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Devenir des sous-produits animaux
Le devenir des sous-produits animaux diffère selon la catégorie à laquelle ils appartiennent : Catégorie 01: Ces matières doivent être collectées par des opérateurs agréés qui les transforment en farine de viande et d’os et en graisses fondues de catégorie 1.
Ces produits dérivés sont soit incinérés, ou bien utilisés dans la fabrication de biodiesel en usines agréées.
Catégorie 02 : Les sous-produits de catégorie 2 sont transformés en farine et en graisses animales, puis, ceux-ci sont incinérés ou bien utilisés sous conditions pour : La transformation oléo-chimique (pour les dérivés lipidiques). Utilisation dans une usine de production de biogaz ou de compostage. L’utilisation à des fins de diagnostic, d’éducation et de recherche sous autorisation. L’alimentation d’animaux non destinés à l’alimentation humaine (animaux de zoo, de cirques, animaux sauvages, reptiles…).
Catégorie 03 : Les sous-produits de catégorie 3 peuvent être : Incinérés. Utilisés pour la production d’aliments pour animaux familiers. Utilisés dans des applications techniques. Utilisés pour la production de biogaz ou compostage. Utilisés à des fins de diagnostic, d’éducation et de recherche sous autorisation.
Modes d’élimination des sous-produits animaux
Incinération : Avant incinération, les sous-produits animaux doivent être entreposés dans des récipients fermés, ils sont souvent incinérés dans des fours rotatifs ou des incinérateurs à lit fluidisé.
Pour assurer une combustion totale, le temps de séjour dans le four doit être suffisamment long (CE, 2005). La construction d’une installation d’incinération, son équipement ainsi que son exploitation doivent assurer la non propagation d’agents pathogènes .
Enfouissement : L’enfouissement des cadavres d’animaux doit être étudié pour éviter toute contamination des eaux souterraines et de surface . Les cadavres d’animaux enfouis doivent se trouver à 2 m au moins au-dessus du niveau de la nappe phréatique et être recouverts d’une couche de terre d’au moins 1,2 m . Compostage : C’est une décomposition biologique contrôlée qui consiste à transformer naturellement les sous-produits en compost, ce qui permet leur stabilisation. Le compostage se fait dans des conditions aérobies et la chaleur est produite biologiquement (CE, 2005). Le produit final est riche en substances humiques et peut être épandu au bénéfice du sol .
Le compostage des sous-produits animaux peut être appliqué aux: Sous-produits d’abattoir tels que la litière de stabulation, le fumier, les contenus d’estomacs, les contenus d’intestins, le sang et les plumes. Sous-produit issus du traitement des eaux usées. Résidus solides issus de la production de biogaz . Fonte : C’est une transformation de certains sous-produits tels que les muscles, le gras, les os et les autres tissus animaux en une substance riche en protéines. Cette dernière est donc plus salubre, moins désagréable, et peut être entreposée pendant de longues périodes .
Voies de valorisation
Production de biogaz : C’est une digestion enzymatique assurée par des micro-organismes anaérobies qui utilisent les matières organiques biodégradables comme substrat pour produire du biogaz . Ce dernier est un gaz combustible qui se compose d’un mélange de gaz carbonique et de méthane .
Le digestat solide obtenu est séché pour faire l’objet: D’un compostage, D’une incinération, D’une utilisation comme engrais organiques ou amendements. Le biogaz peut être utilisé pour la production de chaleur, d’électricité ou de carburant .
Production d’engrais : Un engrais à base de sous-produits animaux peut comprendre le lisier, le guano non minéralisé, le contenu de l’appareil digestif, le compost et les résidus de digestion (Journal officiel de l’Union européenne, 2009).
Les matières de catégorie 3 destinées à la production d’engrais doivent être stérilisées sous pression avant la transformation en engrais (OESPA, 2011). Ce dernier est utilisé pour améliorer la nutrition des plantes et préserver les propriétés physico-chimiques des sols ainsi que leur activité biologique .
Alimentation humaine : Les carcasses d’animaux déclarés propres à la consommation humaine peuvent être valorisées pour la production de produits à base de viande :
Les os de bovin dégraissés (après consommation de la chair) sont traités pour produire de la gélatine alimentaire (CNA, 2011).
Le gras animal peut être destiné à la consommation humaine après transformation, c’est le cas du saindoux, la graisse de fonte de bovin et le gras de canard qui sont incorporés dans la charcuterie, la salaison, les plats cuisinés et la biscuiterie .
Problèmes liés aux sous-produits animaux
Les sous- produits animaux ont des effets négatifs sur la santé humaine, animale et sur l’environnement. Ces effets sont dûs généralement à leur nature putrescible et aux germes pathogènes qu’ils peuvent contenir. Le risque est essentiellement lié au retard ou à l’absence d’une bonne gestion de ces sous-produits.
Effets sur l’homme : Les sous-produits animaux peuvent contenir des agents pathogènes relativement dangereux pour la santé humaine (Cointreau, 2006). Durant le procédé de compostage, une large variété de microorganismes pathogènes et de composés chimiques contenus dans la matière brute ou dans le compost constituent des dangers qui peuvent être d’ordre toxique, irritatif, inflammatoire, mutagène voire cancérigène (FNAD 2002).
