FR3003873A1 - PROCESS FOR ENRICHING PROTEIN FROM BIOMASS OF MICROALGUES - Google Patents

PROCESS FOR ENRICHING PROTEIN FROM BIOMASS OF MICROALGUES Download PDF

Info

Publication number
FR3003873A1
FR3003873A1 FR1352857A FR1352857A FR3003873A1 FR 3003873 A1 FR3003873 A1 FR 3003873A1 FR 1352857 A FR1352857 A FR 1352857A FR 1352857 A FR1352857 A FR 1352857A FR 3003873 A1 FR3003873 A1 FR 3003873A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
microalgae
glucose
growth
biomass
chlorella
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1352857A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR3003873B1 (en
Inventor
Gabriel Macquart
Sylvain Delaroche
Ruyet Marie Le
Laurent Segueilha
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corbion Biotech Inc
Original Assignee
Roquette Freres SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to FR1352857A priority Critical patent/FR3003873B1/en
Application filed by Roquette Freres SA filed Critical Roquette Freres SA
Priority to MX2018008380A priority patent/MX364955B/en
Priority to ES16168232T priority patent/ES2708839T3/en
Priority to CN201480019199.0A priority patent/CN105073976A/en
Priority to PCT/EP2014/056125 priority patent/WO2014154787A2/en
Priority to EP16168232.3A priority patent/EP3067414B1/en
Priority to JP2016504669A priority patent/JP2016514471A/en
Priority to BR112015024740-7A priority patent/BR112015024740B1/en
Priority to MX2015013786A priority patent/MX361324B/en
Priority to KR1020157026300A priority patent/KR20150139509A/en
Priority to US14/779,365 priority patent/US20160046900A1/en
Priority to EP14713448.0A priority patent/EP2978837B1/en
Priority to ES14713448.0T priority patent/ES2656337T3/en
Priority to FR1452852A priority patent/FR3003874B1/en
Publication of FR3003873A1 publication Critical patent/FR3003873A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR3003873B1 publication Critical patent/FR3003873B1/en
Priority to US16/254,463 priority patent/US11193105B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/12Unicellular algae; Culture media therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P21/00Preparation of peptides or proteins

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

L'invention se rapporte à un procédé d'enrichissement en protéines d'une microalgue cultivée en hétérotrophie, microalgue du genre Chlorella, caractérisé en ce que la culture hétérotrophique comporte une étape visant à limiter la croissance de ladite microalgue par une carence du milieu de fermentation en une source nutritionnelle non azotée.The invention relates to a protein enrichment method of a microalga grown in heterotrophy, microalgae of the genus Chlorella, characterized in that the heterotrophic culture comprises a step for limiting the growth of said microalgae by a deficiency of the medium of fermentation in a non-nitrogenous nutritional source.

Description

PROCEDE D'ENRICHISSEMENT EN PROTEINES DE LA BIOMASSE DE MICROALGUES La présente invention se rapporte à un procédé d'enrichissement en protéines de 5 la biomasse de microalgues, plus particulièrement du genre Chlorelle, plus particulièrement encore de l'espèce Chlorelle sorokiniana ou Chlorelle protothecoides. Les algues, macro et micro, ont une richesse spécifique en grande partie inexplorée. Leur exploitation à des fins alimentaire, chimique ou bioénergétique est encore très marginale. Elles recèlent cependant des composants de grande valeur, que 10 seule la faune marine, qui s'en nourrit, n'est véritablement capable d'en apprécier la richesse et l'abondance. Les microalgues sont en effet des sources de vitamines, lipides, protéines, sucres, pigments et antioxydants. Les algues et microalgues intéressent ainsi le secteur industriel qui les utilise 15 pour la fabrication de compléments alimentaires, d'aliments fonctionnels, de cosmétiques, de médicaments ou pour l'aquaculture. Les microalgues sont avant tout des microorganismes photosynthétiques qui colonisent tous les biotopes exposés à la lumière. A l'échelle industrielle, leur culture monoclonale est réalisée dans des 20 photobioréacteurs (conditions autotrophiques : à la lumière avec du CO2) ou pour certaines d'entre elles, également dans des fermenteurs (conditions hétérotrophiques : à l'obscurité en présence d'une source carbonée). Quelques espèces de microalgues sont en effet capables de pousser en absence de lumière : Chlorelle, Nitzschia, Cyclotella, Tetraselmis, Crypthecodinium, 25 Schizochytrium. Il est d'ailleurs estimé que la culture en conditions hétérotrophiques coûte 10 fois moins chère qu'en conditions phototrophiques car, pour l'Homme du métier, ces conditions hétérotrophiques autorisent : - l'utilisation de fermenteurs identiques à ceux utilisés pour les bactéries et les 30 levures et permettent le contrôle de tous les paramètres de culture. - la production de biomasses en quantité bien plus élevée que ce qui est obtenu par culture basée sur la lumière. L'exploitation rentable des microalgues nécessite généralement la maîtrise des conditions de fermentation permettant d'accumuler ses composants d'intérêt, tels que : 35 - les pigments (chlorophylle a, b et c, fl-carotène, astaxanthine, lutéine, phycocyanine, xanthophylles, phycoérythrine...) dont la demande est croissante, tant pour leurs remarquables propriétés antioxydantes, que pour leur apport de couleurs naturelles dans l'alimentation, - les protéines, ceci afin d'en optimiser les qualités nutritives ; ou - les lipides, ceci afin d'optimiser leur contenu en acides gras (jusqu'à 60 %, voir 80 % en poids de leur matière sèche) notamment pour : - les applications biocarburants, mais aussi - les applications en Alimentation humaine ou animale, lorsque les microalgues sélectionnées produisent des acides gras polyinsaturés ou PUFAs dits "essentiels" (i.e. apportés par l'alimentation car ne sont pas naturellement produits par l'homme ou l'animal). Pour parvenir à ce résultat, de premiers procédés de fermentation permettant d'obtenir de hautes densités cellulaires (acronyme anglais : HCD pour High-Cell-Density) ont été ainsi beaucoup travaillés, de manière à obtenir des rendements et productivités maximales en protéines ou en lipides.The present invention relates to a process for enriching proteins in the biomass of microalgae, more particularly of the genus Chlorella, more particularly of the species Chlorella sorokiniana or Chlorella protothecoides. The algae, macro and micro, have a richness largely unexplored. Their exploitation for food, chemical or bioenergetic purposes is still very marginal. They contain, however, valuable components, which only the marine fauna, which feed on them, are truly capable of appreciating their richness and abundance. Microalgae are indeed sources of vitamins, lipids, proteins, sugars, pigments and antioxidants. Algae and microalgae are thus of interest to the industrial sector which uses them for the manufacture of food supplements, functional foods, cosmetics, medicines or for aquaculture. Microalgae are primarily photosynthetic microorganisms that colonize all biotopes exposed to light. On an industrial scale, their monoclonal culture is carried out in photobioreactors (autotrophic conditions: in the light with CO2) or for some of them, also in fermenters (heterotrophic conditions: in the dark in the presence of a carbon source). Some microalgae species are indeed able to grow in the absence of light: Chlorella, Nitzschia, Cyclotella, Tetraselmis, Crypthecodinium, Schizochytrium. It is moreover estimated that culture in heterotrophic conditions costs 10 times less expensive than in phototrophic conditions because, for those skilled in the art, these heterotrophic conditions allow: the use of fermentors identical to those used for bacteria and yeasts and allow control of all culture parameters. - the production of biomasses in a quantity much higher than what is obtained by culture based on the light. The profitable exploitation of the microalgae generally requires the control of the fermentation conditions making it possible to accumulate its components of interest, such as: the pigments (chlorophyll a, b and c, fl-carotene, astaxanthin, lutein, phycocyanin, xanthophylls , phycoerythrin ...) whose demand is growing, both for their remarkable antioxidant properties, as for their contribution of natural colors in the diet, - the proteins, in order to optimize their nutritional qualities; or - lipids, in order to optimize their fatty acid content (up to 60%, see 80% by weight of their dry matter), in particular for: - biofuel applications, but also - applications in human or animal nutrition , when the selected microalgae produce polyunsaturated fatty acids or PUFAs called "essential" (ie brought by the food because they are not naturally produced by the man or the animal). To achieve this result, first fermentation processes to obtain high cell densities (HCD for High-Cell-Density) were thus much worked, so as to obtain maximum yields and productivities in proteins or lipids.

