Biotechnologie (partie 5/8)

## Objectifs et prérequis **À la fin de ce chapitre, l’élève sera capable de :** - Décrire les principes de base des fermentations industrielles produisant des acides organiques, des alcools et des produits laitiers fermentés. - Identifier les micro‑organismes les plus utilisés, leurs exigences nutritionnelles et les paramètres de contrôle (pH, température, aération, agitation). - Expliquer les différents modes de culture (batch, fed‑batch, continu) et choisir le procédé adapté à un produit donné. - Réaliser un bilan matière simple (rendement, productivité) et interpréter les résultats d’un essai de laboratoire ou d’atelier. - Appliquer les règles d’hygiène, de sécurité et de traçabilité en vigueur dans les unités de transformation agro‑alimentaire au Cameroun. - Résoudre des problèmes pratiques de dimensionnement (volume de fermenteur, débit d’air, quantité de substrat) liés à chaque filière. **Prérequis :** - Notions de microbiologie générale (bactéries, levures, moisissures, sporulation). - Bases de la biochimie des métabolismes (glycolyse, cycle de Krebs, voie pentose phosphate). - Connaissances élémentaires en génie des procédés (bilans de masse et d’énergie, unités de mesure). - Règles d’hygiène alimentaire de base (HACCP, BPF). --- ## Introduction contextualisée Au Cameroun, la valorisation des ressources agricoles (manioc, maïs, canne à sucre, lait) passe de plus en plus par des procédés de fermentation. Les acides organiques (citrique, lactique, acétique) servent d’acidifiants, de conservateurs ou de précurseurs dans l’industrie agro‑alimentaire, pharmaceutique et cosmétique. Les alcools de fermentation (éthanol, butanol) sont utilisés comme solvants, carburants ou intermédiaires chimiques. Enfin, les produits laitiers fermentés (yaourt, fromage frais, lait caillé) constituent une source importante de protéines et de probiotiques pour les populations rurales et urbaines. Ce chapitre présente, de façon progressive, les trois filières majeures de la biotechnologie industrielle au programme de Terminale F7, en insistant sur les aspects techniques, les normes de sécurité et les exemples concrets d’ateliers camerounais (usine d’acide citrique de Yaoundé, distillerie d’éthanol de Bafoussam, laiterie coopérative de Ngaoundéré). --- ## I. Production d’acides organiques ### 1. Principes généraux Les acides organiques sont obtenus par voie métabolique secondaire chez des micro‑organismes qui accumulent le produit lorsqu’un nutriment limitant (souvent l’azote ou le phosphore) est présent en excès de carbone. > **> Definition** : *Rendement massique (Yₚ/ₛ)* = masse d’acide produite (g) / masse de substrat consommé (g). > **> Definition** : *Productivité volumique (Qₚ)* = masse d’acide produite (g) / (volume de réacteur × temps de culture (h)). Les paramètres clés à contrôler sont : pH (souvent maintenu entre 2,5 et 5,5 selon l’acide), température (25‑35 °C pour la plupart des champignons, 30‑40 °C pour les bactéries lactiques), aération (débit d’air exprimé en vvm – volume d’air par volume de liquide par minute) et agitation (rpm). ### 2. Micro‑organismes utilisés | Acide organique | Micro‑organisme principal | Type de métabolisme | Conditions optimales | |-----------------|---------------------------|---------------------|----------------------| | Acide citrique | *Aspergillus niger* (souche mutante) | Fermentation