L’odeur constitue un autre problème, elle résulte de la décomposition des sous-produits animaux au cours de leur stockage et leur transformation, elle est aussi produite au cours de la production des farines et provient même des eaux usées issues du traitement des sous-produits.
Effets sur l’environnement : Les installations de traitement des sous-produits animaux rejettent dans l’eau des liquides à forte teneur organique (CE, 2005), ceux-ci sont des vecteurs d’insectes, de vermine, de bactéries et de virus qui peuvent entraîner une contamination de l’eau et une pollution de l’air (FAO, 2011). Les incinérateurs aussi émettent dans l’air des produits gazeux posant des problèmes de pollution .
Métabolisme des bactéries lactiques
Métabolisme des sucres : Les bactéries lactiques montrent un métabolisme relativement simple où le sucre est converti principalement en acide lactique, par des voies homo-ou héterofermentaires. Les sucres entrent dans les voies principales de la glycolyse après isomérisation et/ou phosphorylation. La voie homofermentaire entraîne la transformation du glucose en pyruvate par la voie d’Embden-Meyerhof-Parnas (glycolyse), produisant éventuellement de l’acide lactique, théoriquement, ces bactéries produisent deux molécules d’acide lactique à partir d’une molécule de glucose.
Contrairement aux homofermentaires, les hétéro-fermentaires (exemples de Oenococcus oeni, Lb. brevis, Lb. hilgardii, Lb. fructivorans et Lb. kunkeei) manquent d’aldolase et doivent détourner le flux de carbone à travers une différente série de réactions, qui est la voie des pentoses phosphate ou la phosphoketolase . Métabolisme de l’azote : Il est connu que les bactéries lactiques ont une capacité très limitée à synthétiser des acides aminés en utilisant des sources d’azote inorganiques. Ils dépendent donc des acides aminés présents dans le milieu de croissance comme source d’azote.
La croissance des bactéries lactiques sur les milieux minimaux chimiquement définis est généralement lente, et il est clair que ces bactéries se sont adaptées à des environnements riches en développant des systèmes pour exploiter efficacement les sources d’azote présentes : le système protéolytique .
Les bactéries lactiques sont capables de répondre aux changements de la disponibilité de l’azote en régulant l’activité du système protéolytique afin d’assurer l’équilibre d’azote dans la cellule. Il a été constaté que la synthèse de nombreuses exo-protéines est influencée, en partie, par les niveaux de nutriments dans l’environnement extracellulaire .
Métabolisme du citrate : Le citrate est présent dans de nombreux substrats utilisés pour les fermentations alimentaires tels que les fruits, les légumes et le lait et il peut être fermenté par un nombre limité de bactéries lactiques. La présence d’une citrate perméase est essentielle pour le métabolisme du citrate, celui-ci est converti initialement en oxaloacétate et acétate par la lyase. L’étape suivante dépend de la présence ou de l’absence de l’enzyme oxaloacétate décarboxylase. Si elle est présente, l’utilisation du citrate entraîne une augmentation du stock de pyruvate, ce qui peut conduire à un motif de produit final altéré, (par exemple, la production d’acétone). Si l’oxaloacétate décarboxylase est absente, une autre voie est suivie : la voie acide succinique.
Table des matières
Introduction
Chapitre I: Les sous-produits animaux
1. Définition
2. Classification
2.1. Catégorie 1
2.2. Catégorie 2
2.3. Catégorie 3
3. Devenir des sous-produits animaux
3.1. Catégorie 01
.3.2 Catégorie 02
3.3. Catégorie 03
4. Modes d’élimination des sous-produits animaux
4.1. Incinération
4.2. Enfouissement
4.3. Compostage
4.4. Fonte
5. Voies de valorisation
5.1. Production de biogaz
5.2. Production d’engrais
5.3. Alimentation humaine
5.4. Alimentation animale
5.4.1. Farines animales
5.4.2. Graisse
5.4.3. Pet Food
5.5. Fabrication de produits à haute valeur ajoutée
5.5.1. Le collagène
5.5.2. La colle
5.5.3. Les protéines hydrolysées
6. Problèmes liés aux sous-produits animaux
6.1. Effets sur l’homme
6.2. Effets sur l’environnement
7. Les sous-produits avicoles
8. Les sous-produits ovins
Chapitre II: Les bactéries lactiques
1. Définition et caractéristiques générales
2. Biotope
3. Taxonomie
3.1. Description du genre Lactobacillus
4. Métabolisme des bactéries lactiques
4.1. Métabolisme des sucres
4.2. Métabolisme de l’azote
4.3. Métabolisme du citrate
5. Exigences nutritionnelles des bactéries lactiques
5.1. Exigences en source de carbone
5.2. Exigences en azote