L'objectif de ces cultures HCD était l'obtention de la concentration la plus élevée possible du produit souhaité dans le laps de temps le plus court. Ce précepte se vérifie par exemple pour la biosynthèse d'astaxanthine par Chlorelle zofingiensis, où la croissance de la microalgue s'est avérée corrélée directement avec la production de ce composé (Wang and Peng, 2008, World J Microbiol. Biotechnol., 24(9), 1915-1922). Cependant, le fait de maintenir la croissance à son taux maximal (p, en h-1) n'est pas toujours corrélé avec la production élevée du produit souhaité. Il est en effet vite apparu aux spécialistes du domaine qu'il faut par exemple soumettre les microalgues à un stress nutritionnel qui limite leur croissance lorsqu'on souhaite leur faire produire d'importantes réserves lipidiques. Il est donc procédé désormais au découplage croissance / production dans les procédés fermentaires. Par exemple, pour favoriser l'accumulation d'acides gras polyinsaturés (ici l'acide docosahexaénoïque ou DHA), la demande de brevet VVO 01/54510 recommande de dissocier la croissance cellulaire et la production d'acides gras polyinsaturés. Chez la microalgue Schizochytrium sp souche ATCC 20888, il est ainsi procédé à une première phase de croissance sans limitation en oxygène, de manière à favoriser l'obtention d'une haute densité cellulaire (plus de 100 g/1) puis, dans une deuxième phase, de ralentir progressivement l'apport en oxygène, afin de stresser la microalgue, ralentir sa croissance et enclencher la production des acides gras d'intérêt. Chez la microalgue Crypthecodinium cohnii, la teneur la plus élevée en acide docosahexaénoïque (DHA, acide gras polyinsaturé) est obtenue à faible concentration en glucose (de l'ordre de 5 g/1), et ainsi à faible taux de croissance (Jiang and Chen, 2000, Process Biochem., 35(10), 1205-1209). Ces résultats illustrent bien le fait que les cinétiques de formation des produits peuvent aussi bien être associées de façon positive que de façon négative avec la croissance des microalgues, voire même avec une combinaison des deux. De ce fait, dans les cas où la formation des produits n'est pas corrélée avec une croissance cellulaire élevée, il est judicieux de maîtriser le taux de croissance cellulaire. En général, l'homme du métier choisit de contrôler la croissance des microalgues par la maîtrise des conditions de fermentation (Tp, pH...), ou par l'alimentation régulée en composants nutritionnels du milieu de fermentation (conditions semi continues dites « fed- batch »). S'il choisit de contrôler la croissance des microalgues en hétérotrophie par l'apport en sources carbonées, l'homme du métier choisit généralement d'adapter la source carbonée (glucose pur, acétate, éthanol...) à la microalgue (C. cohnii, Euglena gracilis...) en fonction du métabolite produit (par exemple un acide gras polyinsaturé de type DHA). La température peut-être également un paramètre clef : - il a par exemple était rapporté que la synthèse d'acides gras polyinsaturés chez certaines espèces de microalgues, tel que l'EPA par Chlorella minutissima, est favorisée à une plus basse température que celle requise pour la croissance optimale de ladite mi croalg ue; - au contraire le rendement en lutéine est plus élevé chez Chlorella protothecoides cultivée en hétérotrophie, lorsque l'on augmente la température de production de 24 à 35°C.The objective of these HCD cultures was to obtain the highest possible concentration of the desired product in the shortest time. This precept applies, for example, to the biosynthesis of astaxanthin by Chlorelle zofingiensis, where the growth of the microalgae has been directly correlated with the production of this compound (Wang and Peng, 2008, World J. Microbiol., Biotechnol., 24 ( 9), 1915-1922). However, maintaining growth at its peak rate (p, in h-1) is not always correlated with the high production of the desired product. It quickly became apparent to specialists in the field that, for example, microalgae must be subjected to a nutritional stress which limits their growth when they wish to produce large lipid reserves. It is therefore now decoupling growth / production in fermentative processes. For example, to promote the accumulation of polyunsaturated fatty acids (here docosahexaenoic acid or DHA), patent application VVO 01/54510 recommends dissociating cell growth and the production of polyunsaturated fatty acids. In the microalga Schizochytrium sp strain ATCC 20888, a first phase of growth without limitation in oxygen is thus carried out, so as to favor obtaining a high cell density (more than 100 g / l) and then, in a second phase, gradually slow down the oxygen supply, in order to stress the microalgae, slow down its growth and trigger the production of the fatty acids of interest. In the microalgae Crypthecodinium cohnii, the highest content of docosahexaenoic acid (DHA, polyunsaturated fatty acid) is obtained at low glucose concentration (of the order of 5 g / 1), and thus at a low growth rate (Jiang and Chen, 2000, Process Biochem., 35 (10), 1205-1209). These results illustrate that product formation kinetics can be positively and negatively associated with the growth of microalgae, or even a combination of both. Therefore, in cases where the formation of products is not correlated with high cell growth, it is advisable to control the cell growth rate. In general, a person skilled in the art chooses to control the growth of microalgae by controlling the fermentation conditions (Tp, pH, etc.), or by the regulated supply of nutritional components of the fermentation medium (semi-continuous conditions called " fed-batch "). If he chooses to control the growth of microalgae in heterotrophy by the supply of carbon sources, the skilled person generally chooses to adapt the carbon source (pure glucose, acetate, ethanol ...) to the microalga (C. cohnii, Euglena gracilis ...) depending on the metabolite produced (for example a polyunsaturated fatty acid type DHA). Temperature may also be a key parameter: - For example, it has been reported that the synthesis of polyunsaturated fatty acids in certain species of microalgae, such as EPA by Chlorella minutissima, is favored at a lower temperature than required for optimal growth of said mi croalg ue; - In contrast, the yield of lutein is higher in Chlorella protothecoides grown in heterotrophy, when the production temperature is increased from 24 to 35 ° C.

Chlorella protothecoides est justement reconnue comme une des meilleures microalgues productrices d'huile. En conditions hétérotrophiques, elle transforme rapidement les hydrates de carbone en triglycérides (plus de 50 % de sa matière sèche). Pour optimiser cette production en triglycérides, l'homme du métier est amené à optimiser le flux carboné vers la production d'huile, en agissant sur l'environnement nutritionnel du milieu de fermentation. Il est ainsi connu que l'accumulation en huile se produit lors d'un apport carboné suffisant, mais dans des conditions de carence en azote. Le rapport C/N est donc ici déterminant, et il est admis que les meilleurs résultats sont obtenus en agissant directement sur la teneur en azote, la teneur en glucose n'étant pas limitante.Chlorella protothecoides is justly recognized as one of the best oil-producing microalgae. In heterotrophic conditions, it rapidly converts carbohydrates into triglycerides (more than 50% of its dry matter). To optimize this production of triglycerides, those skilled in the art are led to optimize the carbon flow towards the production of oil, by acting on the nutritional environment of the fermentation medium. It is thus known that the accumulation of oil occurs during a sufficient carbon supply, but under conditions of nitrogen deficiency. The C / N ratio is here decisive, and it is accepted that the best results are obtained by acting directly on the nitrogen content, the glucose content not being limiting.

De manière non surprenante, cette carence en azote affecte la croissance cellulaire, ce qui résulte en un taux de croissance de 30 % plus faible que le taux de croissance normal de la microalgue (Xiong et al., Plant Physiology, 2010, 154, pp1001- 1011).Not surprisingly, this nitrogen deficiency affects cell growth, resulting in a 30% lower growth rate than the normal growth rate of the microalgae (Xiong et al., Plant Physiology, 2010, 154, pp1001 - 1011).

