mycélium sur les substrats solides. Un tel environnement réduit les problèmes de dissolution de l'oxygène courants dans les fermentations liquides et réduit le risque de mort cellulaire due à la chaleur des liaisons.
Application de la fermentation à l'état solide
Production alimentaire traditionnelle
Dans les pays asiatiques, la technologie de fermentation à l'état solide est largement utilisée dans la production d'aliments traditionnels. Par exemple, les champignons koji à base de riz peuvent être utilisés pour préparer du saké ou de la sauce soja. Parallèlement, dans les pays occidentaux, le SSF est également utilisé dans de nombreux processus de production alimentaire traditionnels, tels que le pain fermenté et le fromage affiné.
Fabrication d'enzymes
La fermentation à l'état solide est particulièrement adaptée à la production d'une variété d'enzymes qui décomposent les macromolécules difficiles à convertir telles que la cellulose, l'hémicellulose et les protéines. Les applications de ces enzymes couvrent des secteurs allant de la conversion des fruits et légumes à l’alimentation animale, et ont également leur place dans les processus de fabrication de biocarburants.
Les enzymes produites lors de processus de fermentation à l'état solide peuvent être utilisées dans un large éventail d'industries pour répondre aux besoins en matière de digestibilité, de solubilité et de viscosité.
Perspectives
La fermentation à l'état solide, la fermentation liquide et la fermentation submersible sont des technologies anciennes de conservation et de fabrication des aliments. Au milieu du XXe siècle, la fermentation liquide s’est développée à l’échelle industrielle pour produire des métabolites nécessaires à la vie comme les antibiotiques. Cependant, avec les changements économiques et l'amélioration de la conscience environnementale, la fermentation à l'état solide a progressivement attiré l'attention en raison de sa grande efficacité dans l'utilisation des ressources et la conservation de l'eau, ce qui présente des perspectives supérieures.
Aujourd'hui, les sociétés d'ingénierie asiatiques continuent d'injecter une nouvelle vitalité dans l'innovation en matière de technologie et d'équipement de fermentation à l'état solide. Fujihua, par exemple, produit des équipements permettant de convertir des surfaces de substrat allant jusqu'à 400 m2, tandis que le français Lyven produit des pectinases et des hémicellulases sur la canne à sucre et le son de blé depuis 1980 pour des initiatives mondiales de R&D.
Dans le processus de valorisation des déchets agricoles, la fermentation à l'état solide pourrait devenir un élément du futur développement durable, ce qui amène les gens à réfléchir : comment pouvons-nous promouvoir davantage l'application de cette technologie pour parvenir à une allocation optimale des ressources et de l'environnement ? Symbiose harmonieuse ?