aérobie, voie du citrate | pH ≈ 2,5, 30 °C, aération élevée (0,8‑1,2 vvm) | | Acide lactique | *Lactobacillus delbrueckii* subsp. *lactis* | Fermentation anaérobie, voie homofermentative | pH ≈ 5,5‑6,5, 40‑45 °C, microaérobie | | Acide acétique | *Acetobacter aceti* | Fermentation aérobie, oxydation de l’éthanol | pH ≈ 5,5‑6,5, 30‑35 °C, aération forte (1‑2 vvm) | | Acide succinique| *Actinobacillus succinogenes* | Fermentation anaérobie, voie reductive du TCA | pH ≈ 6,5‑7,0, 35‑38 °C, anaérobie strict | ### 3. Procédés de fermentation - **Batch** : tout le substrat est chargé au départ ; utilisé pour l’acide citrique en raison de la simplicité. - **Fed‑batch** : ajout progressif de glucose ou de mélasse pour éviter l’inhibition par le substrat ; privilégié pour l’acide lactique à haute productivité. - **Continu** : débit constant de milieu frais et épuisé ; réservé aux productions à faible valeur ajoutée où la stabilité du état stationnaire compense le coût d’exploitation. ### 4. Exemple industriel : production d’acide citrique au Cameroun L’usine de **SOCACAM** (Yaoundé) transforme la mélasse de canne à sucre en acide citrique selon le schéma suivant : 1. **Pré‑traitement** : dilution de la mélasse à 15 % (w/w) de sucre total, ajustement du pH à 5,5 avec de l’acide sulfurique, stérilisation à 121 °C pendant 20 min. 2. **Inoculation** : 10⁶ spores · mL⁻¹ d’*A. niger* pré‑cultivées sur milieu de son de blé. 3. **Fermentation** : cuve de 50 m³, température 30 °C, pH maintenu à 2,5 par ajout d’ammoniaque 25 %, débit d’air 1 vvm, agitation 200 rpm. Durée : 120 h. 4. **Récupération** : filtration sur presse à bande, précipitation de l’acide citrique sous forme de citrate de calcium avec lait de chaux, filtration, traitement à l’acide sulfurique pour libérer l’acide citrique libre, cristallisation, séchage. **Bilan matière simplifié (par lot)** : - Mélasse chargée : 7 500 kg (containing 1 125 kg de sucre fermentable). - Rendement théorique Yₚ/ₛ (acide citrique / sucre) = 0,9 g/g. - Acide citrique obtenu : 1 012 kg (rendement réel ≈ 0,90). - Productivité Qₚ = 1 012 kg / (50 m³ × 120 h) ≈ 0,168 kg · m⁻³ · h⁻¹. ### 5. Normes d’hygiène et de sécurité - Port obligatoire de lunettes de protection, gants nitrile et masque anti‑poussière lors de la manipulation des spores. - Contrôle mensuel de la concentration de spores dans l’air (≤ 10 UFC · m⁻³) selon la norme **CAM‑HSE‑001**. - Nettoyage en place (CIP) avec solution de NaOH 2 % suivie d’un rinçage à l’eau stérile et d’une désinfection à l’acide peracétique 0,2 %. - Surveillance du pH et de la température toutes les 30 min ; toute déviation > 0,5 pH ou > 2 °C déclenche une alarme et l’arrêt du lot. ### 6. Tableau récapitulatif | Étape | Paramètre | Valeur typique | Unité | Contrôle | |-------|-----------|----------------|-------|----------| | Inoculation | Concentration de spores | 10⁶ | spores · mL⁻¹ | Compteur à colonie | | Fermentation | pH | 2,5 (acide citrique) | – | Électrode pH | | Fermentation | Température | 30 | °C | Sonde PT100 | | Fermentation | Débit d’air | 1,0 | vvm | Débitmètre massique | | Fermentation | Agitation | 200 | tr/min | Tachymètre | | Fin de lot | Temps de culture | 120 | h | Chronomètre | | Produit | Rendement Yₚ/ₛ | 0,90 | g · g⁻¹ | Analyse HPLC | | Produit | Productivité Qₚ | 0,17 | kg · m⁻³ · h⁻¹ | Calcul | --- ## II. Production d’alcools de fermentation ### 