Pour expliquer ce résultat, Xiong et al, dans l'article cité supra, démontrent en effet que si l'on divise la biomasse de Chlorelle en ses 5 composants principaux, i.e. hydrates de carbone, lipides, protéines, ADN et ARN (représentant 85 % de sa matière sèche), si le rapport C/N n'a aucun impact sur la teneur en ADN, ARN et hydrates de carbone, il devient prééminent pour le contenu en protéines et en lipides.To explain this result, Xiong et al, in the article cited above, demonstrate indeed that if one divides the biomass of Chlorella into its main components, ie carbohydrates, lipids, proteins, DNA and RNA (representing 85 % of its dry matter), if the C / N ratio has no impact on the DNA, RNA and carbohydrate content, it becomes preeminent for the protein and lipid content.

C'est ainsi que les cellules de Chlorelles cultivées avec un rapport C/N faible contiennent 25,8 % de protéines et 25,23 % en lipides, tandis qu'un rapport C/N élevé permet la synthèse de 53,8 % de lipides et 10,5 % de protéines. Pour optimiser sa production en huile, il est donc primordial pour l'homme du métier de contrôler le flux carboné en le déviant vers la production d'huile, au détriment de la production des protéines ; le flux carboné est redistribué et s'accumule en substances de réserve lipidiques quand les microalgues sont placées en milieu carencé en azote. Fort de cet enseignement, pour la production de biomasses riches en protéines, l'homme du métier est donc amené à prendre l'opposé de ce contrôle métabolique, i.e. travailler les conditions de fermentation en favorisant plutôt un rapport C/N faible, et ainsi : - réaliser un apport important en source d'azote au milieu de fermentation, tout en maintenant constant la charge en source carbonée qui sera convertie en protéines et - stimuler la croissance de la microalgue. Il s'agit de modifier le flux carboné vers la production de protéines (et donc de biomasses), au détriment de la production des lipides de réserve. Dans le cadre de l'invention, la société Demanderesse a choisi d'explorer une voie originale en proposant une solution alternative à celle classiquement envisagée par l'homme du métier. L'invention porte ainsi sur un procédé d'enrichissement en protéines d'une microalgue cultivée en hétérotrophie, microalgue du genre Chlorelle, plus particulièrement encore Chlorelle sorokiniana ou Chlorelle protothecoides, procédé de culture hétérotrophique qui comporte une étape visant à limiter la croissance de ladite microalgue par une carence du milieu de fermentation en une source nutritionnelle non azotée. Cette étape est une étape de culture hétérotrophique où un facteur nutritif non- azoté est apporté en quantité insuffisante dans le milieu pour permettre la croissance de la microalgue.Chlorella cells cultured with a low C / N ratio contain 25.8% protein and 25.23% lipid, while a high C / N ratio allows the synthesis of 53.8% of the protein. lipids and 10.5% protein. To optimize its oil production, it is therefore essential for the skilled person to control the carbon flow by deflecting it to the production of oil, to the detriment of the production of proteins; the carbon flux is redistributed and accumulates in lipid reserve substances when the microalgae are placed in nitrogen-deficient medium. With this teaching, for the production of protein-rich biomasses, the skilled person is led to take the opposite of this metabolic control, ie work the fermentation conditions by favoring rather a low C / N ratio, and so : - make a significant contribution of nitrogen source to the fermentation medium, while keeping the carbon source load constant, which will be converted into proteins and - stimulate the growth of the microalgae. It is a question of modifying the carbon flow towards the production of proteins (and thus of biomasses), to the detriment of the production of the reserve lipids. In the context of the invention, the applicant company has chosen to explore an original way by proposing an alternative solution to that conventionally envisaged by those skilled in the art. The invention thus relates to a process for enriching the proteins of a microalga grown in heterotrophy, a microalgae of the genus Chlorella, more particularly Chlorella sorokiniana or Chlorella protothecoides, a heterotrophic culture method which comprises a step intended to limit the growth of said microorganism. microalgae by a deficiency of the fermentation medium in a nutritional source non-nitrogenous. This step is a heterotrophic culture step where a non-nitrogenous nutrient is provided in insufficient quantity in the medium to allow the growth of the microalgae.

Au sens de l'invention, « l'enrichissement » s'entend d'une augmentation de la teneur en protéines de la biomasse d'au moins 15 (:)/0, de préférence d'au moins 20 % en poids, de manière à atteindre une teneur en protéines de la biomasse de plus de 50 % en poids.For the purposes of the invention, "enrichment" means an increase in the protein content of the biomass of at least 15%, preferably at least 20% by weight, of to achieve a protein content of the biomass of more than 50% by weight.

L'invention couvre plus précisément un procédé de culture hétérotrophique desdites microalgues comportant une étape visant à limiter la croissance de ladite microalgue par une carence du milieu de fermentation en une source nutritionnelle non azotée. Ainsi la présente invention est relative à un procédé d'enrichissement en protéines d'une microalgue cultivée en hétérotrophie, microalgue du genre Chlorelle, plus particulièrement encore Chlorelle sorokiniana ou Chlorelle protothecoides, le procédé comprenant la culture hétérotrophique qui comporte une étape visant à limiter la croissance de ladite microalgue par une carence du milieu de fermentation en une source nutritionnelle non azotée, permettant ainsi d'atteindre une teneur en protéines de la biomasse de plus de 50 % en poids. Par « carence du milieu de fermentation en une source nutritionnelle non azotée » on entend une culture dans laquelle au moins un des facteurs nutritifs non-azoté est apportée à la microalgue en quantité insuffisante pour permettre sa croissance.. Cela se traduit par une absence de facteur nutritif résiduel non-azoté dans le milieu de culture, la microalgue consommant ce facteur nutritif au fur et à mesure de son apport. Au sens de l'invention, le critère essentiel est donc bien la limitation de la croissance cellulaire induite par un stress, stress cellulaire provoquée par la carence d'une substance nutritive non azotée du milieu de fermentation.The invention more specifically covers a process for the heterotrophic cultivation of said microalgae comprising a step aimed at limiting the growth of said microalgae by a deficiency of the fermentation medium in a non-nitrogen nutritional source. Thus, the present invention relates to a protein enrichment process of a microalga grown in heterotrophy, microalgae of the genus Chlorella, more particularly Chlorella sorokiniana or Chlorella protothecoides, the process comprising the heterotrophic culture which comprises a step intended to limit the growth of said microalgae by a deficiency of the fermentation medium in a non-nitrogenous nutritional source, thus making it possible to achieve a protein content of the biomass of more than 50% by weight. By "deficiency of the fermentation medium into a non-nitrogenous nutritional source" is meant a culture in which at least one of the non-nitrogenous nutritive factors is provided to the microalgae in an amount insufficient to allow its growth. This results in an absence of non-nitrogenous residual nutrient factor in the culture medium, the microalgae consuming this nutritive factor as and when it is added. Within the meaning of the invention, the essential criterion is therefore the limitation of stress-induced cell growth, a cellular stress caused by the lack of a non-nitrogenous nutrient in the fermentation medium.

Cette stratégie va donc bien à l'encontre du préjugé technique selon lequel pour augmenter la teneur en protéines de la biomasse, il faut immanquablement augmenter cette biomasse et donc la croissance cellulaire. On entend par "une source nutritionnelle non azotée", une substance nutritive choisie par exemple dans le groupe constituée du glucose et des phosphates.This strategy goes against the technical prejudice that to increase the protein content of biomass, it is inevitable to increase this biomass and therefore cell growth. The term "non-nitrogenous nutritional source" means a nutrient chosen for example from the group consisting of glucose and phosphates.

Comme il sera exemplifié ci-après, on peut choisir avantageusement de limiter la croissance de : - Chlorelle sorokiniana par une carence en glucose du milieu de fermentation, - Chlorelle protothecoides par une carence en phosphates du milieu de fermentation.As will be exemplified below, it is advantageous to choose to limit the growth of: - Chlorella sorokiniana by a glucose deficiency of the fermentation medium, - Chlorella protothecoides by a phosphate deficiency of the fermentation medium.

