CA2395622A1 - Procede d'enrichissement en lipides et en acides gras omega-3 dans les cultures d'algues - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé de culture adapté à de nombreuses espèces d'algues en système semi-continu. Ce système et cette technique d'élevage en milieu contrôlé optimisent les concentrations d'algues tout en permettant un enrichissement en acides gras, spécialement en omega-3. Juste à la fin de l'atteinte de la phase de croissance exponentielle les cultures d'algues subissent un stress environnemental contrôlé entraînant une modification des processus métaboliques. Sous l'influence de ce stress les algues cessent de se diviser pour emmagasiner des lipides sous la forme d'acide gras polyinsaturés et particulièrement d'omega-3.
Description
PROCÉDE D'ENRICHISSEMENT EN LIPIDES ET EN ACIDES GRAS
OMEGA-3, DANS LES CULTURES D'ALGUES
INFORMATION DE BASE
(a) Champs d'application La présente invention concerne un nouveau procédé de production d'acide gras polyinsaturés et particulièrement d'oméga-3.
(b) Art antérieur Les microalgues, particulièrement celles cultivées dans un médium marin, sont souvent riches en acide gras polyinsaturés (PUFA -Polyunsaturated fatty acid) dont les deux principaux sont l'EPA
(éicosapentaenoic acid) et le DHA (docosahexaenoic acid). Le tableau suivant montre les teneurs en EPA et DHA des différentes espèces de microalgues maintenues dans des conditions d'élevage standard.
acide gras EPA DHA
Chrysophyceae Pseudopedinella 27 1 Circosphaera 28 -Isochrysis - 15 Xanthophyceae Nannochloris 27 -Bacillariophyceae Nitzchia 17 -Phaedactylum tricomatum 28 -Rhodophyceae Porphyridium cruentum 17 -
OMEGA-3, DANS LES CULTURES D'ALGUES
INFORMATION DE BASE
(a) Champs d'application La présente invention concerne un nouveau procédé de production d'acide gras polyinsaturés et particulièrement d'oméga-3.
(b) Art antérieur Les microalgues, particulièrement celles cultivées dans un médium marin, sont souvent riches en acide gras polyinsaturés (PUFA -Polyunsaturated fatty acid) dont les deux principaux sont l'EPA
(éicosapentaenoic acid) et le DHA (docosahexaenoic acid). Le tableau suivant montre les teneurs en EPA et DHA des différentes espèces de microalgues maintenues dans des conditions d'élevage standard.
acide gras EPA DHA
Chrysophyceae Pseudopedinella 27 1 Circosphaera 28 -Isochrysis - 15 Xanthophyceae Nannochloris 27 -Bacillariophyceae Nitzchia 17 -Phaedactylum tricomatum 28 -Rhodophyceae Porphyridium cruentum 17 -
2 Dinophyceae Amphidinium carterae 20 24 Ceratium furca 7 21 Cochlodinium spp. 11 28 Crypthecodinium cohn - 30 Gonyaulax spp. 12-34 1-16 Peridinium triquetum 19 2 Procentrum spp. 15-32 3-5 References: W. Yongmanitchai et O.P. War (1989; Omega-3 fatty acids alternative sources of production; Proc. Biochem 24: 117-125) et J.K. Vollcman et al. (1989; Fatty acid and lipid composition of 10 species of microalgae used in mariculture; J. Exp. Mar. Biol. Ecol. 128: 219-240).
La culture des microalgues dans le but de produire des PUFAs s'est développée en utilisant les espèces les plus riches en acide gras, tel Crypthecodinium cohnü.
II est reconnu que les contenus en lipides des microalgues, dont les PUFAs, varient selon les conditions de culture. Cependant les conditions optimisant les concentrations en acide gras dans les algues sont incompatibles avec celles favorisant la croissance des cultures algales. II
en résulte que les cultures d'algues enrichies en lipides, tels les acides gras, sont réalisées seulement à faible concentration diminuant ainsi l'avantage de modifier les conditions de culture.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
Le but de la présente invention est de fournir un nouveau procédé
de production des PUFAs par l'induction d'un blocage de la division cellulaire. Ce blocage est induit lorsque les cultures ont atteint une concentration optimale (plus de 10x106 cellules par ml). Cela permet
La culture des microalgues dans le but de produire des PUFAs s'est développée en utilisant les espèces les plus riches en acide gras, tel Crypthecodinium cohnü.
II est reconnu que les contenus en lipides des microalgues, dont les PUFAs, varient selon les conditions de culture. Cependant les conditions optimisant les concentrations en acide gras dans les algues sont incompatibles avec celles favorisant la croissance des cultures algales. II
en résulte que les cultures d'algues enrichies en lipides, tels les acides gras, sont réalisées seulement à faible concentration diminuant ainsi l'avantage de modifier les conditions de culture.