5.3. Besoins en minéraux
5.4. Besoins en vitamines
6. Rôles des bactéries lactiques
6.1. Utilisation des bactéries lactiques en alimentation humaine et animale
6.1.1. Les bactéries lactiques et les produits laitiers
6.1.2. Les bactéries lactiques et les produits carnés
6.1.3. Les bactéries lactiques et les produits végétaux
6.1.4. Les bactéries lactiques et les produits de panification
6.1.5. Les bactéries lactiques dans la vinification
6.2. Bactéries lactiques dans le domaine de la santé
6.2.1. Stimulation du système immunitaire par les bactéries lactiques
6.2.2. Modulation de l’allergie
6.2.3. Prévention de la diarrhée
6.2.4. Effet sur la digestion du lactose
6.2.5. Prévention de cancer
6.2.6. Réduction du cholestérol
6.2.7. Effet sur la dermatite atopique
6.2.8. Effet sur la vaginose bactérienne
7. Étude de quelques espèces de lactobacilles
7.1. Lactobacillus brevis
7.2. Lactobacillus plantarum
7.3. Lactobacillus rhamnosus
7.4. Lactobacillus fermentum
Chapitre III: Les milieux de culture
1. Définition
2. Classification
2.1. La composition
2.2. L’utilisation
3. Milieux de culture des bactéries lactiques
4. Formulation de nouveaux milieux de culture et leurs optimisations
4.1. Formulation
4.2. Optimisation
4.2.1. Méthode classique « facteur par facteur »
4.2.2. Méthodes avancées
Matériel et Méthodes
1. Microorganismes
1.1. Origine
1.2. Revification et conservation des souches
1.3. Préparation des milieux de culture pour la croissance des souches lactiques
1.4. Préparation de l’inoculum et ensemencement
1.5. Estimation du potentiel de croissance
1.5.1. Sur milieu liquide
1.5.2. Sur milieu solide
2. Sous-produits d’abattoir
2.1. Préparation des matières premières
2.1.1. Préparation de la pâte d’intestins de poulet
2.1.2. Préparation de la farine de sabots de mouton
2.2. Préparation des hydrolysats
2.2.1. Hydrolyse des intestins de poulet
2.2.2.1. Autolyse
2.2.2.1. Hydrolyse enzymatique
2.2.2. Hydrolyse des sabots de mouton
2.2.2.1. Hydrolyse chimique
2.2.2.1. Hydrolyse enzymatique
2.3. Étude de l’efficacité de la méthode d’hydrolyse
2.3.1. Détermination du degré d’hydrolyse
2.3.2. Croissance de Lb. plantarum sur les milieux à base des différents hydrolysats
2.4. Rendement d’hydrolyse
2.5. Caractérisation physicochimique des matières premières et leurs hydrolysats
2.5.1. Détermination de la matière sèche
2.5.2. Détermination de la matière minérale
2.5.3. Dosage des protéines totales
2.5.4. Dosage des sucres totaux
2.5.5. Dosages des lipides
2.5.6. Dosage de l’azote total
3. Formulation et optimisation des milieux de culture pour la croissance des souches lactiques
3.1. Sélection des paramètres du milieu influençant la croissance : Plan de Plackett et Burman
3.2. Optimisation des milieux
3.3. Analyse statistique
3.4. Validation du modèle
4. Comparaison de la croissance sur les milieux optimisés avec le milieu standard MRS
4.1. Cinétiques de croissance
4.2. Vitesse spécifique de croissance
5. Estimation approximative des coûts de production
5.1. Coût de production d’un litre de chaque hydrolysat
5.1.1. Consommation d’énergie
5.1.2. Consommation d’eau
5.1.3. Coût des intrants
5.2. Coût de production d’un litre de chaque milieu
6. Analyse statistique
Résultats et Discussion
1. Caractérisation physicochimique de la pâte d’intestins et de la farine de sabots
2. Efficacité de la méthode d’hydrolyse
2.1. Degré d’hydrolyse dans les quatre hydrolysats
2.2. Croissance de Lb. plantarum sur les quatre hydrolysats
2.2.1. Sur milieu liquide.
2.2.2. Sur milieu solide
3. Composition physicochimique des hydrolysats choisis
4. Rendement d’hydrolyse
5. Formulation des milieux
5.1. Milieux pour Lactobacillus brevis
5.1.1. Sélection des facteurs à effet significatif par le PPB
5.1.2. Optimisation par le PCC
5.2. Milieux pour Lactobacillus plantarum
5.2.1. Sélection des facteurs à effet significatif par le PPB
5.2.2. Optimisation par le PCC
5.3. Milieux pour Lactobacillus rhamnosus
5.3.1. Sélection des facteurs à effet significatif par le PPB
5.3.2. Optimisation des milieux
5.4. Milieux pour Lactobacillus fermentum
5.4.1. Sélection des facteurs à effet significatif par le PPB
5.4.2. Optimisation des milieux
6. Cinétiques de croissance sur les milieux optimisés par comparaison au milieu témoin MRS
7. Estimation des coûts de production
7.1. Estimation des coûts de production des hydrolysats
7.2. Estimation du prix d’un litre du milieu MRS synthétisé
7.3. Estimation des coûts de production des milieux optimisés
Discussion
Conclusion et perspectives
Références bibliographiques
Annexes
