Développement d’un procédé biotechnologique de production de molécules à note verte à partir de feuilles de betteraves

La grande richesse des feuilles de betterave en 13-HPL (entre 10 et 12 UE1/g de poids frais),une enzyme produisant le (3Z)-hexénol, le (2E)-hexénal et le n-hexanal, fait de ce substrat un candidatpotentiel pour le développement d’un procédé biotechnologique de production d’arômes alimentaires.Maillon essentiel du système de défense des plantes, l’enzyme 13-HPL est inductible par des stimuliexternes et son expression dépend de l’âge et de l’état physiologique de la plante. Au cours de cetravail, l’optimisation de l’expression de cette enzyme au sein du végétal a été étudiée préalablementau développement d’un procédé industriel visant à exploiter ce substrat. Ce procédé comprendsuccessivement quatre opérations chimiques : une hydrolyse d’huile végétale riche en acides grasinsaturés, une oxydation de ces acides, un clivage par les 13-HPLs et une purification des aldéhydeset des alcools synthétisés. Selon nos résultats, l’étape limitante de ce procédé est la synthèsed’aldéhydes qui présente, dans des conditions optimales de réaction, une capacité de productionmaximale de 0,502mM à l’échelle pilote (100L). L’inhibition suicide par le substrat et l’instabilitécombinée de l’enzyme et de ces produits de réaction réduisent le taux de clivage des aldéhydes. Lamise au point d’un système d’extraction des arômes volatils par flux gazeux et d’une alimentation fedbatchen substrat permet de réduire l’impact limitant de ces facteurs et d’accroître la capacité deproduction à 1,37mM. Afin de mieux comprendre les mécanismes réactionnels, l’enzyme 13-HPL de labetterave a été séquencée et clonée dans un vecteur procaryote permettant de disposer d’une sourced’activité enzymatique indépendante des contraintes du milieu extérieur. L’utilisation de ces techniquesa permis de développer un procédé bivalent (à la fois de source microbienne et végétale) deproduction d’arôme exploitable au sein de l’industrie alimentaire.