1. Principes généraux L’éthanol est le principal alcool de fermentation, issu de la voie glycolytique suivie de la décarboxylation du pyruvate en acétaldéhyde puis de sa réduction en éthanol par l’alcool déshydrogénase (ADH). Le rendement théorique maximale est de 0,511 g d’éthanol par g de glucose consommé (stœchiométrie : C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂). > **> Formule** : Rendement théorique Yₑₜₕ/₍₉ₗᵤc₎ = (2 × Mₑₜₕ) / (M₍₉ₗᵤc₎) = 0,511 g · g⁻¹. Les facteurs limitants sont la concentration d’éthanol (inhibition au‑delà de 10‑12 % v/v), la disponibilité du NAD⁺ et le contrôle du pH (idéalement 4,0‑5,0 pour les levures). ### 2. Micro‑organismes utilisés | Produit | Micro‑organisme | Type de métabolisme | Substrat privilégié | |---------|----------------|---------------------|---------------------| | Éthanol | *Saccharomyces cerevisiae* (souche industrielle) | Fermentation anaérobie | Glucose, fructose, sucrose, mélasse | | Butanol | *Clostridium acetobutylicum* | Fermentation anaérobie (ABE) | Amidon, glucose, glycérine | | Isobutanol | *Escherichia coli* engineered | Fermentation anaérobie | Glucose, xylose | | 2,3‑Butanediol | *Klebsiella pneumoniae* | Fermentation anaérobie | Glucose, lactose | ### 3. Procédés de fermentation - **Batch** : utilisé pour les petites distilleries artisanales (ex. : production d’éthanol de manioc à Bafoussam). - **Fed‑batch** : permet d’atteindre des concentrations d’éthanol > 12 % v/v en limitant l’inhibition par le substrat ; adopté dans les unités de taille moyenne (ex. : usine d’éthanol de Ngaoundéré). - **Continu avec recyclage de cellules** : améliore la productivité en maintenant une densité cellulaire élevée ; réservé aux grandes installations (> 10 m³). ### 4. Exemple industriel : production d’éthanol à partir de manioc (Bafoussam) **Étapes du procédé** : 1. **Pré‑traitement du manioc** : râpage, lavage, puis hydrolyse enzymatique (α‑amylase 0,05 % w/w, 60 °C, 30 min ; glucoamylase 0,1 % w/w, 55 °C, 60 min) pour obtenir un sirop contenant 18 % ( w/w ) de glucose. 2. **Ajustement du pH** : porté à 4,5 avec de l’acide phosphorique. 3. **Inoculation** : 10⁷ cellules · mL⁻¹ de *S. cerevisiae* pré‑activée en milieu de yaourt dilué. 4. **Fermentation** : cuve de 20 m³, température 32 °C, pH maintenu à 4,5 par ajout de NaOH 1 %, agitation 150 rpm, sans aération (fermentation anaérobie). Durée : 48 h. 5. **Distillation** : colonne à deux étages, reflux 3, extraction de l’éthanol à 92 % v/v, puis déshydratation moléculaire pour atteindre 99,5 % v/v (éthanol anhydre). **Bilan matière (par lot)** : - Manioc traité : 10 000 kg (contenu en amidon ≈ 80 %). - Glucose théorique après hydrolyse : 0,9 × 8 000 kg = 7 200 kg. - Éthanol produit (rendement réel 0,45 g · g⁻¹) : 3 240 kg. - Productivité Qₑₜₕ = 3 240 kg / (20 m³ × 48 h) ≈ 3,38 kg · m⁻³ · h⁻¹. ### 5. Normes d’hygiène et de sécurité - Port de masque filtrant (FFP2) lors du chargement du manioc poussiéreux. - Contrôle de l’éthanol dans l’air de travail : valeur limite d’exposition professionnelle (VLEP) = 1 000 ppm (≈ 1 800 mg · m⁻³) selon **INRS‑CAM‑002**. - Installation de détecteurs de fuite d’éthanol avec arrêt automatique des pompes si concentration > 2 % v/v. - Nettoyage des cuves après chaque lot avec solution d’acide nitrique 1 % suivie d’un rinçage à l’eau chaude (80 °C). - Gestion des sous‑produits (levure morte, résidus