Achkar yamina Doctorat d’Etat Champs Disciplinaire
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ParMDAGHRI ALAOUI sanaeChamps Disciplinaire : Biologie / Microbiologie UFR : Biotechnologie appliquée à la Santé et à L’environnement Soutenu le : 31 Mai 2010 Membres de jury :
Résumé :Ce travail est une approche de différentes biotechnologies utilisées pour le traitement et la valorisation des margines marocaines. La première partie a été consacrée au traitement biologique des margines, nous avons quantifié la production de ces dernières chez 22 industries oléicoles au quartier industriel de Doukkarat à Fès qui a été de l’ordre de 20 793 tonnes. Nous avons montré que l’utilisation de 4 champignons basidiomycètes sous 3 conditions de cultures cellulaires (liquide : libre, immobilisé; solide) a permis d’avoir un abattement des composés phénoliques atteignant 85 %, une réduction de la DCO allant jusqu’à 86% et une diminution de la coloration de l’ordre de 82 %. Nous n’avons observé aucune corrélation entre la production de l’enzyme laccase et l'efficacité du biotraitement L’addition de quatre facteurs nutritionnels n’a pas toujours été avantageuse, seul l’ajout de l’azote a été favorable sur la croissance des champignons jusqu’à 1,76 cm/j. L’amplitude des pics d’élution montre que les masses moléculaires phénoliques les plus faibles ont pratiquement disparu sauf dans le cas de P. chrysosporium chez lequel les composés phénoliques à masse moléculaire élevée ont été complètement métabolisés. L’étude du pH a montré une diminution à l’état immobilisé par les 4 souches étudiées, une légère augmentation du pH des margines de 0,5 unité a été observée chez C. polyzona à l’état liquide libre. L’optimisation de deux facteurs de transfert de la matière (agitation et aération) impliqués dans l'oxydation des margines dans le bioréacteur a été réalisé à l’aide de la méthode des plans d’expériences préconisée par Fischer et Yates, montrant que les hautes valeurs de l'aération affectent négativement l’assimilation des composés phénoliques contrairement à l’agitation qui l’a amélioré de 23%. L’immobilisation de la laccase a été testée sur trois matrices, l’utilisation de l’alginate de sodium comme support d’immobilisation n’a eu qu’une légère perte d'activité (28%) contrairement aux autres supports étudiés (gélatine alimentaire et chitine). L’immobilisation a améliorée l’affinité pour le substrat et la stabilité de la laccase préservant la totalité de son activité dans l’intervalle compris entre 20 et 65°C et 40% à 90°C. L’activité n’a été réduite que de 22% après 20 cycles catalytiques consécutifs. L’activité opérationnelle n’a diminué que de 25,32 % après une semaine de stockage à 4°C. La deuxième partie de ce travail a été consacrée à la valorisation des margines; utilisées comme milieu de culture pour la production du dérivé du phénoxazinone. L’optimisation des facteurs impliqués dans sa production a été effectuée par la méthode des plans d’expériences. Les résultats obtenus montrent que la production maximale est acquise avec 20 disques d’un inoculum initial âgé de 8 jours. De même, les facteurs nutritionnels étudiés doivent être à un niveau bien déterminé. Le taux d’abattement de la DCO, et des composés phénoliques a atteint 82,85 et 82,74 respectivement. La biomasse produite a été de l’ordre de 10,15 (g/l). La représentation géométrique (surfaces et courbes de réponse) de la fonction Y a été effectuée par utilisation du logiciel stat ease 7.1.15. La présence d’auréoles d’inhibitions démontre l’activité antimicrobienne de ce produit. La valorisation des extraits phénoliques des margines comme additif alimentaire sur des huiles a montré que la fraction F3 présente un pouvoir antioxydant supérieur à ceux des autres fractions phénoliques et aux antioxydants de synthèse (α tocophérol et β-Carotène) retardant la peroxydation et le développement de l’acidité de l’huile testée. L’extraction et la purification de l’hydroxytyrosol composant le plus actif de la F3 par gel de silice a donné un bon rendement (80%), son activité antioxydante a dépassé les 