De manière optionnelle, la limitation de la croissance de ladite microalgue peut être obtenue par l'ajout dans le milieu de culture de substances inhibitrices de la croissance cellulaire, comme les sulfates.Optionally, the restriction of the growth of said microalgae can be obtained by adding in the culture medium substances that inhibit cell growth, such as sulphates.

Par ailleurs, sans être liée par une quelconque théorie, la société Demanderesse a trouvé que le flux de glucose est normalement utilisé chez les microalgues du genre Chlorelle sorokiniana selon un ordre de priorité bien précis : 1. le métabolisme basal, 2. la croissance, i.e. formation d'une biomasse riche en protéines, 3. les substances de réserve (lipides et hydrates de carbone tel l'amidon). Ce principe permet d'expliquer les variations naturelles de teneur en protéines au cours de la croissance de la microalgue, malgré l'apport constant en azote. La société Demanderesse a ainsi trouvé que, pour enrichir la biomasse de microalgues en protéines, il faut limiter la croissance de la microalgue et contrôler sa consommation en source nutritive autre que l'azote, par exemple en glucose de manière à: - dédier la consommation en glucose toute entière aux voies de production de protéines, - éviter l'accumulation de substance de réserve comme les lipides. En effet, éviter une carence en azote permet d'empêcher la déviation des flux métaboliques vers la production de lipides. De manière optionnelle, il peut être avantageux d'aller jusqu'à bloquer complètement toute synthèse de matériel de réserve, en agissant par l'intermédiaire d'inhibiteurs spécifiques. Il est connu en effet un certain nombre d'inhibiteurs des voies de synthèse des lipides voire même de l'amidon (hydrate de carbone de réserve par excellence des microalgues vertes) : - pour les lipides, la cérulénine est décrite comme inhibiteur de la synthèse des acides gras, ou la lipstatine, substance naturelle produite par Streptomyces toxytricini, comme inhibiteur des lipases... - pour l'amidon, les iminosucres (obtenu par simple substitution de l'atome d'oxygène endocyclique des sucres par un atome d'azote) sont historiquement connus en tant qu'inhibiteurs puissants des glycosidases, des glycosyltransférases, des glycogènes phosphorylases, ou de l'UDP-Galp mutase. Ainsi, le procédé comprend la fermentation d'une biomasse de microalgues en conditions hétérotrophiques avec une première étape de croissance de la biomasse et avec une deuxième étape de carence du milieu de fermentation en une source nutritionnelle non azotée..Moreover, without being bound by any theory, the Applicant Company has found that the flow of glucose is normally used in microalgae of the genus Chlorella sorokiniana in a precise order of priority: 1. basal metabolism, 2. growth, ie formation of a protein-rich biomass; 3. reserve substances (lipids and carbohydrates such as starch). This principle makes it possible to explain natural variations in protein content during the growth of the microalgae, despite the constant supply of nitrogen. The applicant company has thus found that, in order to enrich the biomass of microalgae with proteins, it is necessary to limit the growth of the microalga and to control its consumption in a nutritive source other than nitrogen, for example in glucose so as to: - dedicate the consumption in whole glucose to the protein production pathways, - avoid the accumulation of reserve substance such as lipids. In fact, avoiding a nitrogen deficiency makes it possible to prevent the deviation of metabolic fluxes towards the production of lipids. Optionally, it may be advantageous to go as far as completely blocking any synthesis of spare material, by acting through specific inhibitors. Indeed, a certain number of inhibitors of the lipid synthesis pathways are known, even starch (reserve carbohydrate par excellence of green microalgae): - for lipids, cerulenin is described as an inhibitor of synthesis fatty acids, or lipstatin, a natural substance produced by Streptomyces toxytricini, as a lipase inhibitor ... - for starch, iminosugars (obtained by simple substitution of the endocyclic oxygen atom of sugars by an atom of Nitrogen) are historically known as potent inhibitors of glycosidases, glycosyltransferases, glycogen phosphorylases, or UDP-Galp mutase. Thus, the method comprises the fermentation of a biomass of microalgae under heterotrophic conditions with a first stage of growth of the biomass and with a second stage of deficiency of the fermentation medium into a non-nitrogenous nutritional source.

Cette deuxième étape permet d'enrichir la biomasse en protéine. En particulier, elle permet d'atteindre une teneur en protéines de la biomasse de plus de 50 % en poids (en poids de matière sèche).This second step makes it possible to enrich the biomass with protein. In particular, it makes it possible to achieve a protein content of the biomass of more than 50% by weight (by weight of dry matter).

Dans un premier mode préféré de réalisation conforme à l'invention, le procédé de culture hétérotrophique desdites microalgues, notamment Chlorelle sorokiniana, comprend: o une première étape de croissance des microalgues, où le débit d'apport en glucose est ajusté à leur capacité de consommation, de façon à obtenir rapidement une biomasse importante, o une deuxième étape de production de protéines par les microalgues, où le débit d'apport en glucose est fixé à une valeur nettement en dessous de leur capacité de consommation du glucose, de façon à empêcher l'accumulation supplémentaire de substances de réserve, voire favoriser leur consommation. Comme il sera exemplifié ci-après, la première étape de croissance des microalgues est réalisée en mode discontinu ou "batch", dans lequel le glucose apporté initialement est entièrement consommé par la microalgue, conduisant à la production d'une biomasse de base. La deuxième étape de production de protéines est conduite dans des conditions où on réalise : - soit un apport de milieu complet en mode semi-continu, dit « fed-batch », après la consommation du glucose apporté initialement ; les autres paramètres de conduite de la fermentation sont inchangés. Le glucose est apporté en continu et la vitesse d'apport est alors inférieure à la vitesse de consommation que la souche pourrait réaliser de sorte que la teneur résiduelle en glucose dans le milieu est maintenue nulle. La croissance de la souche est alors limitée par la disponibilité en glucose (condition glucose-limitant). - un fonctionnement en continu de type chemostat, dans lequel le taux de croissance de la souche (p) est maintenu à sa valeur minimale, la croissance de la souche étant limitée par l'apport en glucose. Ce mode de fonctionnement permet d'obtenir une biomasse à forte teneur en protéines grâce à la limitation en glucose et au faible taux de croissance imposé tout en assurant une très bonne productivité. Dans un deuxième mode préféré de réalisation conforme à l'invention, le procédé de culture hétérotrophique desdites microalgues, notamment Chlorelle protothecoides, comprend une étape de croissance des microalgues dans laquelle une limitation de l'apport en phosphates limite la vitesse de croissance et entraîne une augmentation de la teneur en protéines. Ainsi, la culture hétérotrophique des microalgues de l'espèce Chlorelle protothecoides comprend une étape de culture hétérotrophique avec une carence en phosphates, la vitesse de croissance étant ainsi réduite et entraînant une augmentation de la teneur en protéines. L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples qui suivent, lesquels se veulent illustratifs et non limitatifs.In a first preferred embodiment according to the invention, the process for the heterotrophic culture of said microalgae, in particular Chlorella sorokiniana, comprises: a first stage of growth of microalgae, where the rate of glucose supply is adjusted to their capacity to consumption, so as to rapidly obtain a large biomass, o a second stage of protein production by microalgae, where the glucose supply rate is set at a value well below their capacity to consume glucose, so as to to prevent the additional accumulation of reserve substances, or even to favor their consumption. As will be exemplified below, the first microalgae growth step is carried out batchwise or "batch" mode, in which the glucose initially supplied is entirely consumed by the microalgae, leading to the production of a basic biomass. The second protein production step is carried out under conditions in which: - a complete medium feed is introduced in a semi-continuous mode, called "fed-batch" mode, after the consumption of the glucose initially supplied; the other driving parameters of the fermentation are unchanged. The glucose is fed continuously and the feed rate is then less than the consumption rate that the strain could achieve so that the residual glucose content in the medium is maintained zero. The growth of the strain is then limited by the availability of glucose (glucose-limiting condition). a continuous operation of the chemostat type, in which the growth rate of the strain (p) is maintained at its minimum value, the growth of the strain being limited by the glucose supply. This mode of operation makes it possible to obtain a biomass with a high protein content thanks to the limitation in glucose and the low rate of growth imposed while ensuring a very good productivity. In a second preferred embodiment according to the invention, the method of heterotrophic culture of said microalgae, in particular Chlorella protothecoides, comprises a step of growth of microalgae in which a limitation of the phosphate supply limits the speed of growth and causes a increase in protein content. Thus, the heterotrophic culture of microalgae of the Chlorella protothecoides species comprises a heterotrophic culture step with a phosphate deficiency, the growth rate thus being reduced and resulting in an increase in the protein content. The invention will be better understood with the aid of the examples which follow, which are intended to be illustrative and not limiting.