de manioc) : valorisation comme aliment pour bovins ou compostage. ### 6. Tableau récapitulatif | Étape | Paramètre | Valeur typique | Unité | Contrôle | |-------|-----------|----------------|-------|----------| | Hydrolyse | Concentration de glucose | 18 | % w/w | Réfractomètre | | Inoculation | Densité cellulaire | 10⁷ | cellules · mL⁻¹ | Compteur à cellule | | Fermentation | pH | 4,5 | – | Électrode pH | | Fermentation | Température | 32 | °C | Sonde PT100 | | Fermentation | Durée | 48 | h | Chronomètre | | Fermentation | Concentration d’éthanol fin | 12 | % v/v | Densitomètre | | Distillation | Taux de récupération | 92 | % v/v | Analyse GC | | Produit final | Pureté éthanol | 99,5 | % v/v | Analyse GC | | Rendement réel | Yₑₜₕ/₍₉ₗᵤc₎ | 0,45 | g · g⁻¹ | Calcul | | Productivité | Qₑₜₕ | 3,4 | kg · m⁻³ · h⁻¹ | Calcul | --- ## III. Production de produits laitiers fermentés ### 1. Principes généraux La fermentation lactique du lait est réalisée principalement par des **bactéries lactiques** (genre *Lactobacillus*, *Streptococcus*, *Leuconostoc*) qui métabolisent le lactose en acide lactique, provoquant la coagulation des caséines et la formation d’un gel. Le pH final varie entre 4,0 et 4,6 selon le produit. > **> Definition** : *Acidité titrable* (AT) = volume de solution NaOH 0,1 N nécessaire pour neutraliser 10 g de produit, exprimé en degré Dornic (°D). 1 °D ≈ 0,1 g d’acide lactique par 100 g de produit. Les paramètres critiques sont : température d’incubation (40‑45 °C pour les yaourts, 30‑35 °C pour les laits caillés), temps de fermentation (4‑12 h), et pourcentage d’inoculum (1‑3 % v/v de culture de départ). ### 2. Micro‑organismes utilisés | Produit | Souches principales | Type de métabolisme | Température d’incubation | |---------|--------------------|---------------------|--------------------------| | Yaourt nature | *Streptococcus thermophilus* + *Lactobacillus delbrueckii* subsp. *bulgaricus* | Symbiose, production d’acide lactique + arômes (acétaldéhyde, diacétyle) | 42 °C | | Lait caillé (nono) | *Lactococcus lactis* subsp. *lactis* + *Leuconostoc mesenteroides* | Fermentation homo‑ et hétérofermentative | 30 °C | | Fromage frais (type wagashi) | *Lactobacillus casei* + *Lactobacillus plantarum* | Fermentation lactique, protéolyse légère | 35 °C | | Boisson probiotique (kefir) | *Lactobacillus kefiranofaciens* + levures *Kluyveromyces marxianus* | Fermentation lactique + alcoolique | 25 °C | ### 3. Procédés de fabrication - **Standardisation du lait** : ajustement du taux de matière grasse (3,2 % pour yaourt entier, 1,5 % pour demi‑écrémé) et du taux de protéines (minimum 2,8 %). - **Pasteurisation** : 85 °C pendant 15 min (ou 95 °C/5 min) pour détruire la flore pathogène et dénaturer les protéines de sérum, favorisant la rétention d’eau. - **Refroidissement** : à 42 °C (yaourt) ou 30 °C (lait caillé) avant ensemencement. - **Ensemençage** : ajout de 2 % v/v de culture de départ (préparée en lait écrémé stérilisé). - **Incubation** : statique ou en agitation douce, jusqu’à atteinte du pH cible (4,5 pour yaourt, 4,2 pour lait caillé). - **Refroidissement final** : à 4 °C pour stopper la fermentation et assurer la conservation. - **Conditionnement** : pots en plastique ou sachets sous atmosphère modifiée (N₂/CO₂ 80/20) pour yaourt ; bouteilles en verre pour lait caillé. ### 4. Exemple industriel : yaourt nature à la laiterie