| Protéines d'origine microbienne ou SCP |
On qualifie de protéines d'origine microbienne ou SCP (single-cell protein) les produits comestibles (alimentation humaine et animale) formés exclusivement par des cellules microbiennes concentrées et séchées.
En plus d'être riches en protéines, ces aliments contiennent un grand nombre d'autres composés nutritifs. Les avantages de cette production si l'on compare avec les sources habituelles de protéines (légumineuses, viandes, poissons...) sont principalement:
- L'extrême rapidité de croissance des cellules microbiennes
- Leur teneur très élevée en protéines
- La possibilité de se servir de substrats non utilisables pour l'alimentation humaine (pelures de pommes de terre, drêche de brasserie, tige de canne à sucre, methanol, déchets de papetière...)
- L'absence de contraintes saisonnières, cette production étant possible toute l'année sans interruption
- Le fait qu'elle ne nécessite pas de terres cultivables ni de grands espaces
En plus des levures, les micro-organismes qui peuvent servir à la production de SCP comprennent des bactéries, des moisissures et des algues.
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| Culture d'algues |
| On cultive des algues vertes microscopiques {Scenedesmus acutus, Chlorella spp) dans des étangs et des bassins. Une production sur une échelle commerciale se fait au Mexique, en Chine et au Japon. Depuis plusieurs années, la cyanobactérie Spirulina maxima est récoltée dans des étangs et séchée pour servir de nourriture humaine en Afrique (Tchad) et au Mexique. L'emploi de ces algues est cependant limité par leur besoin important d'ensoleillement et la difficulté de maintenir les cultures exemptes d'autres algues et micro-organismes éventuellement pathogènes. |
| Culture de Bactéries |
Des bactéries comme Acinetobacter calcoaceticus, Aeromonas hydro-phila, Hydrogenomonas eutropha et diverses espèces appartenant aux genres Cellulomonas, Bacillus, Rhodopseudomonas, Mycobacterium, Methanomonas, Nocardia, etc., peuvent être cultivées pour la production de protéines microbiennes. Leur capacité à croître sur une grande variété de substrats et leur temps de génération très court sont leurs principaux avantages. Cependant, leur taille minuscule les rend plus difficiles à récolter et elles sont peu prisées par le public (même si l'on consomme de nombreuses bactéries vivantes ou mortes chaque jour avec nos aliments).
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| Culture de Levures |
Les levures sont probablement les producteurs de SCP le plus largement acceptées et utilisées. Candida utiits (forme parfaite Hansenula jadiniï) est une levure qui pousse rapidement et qui peut utiliser une grande variété de sucres simples comme source de carbone. De plus, elle a peu d'exigences en facteurs de croissance, contrairement à la levure de bière, Saccharomyces cerevisiœ. D'autres espèces de Candida ont été aussi employées. Des souches de Candida lipolytica (forme parfaite Saccharomycopsis lipolytica) sont employées lorsque des substrats pétroliers sont utilisés comme milieu de culture.
Plusieurs autres levures ont été suggérées (Deba-ryomyces kloeckeri, Hansenula polymorpha, Pichia spp, Candida spp, Rhodotorula spp, Saccharomyces spp). |
| Culture de moisissures |
Des moisissures des genres Aspergillus, Pénicillium, Fitsarium, Trichoderma et autres peuvent également servir de source de protéines microbiennes. Très versatiles, elles peuvent pousser sur une grande variété de milieux.
Les bactéries, levures et moisissures peuvent être cultivées en continu dans de grands bioréacteurs où les conditions optimales de croissance sont maintenues. Les substrats employés comprennent la mélasse, l'amidon hydrolyse, des résidus cellulosiques (bois hydrolyse, tige de canne à sucre, drêche de brasserie), des résidus d'industries alimentaires (lactosérum, pelures de fruits ou de légumes, panouilles de maïs...), des résidus de l'industrie papetière, du methanol, des sous-produits pétroliers (paraffine, alcanes, kérosène, gaz-oil, éthanol...), des gaz de combustion (méthane, hydrogène, gaz carbonique).
À chaque type de substrat disponible, correspondent des micro-organismes particuliers qui pourront l'utiliser.
Par exemple, dans les résidus riches en cellulose, on doit cultiver des micro-organismes cellulolitiques comme Cellulomonas ou Trichoderma viride ; dans les farines riches en amidon, on emploie des levures Saccharomycopsis et Candida ; avec les gaz H2 et C02, on a recours à Hydrogenomonas eutropha, etc.
Après leur multiplication, les cellules sont lavées, concentrées, séchées et stérilisées. Sous cette forme, la teneur en protéines digestibles est très élevée (65 à 96 % ), en plus d'être une bonne source de vitamine B et d'autres nutriments.
Les protéines peuvent également être isolées des autres constituants cellulaires. Ces produits peuvent être consommés directement ou ajoutés comme ingrédients à des produits alimentaires destinés à la consommation animale ou humaine (comme des céréales) afin d'en augmenter la valeur nutritive.
Des réserves ont toutefois été émises au sujet de l'utilisation massive de ces produits. Les principaux arguments sont les suivants :
- Le taux élevé d'acides nucléiques dans ces aliments peut provoquer une élévation du taux sanguin d'acide urique propice aux calculs rénaux et à la goutte chez les sujets sensibles (mais ce taux d'acides nucléiques peut être réduit par certaines techniques)
- Il peut être difficile de digérer la paroi des cellules microbiennes (problème qui peut être solutionné par désintégration cellulaire et extraction des parois par centrifugation)
- Des réactions allergiques ou gastrointestinales sont possibles chez certaines personnes
- Des facteurs cancérigènes peuvent être présents à l'état de trace chez les micro-organismes cultivés sur certains substrats (comme les produits pétroliers).
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| Lipides microbiens |
Des lipides sont fabriqués en quantité appréciable par certaines levures et moisissures.
La production de lipides par des micro-organismes a été pratiquée dans le passé lorsque les lipides d'origine animale ou végétale n'étaient pas disponibles en quantité suffisante.
Des recherches se poursuivent actuellement pour atteindre un seuil de rentabilité industrielle.
Les espèces de levures étudiées pour cette production sont Candida pulcherrima, Torulopsis lipofera, Lypomyces, Trichosporon pullulons et Rhodotorula glutinis tandis que chez les moisissures, il s'agit surtout de Geotrichum candidum.
Les substrats de production comprennent la mélasse, la pâte de cellulose, le bois hydrolyse et le lactosérum. |
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Plusieurs scientifiques croient qu'une industrie produisant des micro-organismes-aliments à bon marché pourrait fournir un complément alimentaire intéressant dans les périodes difficiles. En effet, ces micro-organismes-aliments peuvent être produits en grande quantité toute l'année sur des milieux relativement simples et peu onéreux comme la mélasse et des farines, ou encore, des sous-produits agricoles et même industriels.