90 %. Mots clés :Biotraitement, Champignons basidiomycètes, Optimisation, Plans d’expériences, Immobilisation, Enzyme laccase, Valorisation, Phénoxazinone, Activité antimicrobienne, Additif alimentaire , Activité antioxydante.TREATMENT AND RECOVERY OF INDUSTRIAL PRODUCTS OF OLIVE MILL WASTEWATER Abstract: This work used different biotechnological approaches for the treatment of Moroccan olive mill wastewater (OMW). The first part was devoted to the biological treatment of OMW. The production of wastes in 22 olive industries located in the Fez Doukkarat industrial zone was estimated to 20793 tones. The use of four basidiomycetes fungi in three cell culture conditions (free, immobilized and solid) has allowed a reduction up to 85% of phenolic compounds, a COD reduction up to 86 will % and a reduction in the coloration of the order of 82%. No correlation between the production of the enzyme laccase and effectiveness of bio-treatment has been observed. The addition of four nutritional factors has not always been beneficial, only the addition of nitrogen was favorable for fungus growth to 1.76 cm/d. The amplitude of the peaks elution showed a disappearition of the phenolic compounds with lowest molecular weight except for P. chrysosporium in which the phenolic compounds of high molecular weight have been completely metabolized. The effect of two factors (agitation and aeration) involved in the oxidation of OMW was studied using the method of Fischer and Yates. Results obtained showed that the high aeration levels negatively affect the degradation of phenolic compounds in contrast to the agitation that improved it by 33%. Immobilization of laccase was tested on three matrices, the use of sodium alginate as a support for immobilization lead to a slight loss of activity (28%) than other media studied (Food gelatin and chitin). The immobilization improved the substrate affinity and the laccase stability that preserve all of its activity in the range of 20-65 °C and 40 % of its activity at 90°C. The activity has been reduced by 22% after 20 consecutive catalytic operational cycles. The operational activity was only decreased by 25.3% after one week storage at 4 ° C. The second part of this work has been devoted to the recovery of OMW used as a medium culture for the production of derivative of phenoxazinon. The optimization of factors involved in its production has been performed. The best results obtained showed that maximum production reached with an initial inoculum of strains aged 8 days. The involvement of nutritional factors showed that, to maximize the production, yeast extract, KH2PO4 and micronutrients (NH4)2SO4 should be stated at: -1.000, 0.999, 1.000 and 1.000 respectively, along with a high rate of depollution: % reduction of COD and phenolic compounds has reached 82.85 and 82.74 % respectively. The biomass produced was 10.15 (g/l). The geometric representation (surfaces and curves of response) of the function Y was performed by using the software stat ease 7.1.15. The presence of inhibition zones demonstrates the antimicrobial activity of the product. The valorization of phenolic extracts of OMW as food ingredient in oils showed that the F3 fraction has a higher antioxidant capacity than other phenolic fractions and synthetic antioxidants (α-tocopherol and β carotene) delaying peroxidation and development of the acidity of oil tested. The extraction and purification of most active component of F3 (hydroxytyrosol) by silica gel gave a good yield (80%) and its antioxidant activity was over 90%. Key Words: Olive mill waste water, Basidiomycetes fungi, Treatment, Optimization, Design of experiment, laccase immobilization, Enzyme stability, phenoxazinon, antimicrobial activity, hydroxytyrosol, antioxidant activity. ETHNOBOTANICAL, toxivological and pharmacological study of Centaurium erythraea Rafn (Gentianaceae) AND Ajuga iva L (Lamiaceae) Par TAHRAOUI Adel Champs Disciplinaire : Biologie / Biologie et santé UFR : Physiologie pharmacologie Soutenu le : 05/06/2010 Membres de jury :
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