coopérative de Ngaoundéré **Données de lot** : - Lait entier standardisé : 5 000 kg (3,2 % MG, 2,9 % protéines). - Pasteurisation : 90 °C/10 min. - Inoculum : 2 % v/v de mélange *S. thermophilus* / *L. bulgaricus* (10⁹ UFC · mL⁻¹ chacune). - Incubation : 42 °C, pH contrôlé à 4,5 après 4,5 h. - Refroidissement : 4 °C, stockage 24 h avant conditionnement. **Bilan matière** : - Lactose initial : 4,8 % w/w → 240 kg. - Conversion théorique en acide lactique : 0,9 g d’acide lactique par g de lactose (stœchiométrie C₁₂H₂₂O₁₁ + H₂O → 4 C₃H₆O₃). - Acide lactique produit théorique : 240 kg × 0,9 = 216 kg. - Mesure finale d’acidité titrable : 85 °D → 8,5 g d’acide lactique / 100 g de yaourt → pour 5 000 kg, 425 kg d’acide lactique mesuré (surproduction due à exopolysaccharides et à la dégradation des protéines). - Rendement réel Yₐc/ₗₐcₜₒₛₑ ≈ 1,77 (reflet de la formation d’acide lactique à partir du lactose et de la dégradation des protéines). - Productivité Qₐc = 425 kg / (5 000 L × 4,5 h) ≈ 0,0189 kg · L⁻¹ · h⁻¹ (ou 18,9 g · L⁻¹ · h⁻¹). ### 5. Normes d’hygiène et de sécurité - Port de charlotte, blouse à manches longues et gants nitrile lors de l’ensemencement. - Contrôle de la présence de *Listeria monocytogenes* (ISO 11290‑1) et de *Salmonella* (ISO 6579‑1) dans le lait pasteurisé, limite = 0 UFC · 25 g. - Nettoyage en place (CIP) avec solution d’acide phosphorique 2 % suivi d’un rinçage à l’eau chaude (80 °C) et d’une désinfection à l’hypochlorite de sodium 200 ppm. - Surveillance du pH toutes les 30 min pendant l’incubation ; toute hausse > 0,2 unité déclenche un ajustement par ajout de solution d’acide lactique dilué. - Température de stockage final ≤ 4 °C ; enregistrement continu avec alarme si dépassement de 6 °C pendant plus de 30 min. ### 6. Tableau récapitulatif | Étape | Paramètre | Valeur typique | Unité | Contrôle | |-------|-----------|----------------|-------|----------| | Pasteurisation | Température | 90 | °C | Enregistreur | | Pasteurisation | Durée | 10 | min | Chronomètre | | Refroidissement avant ensemencement | Température | 42 (yaourt) / 30 (lait caillé) | °C | Sonde | | Ensemencement | % inoculum | 2 | % v/v | Pipette graduée | | Incubation | pH cible | 4,5 (yaourt) / 4,2 (lait caillé) | – | Électrode pH | | Incubation | Durée | 4,5 | h | Chronomètre | | Refroidissement final | Température | ≤ 4 | °C | Enregistreur | | Acidité titrable | AT | 85 | °D | Titrage NaOH 0,1 N | | Produit fini | Taux de matière grasse | 3,2 | % w/w | Gerber | | Produit fini | Taux de protéines | 2,9 | % w/w | Kjeldahl | | Durée de conservation (réfrigéré) | DLUO | 21 | jours | Étiquetage | --- ## Synthèse du chapitre - **Acides organiques** : production principalement aérobie (*A. niger* pour l’acide citrique, *Lactobacillus* pour l’acide lactique, *Acetobacter* pour l’acide acétique) ; contrôle du pH, de la température et de l’aération essentiels ; rendements typiques 0,8‑0,95 g · g⁻¹ ; exemples camerounais : SOCACAM (acide citrique) et unités de production d’acide lactique (yaourt, lait caillé). - **Alcools de fermentation** : éthanol issu de *S. cerevisiae* (voie glycolytique → pyruvate → acétaldéhyde → éthanol) ; inhibition par l’éthanol > 10‑12 % v/v ; procédés batch ou fed‑batch ; rendement théorique 0,511 g · g⁻¹, réel 0,40‑0,48 ; exemple : distillerie de manioc à Bafoussam. - **Produits laitiers fermentés** : fermentation lactique par *Streptococcus thermophilus* + *Lactobacillus bulgaricus* (yaourt) ou autres lactiques (lait caillé, fromage) ; acidité titrable comme indicateur clé ; pasteurisation, ensemencement, incubation à 42 °C (yaourt) ou 30 °C (lait caillé) ; exemples : laiterie coopérative de Ngaoundéré (yaourt) et unités de nono dans les régions septentrionales. - **Sécurité & hygiène** : port d’EPI, contrôle microbiologique (ISO, CAM‑HSE), nettoyage en place, surveillance continue de pH, température et concentrations de produits ou de contaminants. - **Calculs pratiques** : bilans de matière (rendement Yₚ/ₛ, productivité Qₚ) et exemples chiffrés intégrés dans chaque section. --- ## Glossaire - **Acide citrique** : acide tricarboxylique produit principalement par *Aspergillus niger* par voie aérobie à partir de sucres. - **Acide lactique** : acide mono‑carboxylique issu de la fermentation homofermentative du lactose ou du glucose par des *Lactobacillus*. - **Éthanol** : alcool à deux carbones produit par la voie fermentative de la glycolyse chez les levures. - **Fed‑batch** : mode de culture où le substrat est ajouté progressivement pendant la fermentation pour éviter l’inhibition. - **Productivité volumique (Qₚ)** : masse de produit formée par unité de volume de réacteur et de temps (kg · m⁻³ · h⁻¹). - **Rendement massique (Yₚ/ₛ)** : masse de produit obtenue par masse de substrat consommé (g · g⁻¹). - **Titrage Dornic (°D)** : unité d’acidité titrable utilisée pour les produits laitiers fermentés ; 1 °D ≈ 0,1 g d’acide lactique / 100 g de produit. - **Culture de départ** : préparation stérile de micro‑organismes à forte concentration utilisée pour ensemencer le milieu de production. - **Nettoyage en place (CIP)** : procédé automatisé de nettoyage et de désinfection des équipements sans démontage. - **VLEP** : valeur limite d’exposition professionnelle, concentration maximale admise d’un agent chimique dans l’air de travail. --- ## Exercices d'application corrigés ### Exercice 1 – Dimensionnement d’un fermenteur pour l’acide citrique **Données** : - On souhaite produire 5 000 kg d’acide citrique par lot. - Rendement réel Yₚ/ₛ = 0,90 g · g⁻¹ (acide citrique / glucose). - Le glucose provient de mélasse contenant 50 % (w/w) de sucre fermentable. - Le fermenteur fonctionne en batch, durée de culture = 120 h, productivité volumique visée Qₚ = 0,18 kg · m⁻³ · h⁻¹. **Questions** : 1. Quelle masse de mélasse doit être chargée ? 2. Quel volume de fermenteur est nécessaire pour atteindre la productivité visée ? **Corrigé** : 1. Masse de glucose nécessaire = masse d’acide citrique / Yₚ/ₛ = 5 000 kg / 0,90 = 5 555,6 kg de glucose. Comme la mélasse contient 50 % de sucre, masse de mélasse = 5 555,6 kg / 0,50 = 11 111,1 kg ≈ **11,1 t** de mélasse. 2. Productivité Qₚ = masse d’acide citrique / (V × t) → V = masse / (Qₚ × t). V = 5 000 kg / (0,18 kg · m⁻³ · h⁻¹ × 120 h) = 5 000 / (21,6) = 231,5 m³. On arrondit au supérieur pour garantir la marge de sécurité : **V ≈ 235 m³** (fermenteur de 250 m³ serait choisi en pratique). --- ### Exercice 2 – Contrôle de l’acidité d’un yaourt **Données** : - Un lot de yaourt de 2 000 kg présente une acidité titrable mesurée de 78 °D. - La spécification du produit exige une acidité comprise entre 80 °D et 90 °D. - On dispose d’une solution d’acide lactique pur à 90 % (p/m) pour corriger l’acidité. **Questions** : 1. Quelle quantité d’acide lactique pur doit être ajoutée pour atteindre 85 °D (valeur cible moyenne) ? 