SOMMAIRE DE L'INVENTION
Le but de la présente invention est de fournir un nouveau procédé
de production des PUFAs par l'induction d'un blocage de la division cellulaire. Ce blocage est induit lorsque les cultures ont atteint une concentration optimale (plus de 10x106 cellules par ml). Cela permet
3 d'obtenir des cellules riches en PUFA, particulièrement en acide gras omega-3.
Selon cette invention différentes espèces d'algues peuvent subir une modification des processus métaboliques menant ainsi à une augmentation significative de la teneur en PUFAs.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
Selon la présente invention les algues sont cultivées en système semi-continu à une température de 18 à 20°C, un pH de 7.5 à 8.0 et une illumination provenant d'un côté fournie par des fluorescents de type Cool-whiteT"" et GrowliteT"" à une intensité de 60 à 250 NE s' m-2. La photopériode comprend un cycle de 16h lumière: 8h obscurité. L'eau pour les élevages est filtrée à 1 Nm et pasteurisée à 80°C.
Ä titre d'essai, 2-3 ml de souches mères d'algues sont ajoutés aux erlenmeyers de 125 ml contenant 75 ml de milieu de culture f/2 (R.
Guillard, 1975; Culture of phytoplankton for feeding marine invertebrates.
In: Smith, W.L., Chanley, M.H. (Eds.), Culture of marine invertebrates animais. Plenum Press, New York, pp. 29-60). Sept jours après l'inoculation, le contenu des erlenmeyers de 125 ml est transféré dans des erlenmeyers de 500 ml contenant 300 ml de milieu de culture f/2. Cinq jours plus tard le contenu des erlenmeyers de 500 ml est transvidé dans des contenants de 20 litres. Durant les phases de culture de 125 et 500 ml aucun élément n'est ajouté aux cultures.
Dans les 20 litres, 8 ml de milieu de culture f/2 sont ajoutés avec 18 litres d'eau. Après 2 jours, 4 ml de silicate sont ajoutés et après 3 jours de plus les 20 litres sont transvidés dans des tubes de 170 litres de 7 pieds de hauteur. 62 ml de milieu de culture f/2 et 31 ml de silicate sont ajoutés et les tubes sont remplis d'eau. Les éléments nutritifs avec ou sans silicate, selon l'espèce, sont ajoutés tous les 2 jours. Dans les contenants de 20 et
Selon cette invention différentes espèces d'algues peuvent subir une modification des processus métaboliques menant ainsi à une augmentation significative de la teneur en PUFAs.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
Selon la présente invention les algues sont cultivées en système semi-continu à une température de 18 à 20°C, un pH de 7.5 à 8.0 et une illumination provenant d'un côté fournie par des fluorescents de type Cool-whiteT"" et GrowliteT"" à une intensité de 60 à 250 NE s' m-2. La photopériode comprend un cycle de 16h lumière: 8h obscurité. L'eau pour les élevages est filtrée à 1 Nm et pasteurisée à 80°C.
Ä titre d'essai, 2-3 ml de souches mères d'algues sont ajoutés aux erlenmeyers de 125 ml contenant 75 ml de milieu de culture f/2 (R.
Guillard, 1975; Culture of phytoplankton for feeding marine invertebrates.
In: Smith, W.L., Chanley, M.H. (Eds.), Culture of marine invertebrates animais. Plenum Press, New York, pp. 29-60). Sept jours après l'inoculation, le contenu des erlenmeyers de 125 ml est transféré dans des erlenmeyers de 500 ml contenant 300 ml de milieu de culture f/2. Cinq jours plus tard le contenu des erlenmeyers de 500 ml est transvidé dans des contenants de 20 litres. Durant les phases de culture de 125 et 500 ml aucun élément n'est ajouté aux cultures.
Dans les 20 litres, 8 ml de milieu de culture f/2 sont ajoutés avec 18 litres d'eau. Après 2 jours, 4 ml de silicate sont ajoutés et après 3 jours de plus les 20 litres sont transvidés dans des tubes de 170 litres de 7 pieds de hauteur. 62 ml de milieu de culture f/2 et 31 ml de silicate sont ajoutés et les tubes sont remplis d'eau. Les éléments nutritifs avec ou sans silicate, selon l'espèce, sont ajoutés tous les 2 jours. Dans les contenants de 20 et
4 170 litres, de l'air filtrée et du gaz carbonique à un débit de 0.2 à 0.3 I/min sont ajoutés.
Après 6-7 jours d'incubation dans les tubes de 170 litres, les cultures algales ont presque terminé leur croissance exponentielle et atteint leur niveau maximum. C'est à ce moment que les stress en éléments nutritifs sont imposés afin de modifier leur patron métabolique.
Les algues cessent de se diviser et commencent à emmagasiner des lipides, surtout sous forme de PUFAs. Le stress nutritionnel ou environnemental imposé dépend de l'espèce en élevage. Pour certaines espèces les concentrations en PUFAs ont été presque doublées pour des concentrations algales identiques.