Exemples Exemple 1 : Production de Chlorelle sorokiniana en fermentation de type « batch séquentiel » sans limitation de l'apport en milieu nutritif La souche utilisée est une Chlorella sorokiniana (souche UTEX 1663 - The Culture Collection of Algae at the University of Texas at Austin - USA). Préculture : - 600 mL de milieu dans un Erlenmeyer de 2 L; - Composition du milieu (tableau 1 ci-dessous) Tableau 1. Macro Glucose 20 éléments (g/L) K2HPO4 3H20 0,7 MgSO4 7H20 0,34 Acide citrique 1,0 Urée 1,08 Na2SO4 0,2 Na2CO3 0,1 clerol FBA 3107 (antimousse) 0,5 Micro Na2EDTA 10 éléments (mg/L) CaCl2.2H20 80 FeSO4.7H20 40 MnSO4.4H20 0,41 C0SO4.7H20 0,24 CuSO4.5H20 0,24 ZnSO4.7H20 0,5 H3B03 0,11 (NI-14)6Mo7027.4F120 0,04 Le pH est ajusté à 7 avant stérilisation par ajout de NaOH 8N.EXAMPLES Example 1 Production of Sorokiniana Chlorella in "Sequential Batch" Type Fermentation Without Limiting Nutrient Intake The strain used is a Chlorella sorokiniana (strain UTEX 1663 - The Culture Collection of Algae at the University of Texas at Austin - USA). Preculture: - 600 mL of medium in a 2 L Erlenmeyer flask; - Composition of the medium (Table 1 below) Table 1. Macro Glucose 20 elements (g / L) K2HPO4 3H20 0.7 MgSO4 7H20 0.34 Citric acid 1.0 Urea 1.08 Na2SO4 0.2 Na2CO3 0.1 clerol FBA 3107 (antifoam) 0.5 Micro Na2EDTA 10 elements (mg / L) CaCl2.2H2O 80 FeSO4.7H2O 40 MnSO4.4H2O 0.41 C0SO4.7H2O 0.24 CuSO4.5H2O 0.24 ZnSO4.7H2O 0.5 H3B03 0.11 (NI-14) 6Mo7027.4F120 0.04 The pH is adjusted to 7 before sterilization by addition of 8N NaOH.

L'incubation se déroule dans les conditions suivantes : durée : 72 h; température : 28°C; agitation : 110 rpm (Incubateur lnfors Multitron).The incubation takes place under the following conditions: duration: 72 h; temperature: 28 ° C; agitation: 110 rpm (lnfors Multitron Incubator).

La préculture est ensuite transférée dans un fermenteur de 30L de type Sartorius. Culture pour production de biomasse : Le milieu est identique à celui de la préculture, mais l'urée est remplacée par du NH4CI. Tableau 2. Macro Glucose 20 éléments (g/L) K2HPO4 3H20 0,7 MgSO4 7H20 0,34 Ac Citrique 1,0 NH4CI 1,88 Na2SO4 0,2 clerol FBA 3107 (antimousse) 0,5 Micro Na2EDTA 10 éléments (mg/L) CaCl2 80 FeSO4.7H20 40 MnSO4.4H20 0,41 C0SO4.7H20 0,24 CuSO4.5H20 0,24 ZnSO4.7H20 0,5 H3B03 0,11 (NI-14)6Mo7027.4F120 0,04 Le volume initial (Vi) du fermenteur est ajusté à 13,5 L après ensemencement. Il est porté à 16 - 20 L en final. Les paramètres de conduite de la fermentation sont les suivants : Tableau 3. Température 28 °C PH 5,0 - 5,2 par NH3 28% p/p P02 > 20% (maintenue par agitation) Agitation 300 RPM mini Débit d'air 15 L/min Lorsque le glucose apporté initialement est consommé, un apport de milieu identique au milieu initial, sans l'antimousse, est réalisé sous forme d'une solution concentrée contenant 500 g/L de glucose et les autres éléments dans les mêmes o proportions par rapport au glucose que dans le milieu initial, de façon à obtenir une teneur en glucose de 20 g/L dans le fermenteur. Deux autres ajouts identiques sont réalisés de la même manière à chaque fois que la concentration résiduelle en glucose devient nulle.The preculture is then transferred to a 30L fermentor of the Sartorius type. Culture for biomass production: The medium is identical to that of preculture, but the urea is replaced by NH4Cl. Table 2. Macro Glucose 20 elements (g / L) K2HPO4 3H20 0.7 MgSO4 7H20 0.34 Ac Citric 1.0 NH4Cl 1.88 Na2SO4 0.2 clerol FBA 3107 (antifoam) 0.5 Micro Na2EDTA 10 elements (mg / L) CaCl2 80 FeSO4.7H2O 40 MnSO4.4H2O 0.41C0SO4.7H2O 0.24 CuSO4.5H2O 0.24 ZnSO4.7H2O 0.5 H3B03 0.11 (NI-14) 6Mo7027.4F120 0.04 Volume initial (Vi) of the fermenter is adjusted to 13.5 L after seeding. It is brought to 16 - 20 L in final. The driving parameters of the fermentation are as follows: Table 3. Temperature 28 ° C pH 5.0 - 5.2 by NH3 28% w / w P02> 20% (stirred) Stirring 300 RPM mini Air flow 15 L / min When the glucose initially supplied is consumed, a mixture of medium identical to the initial medium, without the antifoam, is produced in the form of a concentrated solution containing 500 g / l of glucose and the other elements in the same o proportions relative to glucose than in the initial medium, so as to obtain a glucose content of 20 g / L in the fermenter. Two other identical additions are made in the same way each time the residual concentration of glucose becomes zero.