2. Exprimer cette quantité en litres, sachant que la densité de l’acide lactique pur est 1,22 g · mL⁻¹. **Corrigé** : 1. L’acidité titrable en degré Dornic correspond à : 1 °D = 0,1 g d’acide lactique / 100 g de produit. Donc, pour 1 kg de produit, 1 °D correspond à 1 g d’acide lactique. Pour 2 000 kg, 1 °D correspond à 2 000 g = 2 kg d’acide lactique. Acidité actuelle : 78 °D → 78 × 2 kg = 156 kg d’acide lactique présent. Acidité cible : 85 °D → 85 × 2 kg = 170 kg d’acide lactique nécessaire. Défaut à combler : 170 kg – 156 kg = **14 kg** d’acide lactique pur. 2. Volume nécessaire = masse / densité = 14 000 g / (1,22 g · mL⁻¹) = 11 475,4 mL ≈ **11,5 L** d’acide lactique à 90 % (p/m). Comme la solution est à 90 %, il faut apporter 11,5 L / 0,90 = **12,8 L** de solution commerciale. --- ## Erreurs fréquentes et règles de sécurité | N° | Erreur fréquente | Conséquence | Règle de prévention / bonne pratique | |----|------------------|-------------|--------------------------------------| | 1 | **Oublier de vérifier le pH en cours de fermentation** (acide citrique, lactique, éthanol) | Dérive du métabolisme, baisse de rendement, formation de sous‑produits indésirables (ex. : oxalate, acétate) | Mesurer le pH toutes les 30 min avec une électrode calibrée ; ajuster immédiatement avec une solution tampon (NaOH ou acide phosphorique) selon le procédé. | | 2 | **Utiliser une concentration d’inoculum trop faible** (yaourt, lacto‑fermentation) | Fermentation lente, risque de contamination par des flore spontanées, produit non conforme (pH trop élevé) | Préparer un inoculum de densité ≥ 10⁸ UFC · mL⁻¹ et ensemencer à 2‑3 % v/v ; contrôler la densité au compteur à cellule ou au spectrophotodensitomètre avant ajout. | | 3 | **Négliger le dégazage lors de la fermentation alcoolique** (éthanol) | Accumulation de CO₂ pouvant dépasser la capacité de dégazage du fermenteur → surpression, risque d’explosion ou de fuite | Installer un évent de sécurité avec clapet anti‑retour et surveiller la pression ; maintenir une légère surpression (0,1‑0,2 bar) pour éviter l’entrée d’air. | | 4 | **Employer de l’eau non stérilisée pour la dilution des cultures de départ** (lait fermenté, acide lactique) | Introduction de spores de bactéries thermorésistantes (ex. : *Bacillus*) pouvant produire des toxines ou provoquer des défauts de texture | Utiliser de l’eau distillée ou de l’eau passée à l’autoclave (121 °C, 15 min) ; vérifier l’absence de croissance sur gélose nutritive après 24 h à 30 °C. | | 5 | **Ne pas respecter le temps de refroidissement après pasteurisation** (lait, mélasse) | Maintien de températures élevées favorisant la croissance de thermophiles indésirables, altération du goût | Refroidir rapidement à ≤ 45 °C (pour ensemencement) ou ≤ 30 °C (pour mélasse) grâce à un échangeur à plaques ou un bain de glace ; contrôler la température avec une sonde en ligne. | | 6 | **Omettre le contrôle de la teneur en alcool dans l’air de travail** (distillerie) | Exposition chronique des travailleurs à l’éthanol → effets neuro‑toxiques, non‑conformité à la réglementation du travail | Installer des détecteurs d’éthanol avec alarme à 500 ppm (½ VLEP) ; assurer une ventilation générale de ≥ 6 renouvellements d’heure ; porter un masque filtrant si la concentration dépasse 1 ppm. | --- *Fin du cours.*