La présente invention sera plus facile à comprendre en utilisant les exemples suivants qui servent à illustrer l'invention sans limiter sa portée.
Exemple 1 La diatomée Chaetoceros gracüis a été cultivée en système semi-continu de 170 litres à des concentrations de plus de 10 millions de cellules / ml. Des tubes ont continué à être alimentés avec des éléments nutritifs complets tandis que d'autres furent privés de silicates. Les résultats décrit ci-dessous présentent la distribution des acides gras selon le traitement.
Après 6-7 jours d'incubation dans les tubes de 170 litres, les cultures algales ont presque terminé leur croissance exponentielle et atteint leur niveau maximum. C'est à ce moment que les stress en éléments nutritifs sont imposés afin de modifier leur patron métabolique.
Les algues cessent de se diviser et commencent à emmagasiner des lipides, surtout sous forme de PUFAs. Le stress nutritionnel ou environnemental imposé dépend de l'espèce en élevage. Pour certaines espèces les concentrations en PUFAs ont été presque doublées pour des concentrations algales identiques.
La présente invention sera plus facile à comprendre en utilisant les exemples suivants qui servent à illustrer l'invention sans limiter sa portée.
Exemple 1 La diatomée Chaetoceros gracüis a été cultivée en système semi-continu de 170 litres à des concentrations de plus de 10 millions de cellules / ml. Des tubes ont continué à être alimentés avec des éléments nutritifs complets tandis que d'autres furent privés de silicates. Les résultats décrit ci-dessous présentent la distribution des acides gras selon le traitement.
5 Avec silicate Sans silicate 20 :5n3 8.9 30.2 22 :6n3 3.9 8.5 Somme PUFA 33.1 50.0 Somme n3 21.1 34.9 L'analyse faite 7 jours après l'application de stress Exemple 2 La diatomée Skelefonema costatum a été cultivée en système semi-continu de 170 litres. Des tubes ont continué à être alimentés avec des éléments nutritifs complets tandis que d'autres furent privés de silicates. Les résultats présentent la distribution des acides gras selon le traitement.
Avec silicate Sans silicate 20 :5n3 16.1 37.6 22 :6n3 5.5 7.54 Somme PUFA 41.0 59.9 Somme n3 24.6 42.0 L'analyse faite 7 jours après l'application de stress L'illustration en haut devrait servir comme démonstratives au lieu de restrictives de l'invention.
Tandis que l'invention a été décrite en rapport avec des réalisations particulières, diverses modifications peuvent être effectués. La présente invention comprend donc toutes variations, emplois, ou adaptations de l'invention qui précèdent. D'une façon générale, sont
Avec silicate Sans silicate 20 :5n3 16.1 37.6 22 :6n3 5.5 7.54 Somme PUFA 41.0 59.9 Somme n3 24.6 42.0 L'analyse faite 7 jours après l'application de stress L'illustration en haut devrait servir comme démonstratives au lieu de restrictives de l'invention.
Tandis que l'invention a été décrite en rapport avec des réalisations particulières, diverses modifications peuvent être effectués. La présente invention comprend donc toutes variations, emplois, ou adaptations de l'invention qui précèdent. D'une façon générale, sont
6 également compris dans la présente invention, les principes de l'invention incluant tout écart de la présente divulgation connu dans la pratique ordinaire au sein de l'art propre au champs de l'invention qui appliquent les caractéristiques décrites précédemment et celles revendiqués ci-dessous.
Claims (5)
1. Un procédé de production d'acides gras polyinsaturés (PUFA=
Polyunsaturated fatty acid) comprenant les étapes de:
a) culture d'algues en un temps suffisant pour atteindre la phase stationnaire de croissance; et b) application d'au moins un facteur limitant la croissance causant ainsi la production et l'accumulation de PUFA.
Polyunsaturated fatty acid) comprenant les étapes de:
a) culture d'algues en un temps suffisant pour atteindre la phase stationnaire de croissance; et b) application d'au moins un facteur limitant la croissance causant ainsi la production et l'accumulation de PUFA.
2. Le procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le facteur limitant la croissance est une absence ou une faible teneur de silicate.
3. Le procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que le facteur limitant la croissance est une carence d'éléments nutritifs.
3. Le procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que plusieurs facteurs limitant la croissance sont appliqués en séquence.
3. Le procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que plusieurs facteurs limitant la croissance sont appliqués en séquence.
4. Un procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'algue est la diatomée Chaetoceros gracilis et le facteur de stress est l'absence ou la fiable teneur de silicate.
5. Un procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'algue est la diatomée Skeleonema costatum et le facteur de stress est la carence en silicate.
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| EP03764865A EP1523566A2 (fr) | 2002-07-22 | 2003-07-22 | Procede pour augmenter le rendement de lipides et d'acides gras omega-3 dans des cultures de plantes marines |
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