De l'antimousse Clerol FBA 3107 est ajouté à la demande pour éviter un moussage excessif. Résultats : Après 46 h de culture, on obtient 38 g/L de biomasse à une teneur en protéines (évalué par le N 6,25) de 36,2 % Exemple 2 : Production de C. sorokiniana en fermentation de type « fed batch » avec apport en glucose limitant Dans cet exemple, un apport de milieu complet (mode « fed-batch ») est démarré après la consommation du glucose apporté initialement. Les autres paramètres de conduite de la fermentation sont inchangés. Le glucose est apporté en continu à l'aide d'une solution concentrée à 500 g/L. La vitesse d'apport est inférieure à la vitesse de consommation que la souche pourrait réaliser de sorte que la teneur résiduelle en glucose dans le milieu est maintenue nulle, c'est-à-dire que la croissance de la souche est limitée par la disponibilité en glucose (condition glucose-limitant). Cette vitesse est augmentée au cours du temps de façon exponentielle. La formule servant à calculer le débit d'ajout est caractérisée par un facteur p qui correspond au taux de croissance que la souche peut adopter si elle consomme tout le glucose fourni : S = So x exp (p. t) S = débit d'apport en glucose (en g/h) So = débit d'apport initial en glucose, déterminé en fonction de la biomasse présente en fin de batch. Il est de 12 g/h dans nos conditions. p = facteur d'accélération du débit. Il doit être inférieur à 0,11 fil qui est le taux de croissance de la souche en absence de limitation nutritionnelle. t = durée du fed-batch (en h) Les sels sont apportés si possible en continu, séparément ou en mélange avec le glucose. Mais ils peuvent être aussi apportés séquentiellement en plusieurs fois. Le tableau 4 ci-dessous donne les besoins en sels pour 100 g de glucose.Clerol FBA 3107 antifoam is added on demand to prevent excessive foaming. Results: After 46 h of culture, 38 g / L of biomass is obtained at a protein content (evaluated by N 6.25) of 36.2%. EXAMPLE 2 Production of C. sorokiniana during fermenting type "fed batch With limiting glucose supply In this example, a complete medium input ("fed-batch" mode) is started after consumption of the glucose initially supplied. The other driving parameters of the fermentation are unchanged. Glucose is continuously fed with a concentrated solution of 500 g / L. The feed rate is less than the rate of consumption that the strain could achieve so that the residual glucose content in the medium is maintained at zero, that is, the growth of the strain is limited by the availability in glucose (glucose-limiting condition). This speed is increased over time exponentially. The formula used to calculate the rate of addition is characterized by a factor p which corresponds to the growth rate that the strain can adopt if it consumes all the glucose supplied: S = So x exp (p, t) S = flow rate glucose supply (in g / h) So = initial glucose supply rate, determined according to the biomass present at the end of the batch. It is 12 g / h in our conditions. p = flow acceleration factor. It must be less than 0.11 thread which is the growth rate of the strain in the absence of nutritional limitation. t = duration of the fed-batch (in h) The salts are brought if possible continuously, separately or in mixture with the glucose. But they can also be brought sequentially in several times. Table 4 below gives the salt requirements per 100 g of glucose.

Tableau 4. Macro Glucose 100 éléments (g) K2HPO4 3H20 6,75 MgSO4 7H20 1,7 Ac Citrique 5,0 Na2SO4 1,0 Micro Na2EDTA 50 éléments (mg) CaCl2 2H20 400 FeSO4.7H20 200 MnSO4.4H20 2,1 C0SO4.7H20 1,2 CuSO4.5H20 1,2 ZnSO4.7H20 2,5 H3B03 0,6 (N1-14)6Mo7027.4F120 0,2 Les concentrations des autres éléments que le glucose ont été déterminées de façon à être en excès par rapport aux besoins nutritionnels de la souche.Table 4. Macro Glucose 100 elements (g) K2HPO4 3H20 6.75 MgSO4 7H20 1.7 Ac Citric 5.0 Na2SO4 1.0 Micro Na2EDTA 50 elements (mg) CaCl2 2H20 400 FeSO4.7H2O 200 MnSO4.4H2O 2.1 C0SO4 .7H20 1.2 CuSO4.5H20 1.2 ZnSO4.7H20 2.5 H3B03 0.6 (N1-14) 6Mo7027.4F120 0.2 The concentrations of the elements other than glucose were determined to be in excess by relative to the nutritional needs of the strain.

De l'antimousse Clerol FBA 3107 est ajouté à la demande pour éviter un moussage excessif. Résultats : effet de la vitesse d'apport en glucose durant le fed-batch Des essais ont été effectués à différentes vitesses d'apport du glucose en « fed- batch ». Ils sont caractérisés par le p appliqué. La teneur en protéine de la biomasse obtenue est évaluée par la mesure de l'azote total exprimée en N 6.25. Tableau 5.Clerol FBA 3107 antifoam is added on demand to prevent excessive foaming. Results: effect of the rate of glucose supply during fed-batch Tests were carried out at different rates of glucose supply in "fed-batch". They are characterized by the applied p. The protein content of the biomass obtained is evaluated by measuring the total nitrogen expressed in N 6.25. Table 5.

Essai p fed (h-1) Durée (h) Biomasse Productivité `)/0 N 6.25 (g/L) (g/L/h) 1 0,06 78 43,6 0,56 49,2 2 0,07 54 35,1 0,65 43,1 3 0,09 48 64,9 1,35 39,3 Ces résultats montrent que le fait de travailler à glucose limitant permet d'augmenter la teneur en protéines. Il est en effet observé que, même avec un p élevé de 0,09, on obtient une teneur en protéines plus élevée que celle obtenue sans limitation comme dans l'exemple 1 (39,3 % au lieu de 36,2 %). Accentuer la limitation du métabolisme par le glucose entraine une amélioration supplémentaire de la teneur en protéines.Test p fed (h-1) Time (h) Biomass Productivity `) / 0 N 6.25 (g / L) (g / L / h) 1 0.06 78 43.6 0.56 49.2 2 0.07 54 35.1 0.65 43.1 3 0.09 48 64.9 1.35 39.3 These results show that working with limiting glucose increases the protein content. It is indeed observed that, even with a high p of 0.09, a higher protein content is obtained than that obtained without limitation as in Example 1 (39.3% instead of 36.2%). Increasing the limitation of glucose metabolism results in further improvement in protein content.

Dans les conditions de ces essais, il est nécessaire d'imposer à la souche un p inférieur à 0,06 h-1 pour obtenir une teneur en protéines supérieure à 50%. Il est à noter que cette condition va de pair avec une réduction de la productivité : 0,56 g/LJh au lieu de 1,35 g/L/h avec l'essai 3.Under the conditions of these tests, it is necessary to impose on the strain a p less than 0.06 h -1 to obtain a protein content greater than 50%. It should be noted that this condition goes hand in hand with a reduction in productivity: 0.56 g / LJh instead of 1.35 g / L / h with test 3.

Exemple 3: Production de C. sorokiniana en fermentation continue de type chemostat avec apport de glucose limitant Dans cet exemple, le fermenteur utilisé est un 2L de type Sartorius Biostat B.Example 3 Production of C. sorokiniana in continuous fermentation of chemostat type with limiting glucose supply In this example, the fermentor used is a 2L of Sartorius Biostat B type.

Il est réalisé comme l'exemple 2, mais avec des volumes 10 fois plus faibles : l'inoculum est de 60 ml et le volume initial de 1,35L. L'apport en continu du milieu est démarré selon le même principe que dans l'exemple 2, les sels étant dans ce cas mélangés avec le glucose dans la nourrice d'alimentation. La vitesse d'apport est accélérée selon la même formule exponentielle que dans l'exemple 2 en appliquant un p de 0,06 h-1. Chemostat Lorsqu'un volume de 1,6 L est atteint, soit une concentration en biomasse d'environ 50 g/L, le fonctionnement en continu de type chemostat est mis en place : 1. Le fermenteur est alimenté en continu à un débit de 96 ml/h par une solution de milieu nutritif à 100 g/L de glucose de composition suivante : Tableau 6. Macro Glucose 100 éléments (g/L) K2HPO4 3H20 6,75 MgSO4 7H20 1,7 Ac Citrique 5,0 Na2SO4 1,0 Micro Na2EDTA 50 éléments (mg/L) CaCl2 2H20 400 FeSO4.7H20 200 MnSO4.4H20 2,1 C0SO4.7H20 1,2 CuSO4.5H20 1,2 ZnSO4.7H20 2,5 H3B03 0,6 (NI-14)6Mo7027.4F120 0,2 Les concentrations des autres éléments que le glucose ont été déterminé de façon à être en excès par rapport aux besoins nutritionnels de la souche. 2. Du milieu est soutiré en continu du fermenteur grâce à un tube plongeant relié à une pompe de façon à maintenir le volume de la culture à 1,6L. Ainsi, le milieu est renouvelé d'une fraction 0,06 (6 %) par heure. Ce taux de renouvellement est appelé taux de dilution (D).It is carried out as Example 2, but with volumes 10 times lower: the inoculum is 60 ml and the initial volume of 1.35L. The continuous supply of the medium is started according to the same principle as in Example 2, the salts being in this case mixed with the glucose in the feeding nanny. The feed rate is accelerated according to the same exponential formula as in Example 2 by applying a p of 0.06 h -1. Chemostat When a volume of 1.6 L is reached, ie a biomass concentration of approximately 50 g / L, continuous operation of the chemostat type is set up: 1. The fermenter is fed continuously at a flow rate of 96 ml / h with a solution of nutrient medium at 100 g / l of glucose of the following composition: Table 6. Macro Glucose 100 elements (g / L) K2HPO4 3H20 6.75 MgSO4 7H20 1.7 Ac Citric 5.0 Na2SO4 1 0 Micro Na2EDTA 50 elements (mg / L) CaCl2 2H20 400 FeSO4.7H2O 200 MnSO4.4H2O 2.1 C0SO4.7H2O 1.2 CuSO4.5H2O 1.2 ZnSO4.7H2O 2.5 H3B03 0.6 (NI-14 ) 6Mo7027.4F120 0.2 Concentrations of other elements than glucose were determined to be in excess of the nutritional requirements of the strain. 2. Medium is withdrawn continuously from the fermenter using a dip tube connected to a pump to maintain the volume of the culture at 1.6L. Thus, the medium is renewed with a fraction 0.06 (6%) per hour. This renewal rate is called the dilution ratio (D).

Conformément au principe de la culture en chemostat, le taux de croissance de la souche (p) s'établit à la même valeur car la croissance de la souche est limitée par l'apport en glucose : D = p= 0,06 h-1 Résultats Après 97 h de fonctionnement en chemostat, la concentration en biomasse se stabilise à 48 g/L +/- 2 g/L et la teneur en protéine à 53 +/- 2 %. Ce mode de fonctionnement permet d'obtenir une biomasse à forte teneur en protéine grâce à la limitation en glucose et au faible taux de croissance imposé tout en assurant une très bonne productivité, de l'ordre de 2,9 g/L/h, grâce à la concentration élevée en biomasse. Exemple 4: Production de Chlorella protothecoides en fermentation de type batch avec ou sans limitation de l'apport en phosphate La souche utilisée est une Chlorella protothecoides (souche CCAP211/8D - The Culture Collection of Algae and Protozoa, Scotland, UK). Préculture : o 150 mL de milieu dans un Erlenmeyer de 500 mL ; o Composition du milieu : 40 g/L de glucose + 10 g/L d'extrait de levure. L'incubation se déroule dans les conditions suivantes : durée : 72 h; 35 température :28°C ; agitation : 110 rpm (Incubateur lnfors Multitron). La préculture est ensuite transférée dans un fermenteur de 2 L de type Sartorius Biostat B.In accordance with the principle of chemostat culture, the growth rate of the strain (p) is established at the same value because the growth of the strain is limited by the supply of glucose: D = p = 0.06 h 1 Results After 97 hours of chemostat operation, the biomass concentration stabilizes at 48 g / L +/- 2 g / L and the protein content at 53 +/- 2%. This operating mode makes it possible to obtain a biomass with a high protein content thanks to the limitation in glucose and the low rate of growth imposed while ensuring a very good productivity, of the order of 2.9 g / L / h, thanks to the high concentration of biomass. EXAMPLE 4 Production of Chlorella Protothecoides in Batch Type Fermentation With or Without Limitation of Phosphate Intake The strain used is a Chlorella protothecoides (strain CCAP211 / 8D - The Culture Collection of Algae and Protozoa, Scotland, UK). Preculture: 150 mL of medium in a 500 mL Erlenmeyer flask; o Composition of the medium: 40 g / l of glucose + 10 g / l of yeast extract. The incubation takes place under the following conditions: duration: 72 h; Temperature: 28 ° C; agitation: 110 rpm (lnfors Multitron Incubator). The preculture is then transferred to a 2 L fermentor of the Sartorius Biostat B type.

30 Culture pour production de biomasse : La composition du milieu de culture est la suivante (en g/L) : Tableau 7. Glucose 80 Acide citrique 4 NH4CI 2 KH2PO4 2 (essai 1) ou 3 (essai 2) Na2HPO4 2 (essai 1) ou 3 (essai 2) MgSO4, 7H20 1,5 NaCI 0,5 Extrait de levure 5 L'apport en phosphate est calculé pour être limitant dans l'essai 1 et en excès dans l'essai 2. De l'antimousse Clerol FBA 3107 est ajouté à la demande pour éviter un moussage excessif. Le volume initial (Vi) du fermenteur est ajusté à 1 L après 10 ensemencement. Les paramètres de conduite de la fermentation sont les suivants : Tableau 8. Température 28 °C PH 6,5 par NH3 28% p/p P02 > 20% (maintenue par agitation) Agitation 200 RPM mini Débit d'air 1 L/min 15 Résultats : Tableau 9. Essai Durée (h) Biomasse p cumulé PO4 résiduel `)/0 N 6.25 (g/L) (h-1) (mg/L) 1 45 36,5 0,07 0 56,1 2 36 38,1 0,09 800 48,1 Ces résultats montrent qu'une limitation de l'apport en phosphate, confirmée par 20 l'absence de phosphate résiduel en fin de fermentation, limite la vitesse de croissance (mesurée par le p cumulé) et, comme la limitation par le glucose dans les exemples précédents, entraine une augmentation de la teneur en protéines pour atteindre des valeurs nettement supérieures à 50 %. 25Culture for biomass production: The composition of the culture medium is as follows (in g / L): Table 7. Glucose 80 Citric acid 4 NH4Cl 2 KH2PO4 2 (test 1) or 3 (test 2) Na2HPO4 2 (test 1 ) or 3 (test 2) MgSO4, 7H20 1.5 NaCl 0.5 Yeast extract 5 Phosphate intake is calculated to be limiting in test 1 and in excess in test 2. Clerol antifoam FBA 3107 is added on demand to prevent excessive foaming. The initial volume (Vi) of the fermenter is adjusted to 1 L after seeding. The fermentation control parameters are as follows: Table 8. Temperature 28 ° C pH 6.5 by NH3 28% w / w P02> 20% (stirred) Agitation 200 RPM mini Air flow 1 L / min Results: Table 9. Run Time (h) Biomass p cumulative residual PO4 (n) / 0 N 6.25 (g / L) (h-1) (mg / L) 1 45 36.5 0.07 0 56.1 2 36 38.1 0.09 800 48.1 These results show that a limitation of phosphate intake, confirmed by the absence of residual phosphate at the end of fermentation, limits the growth rate (measured by the cumulative p ) and, as the limitation by glucose in the previous examples, causes an increase in the protein content to reach values well above 50%. 25

Claims (5)

REVENDICATIONS1. Procédé d'enrichissement en protéines d'une microalgue cultivée en hétérotrophie, microalgue du genre Chlorelle, caractérisé en ce que la culture hétérotrophique comporte une étape visant à limiter la croissance de ladite microalgue par une carence du milieu de fermentation en une source nutritionnelle non azotée, permettant ainsi d'atteindre une teneur en protéines de la biomasse de plus de 50 % en poids.REVENDICATIONS1. Process for the protein enrichment of a microalga grown in heterotrophy, a microalgae of the genus Chlorella, characterized in that the heterotrophic culture comprises a step aimed at limiting the growth of said microalga by a deficiency of the fermentation medium in a non-nitrogen nutritional source , thereby achieving a protein content of the biomass of more than 50% by weight. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source nutritionnelle non azotée carencée est une substance nutritive choisie dans le groupe constitué du glucose et des phosphates.2. Method according to claim 1, characterized in that the non-nitrogen deficient nutritional source is a nutrient selected from the group consisting of glucose and phosphates. 3. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la microalgue du genre Chlorella est choisie dans le groupe constitué de Chlorelle sorokiniana et Chlorelle protothecoides.3. Method according to either of claims 1 and 2, characterized in that the microalgae of the genus Chlorella is selected from the group consisting of Chlorella sorokiniana and Chlorella protothecoides. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la culture hétérotrophique des microalgues de l'espèce Chlorelle sorokiniana comprend : a. une première étape de croissance des microalgues, où le débit d'apport en glucose est ajusté à leur capacité de consommation, de façon à obtenir rapidement une biomasse importante, b. une deuxième étape de production de protéines par les microalgues, où le débit d'apport en glucose est fixé à une valeur nettement en dessous de leur capacité de consommation du glucose, de façon à empêcher l'accumulation supplémentaire de substances de réserve, voire favoriser leur consommation.4. Method according to claim 3, characterized in that the heterotrophic culture of microalgae of the Chlorella sorokiniana species comprises: a. a first stage of growth of microalgae, where the rate of glucose supply is adjusted to their consumption capacity, so as to rapidly obtain a large biomass, b. a second stage of protein production by microalgae, where the rate of glucose supply is set at a value well below their glucose consumption capacity, so as to prevent the additional accumulation of reserve substances, or even favor their consumption. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la culture hétérotrophique des microalgues de l'espèce Chlorelle protothecoides comprend une étape de culture avec une carence en phosphates qui limite la vitesse de croissance et entraîne une augmentation de la teneur en protéines.355. Process according to claim 3, characterized in that the heterotrophic culture of microalgae of the Chlorelle protothecoides species comprises a step of culture with a phosphate deficiency which limits the growth rate and causes an increase in the protein content.
FR1352857A 2013-03-29 2013-03-29 PROCESS FOR ENRICHING PROTEIN FROM BIOMASS OF MICROALGUES Active FR3003873B1 (en)

Priority Applications (15)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1352857A FR3003873B1 (en) 2013-03-29 2013-03-29 PROCESS FOR ENRICHING PROTEIN FROM BIOMASS OF MICROALGUES
US14/779,365 US20160046900A1 (en) 2013-03-29 2014-03-27 Microalgal biomass protein enrichment method
CN201480019199.0A CN105073976A (en) 2013-03-29 2014-03-27 Microalgal biomass protein enrichment method
PCT/EP2014/056125 WO2014154787A2 (en) 2013-03-29 2014-03-27 Microalgal biomass protein enrichment method
EP16168232.3A EP3067414B1 (en) 2013-03-29 2014-03-27 Microalgal biomass protein enrichment method
JP2016504669A JP2016514471A (en) 2013-03-29 2014-03-27 Protein enhancement method of microalgal biomass
BR112015024740-7A BR112015024740B1 (en) 2013-03-29 2014-03-27 METHOD OF PROTEIN ENRICHMENT OF A HETEROTROPHICALLY DEVELOPED MICROALGAE
MX2015013786A MX361324B (en) 2013-03-29 2014-03-27 Microalgal biomass protein enrichment method.
MX2018008380A MX364955B (en) 2013-03-29 2014-03-27 Microalgal biomass protein enrichment method.
ES16168232T ES2708839T3 (en) 2013-03-29 2014-03-27 Protein enrichment procedure of microalgae biomass
EP14713448.0A EP2978837B1 (en) 2013-03-29 2014-03-27 Microalgal biomass protein enrichment method
ES14713448.0T ES2656337T3 (en) 2013-03-29 2014-03-27 Microalgae biomass protein enrichment procedure
KR1020157026300A KR20150139509A (en) 2013-03-29 2014-03-27 Microalgal biomass protein enrichment method
FR1452852A FR3003874B1 (en) 2013-03-29 2014-04-01 PROCESS FOR ENRICHING PROTEIN FROM BIOMASS OF MICROALGUES
US16/254,463 US11193105B2 (en) 2013-03-29 2019-01-22 Microalgal biomass protein enrichment method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1352857A FR3003873B1 (en) 2013-03-29 2013-03-29 PROCESS FOR ENRICHING PROTEIN FROM BIOMASS OF MICROALGUES

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3003873A1 true FR3003873A1 (en) 2014-10-03
FR3003873B1 FR3003873B1 (en) 2016-10-21

Family

ID=48521329

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1352857A Active FR3003873B1 (en) 2013-03-29 2013-03-29 PROCESS FOR ENRICHING PROTEIN FROM BIOMASS OF MICROALGUES
FR1452852A Active FR3003874B1 (en) 2013-03-29 2014-04-01 PROCESS FOR ENRICHING PROTEIN FROM BIOMASS OF MICROALGUES

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1452852A Active FR3003874B1 (en) 2013-03-29 2014-04-01 PROCESS FOR ENRICHING PROTEIN FROM BIOMASS OF MICROALGUES

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20150139509A (en)
FR (2) FR3003873B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3031986A1 (en) * 2015-01-26 2016-07-29 Roquette Freres PROCESS FOR ENRICHING PROTEIN FROM BIOMASS OF MICROALGUES
FR3031987A1 (en) * 2015-01-26 2016-07-29 Roquette Freres METHOD FOR FRACTIONING COMPONENTS OF A BIOMASS OF MICROALGUES RICH IN PROTEINS
EP2173363B1 (en) * 2007-03-15 2016-12-07 Om Kataria Uterine stimulant sticks
FR3093404A1 (en) 2019-03-08 2020-09-11 Jean Marc Tachet Création Process for enriching foods with proteins and / or food supplements

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DOUCHA JIRI ET AL: "Production of high-density Chlorella culture grown in fermenters", JOURNAL OF APPLIED PHYCOLOGY, vol. 24, no. 1, January 2012 (2012-01-01), pages 35 - 43, XP002717867, ISSN: 0921-8971 *
SANSAWA H ET AL: "Production of intracellular phytochemicals in Chlorella under heterotrophic conditions", JOURNAL OF BIOSCIENCE AND BIOENGINEERING, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 98, no. 6, 1 January 2004 (2004-01-01), pages 437 - 444, XP004727088, ISSN: 1389-1723 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2173363B1 (en) * 2007-03-15 2016-12-07 Om Kataria Uterine stimulant sticks
FR3031986A1 (en) * 2015-01-26 2016-07-29 Roquette Freres PROCESS FOR ENRICHING PROTEIN FROM BIOMASS OF MICROALGUES
FR3031987A1 (en) * 2015-01-26 2016-07-29 Roquette Freres METHOD FOR FRACTIONING COMPONENTS OF A BIOMASS OF MICROALGUES RICH IN PROTEINS
WO2016120548A1 (en) * 2015-01-26 2016-08-04 Roquette Freres Method for fractionating components of a biomass of protein-rich microalgae
FR3093404A1 (en) 2019-03-08 2020-09-11 Jean Marc Tachet Création Process for enriching foods with proteins and / or food supplements
WO2020183095A1 (en) 2019-03-08 2020-09-17 Jean Marc Tachet Création Method for enriching food products with proteins and/or with food supplements

Also Published As

Publication number Publication date
FR3003873B1 (en) 2016-10-21
FR3003874B1 (en) 2018-02-23
KR20150139509A (en) 2015-12-11
FR3003874A1 (en) 2014-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2978837B1 (en) Microalgal biomass protein enrichment method
EP3074522B1 (en) Process for enrichment of microalgal biomass with carotenoids and with proteins
EP3097201B1 (en) Microalgal biomass protein enrichment method
EP2616536B1 (en) Method for culturing mixotrophic single-cell algae in the presence of a discontinuous provision of light in the form of flashes
EP3083973B1 (en) Dha enrichment process of the traustochytrium species microalgae
EP3019593A2 (en) Uncoupled cell culture method
CA2944546A1 (en) Method for culturing microalgae of the aurantiochytrium genus in a culture medium without chloride and without sodium for the production of dha
EP3019592A2 (en) Novel strain of aurantiochytrium
EP3414335B1 (en) Method for the protein enrichment of microalgal biomass
WO2014137538A2 (en) Production of omega-3 fatty acids from crude glycerol
FR3003874A1 (en) PROCESS FOR ENRICHING PROTEIN FROM BIOMASS OF MICROALGUES
EP2723876A1 (en) Novel strains of microalgae of the isochrysis genus for producing epa and dha in a mixotrophic mode
FR3031986A1 (en) PROCESS FOR ENRICHING PROTEIN FROM BIOMASS OF MICROALGUES

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

TP Transmission of property

Owner name: CORBION BIOTECH, INC., US

Effective date: 20180920

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 12