Brevet FR2733764A1 — publié le 19961108

Procédé de biodégradation des polyorganosiloxanes par un champignon microscopique et méthode de criblage. La présente invention a trait à un procédé de biodégradation des polyorganosiloxanes (POS) et en particulier des polydiméthylsiloxanes (PDMS). Elle concerne également une méthode de criblage permettant de sélectionner des champignons microscopiques utiles dans le cadre du procédé de biodégradation. Jusqu'à présent, les silicones étaient considérés de manière générale comme n'étant pas biodégradables. Cet état de fait constitue aujourd'hui un obstacle à l'utilisation des silicones. Contre toute attente, les inventeurs ont trouvé que, dans des conditions particulières, il était possible de dégrader les PDMS à l'aide de certains champignons microscopiques appartenant notamment aux genres Phanaerochete et Aspergillus, à savoir notamment P. sordida et P. chrysosporium, et que cet enseignement pouvait être étendu aux POS en général. La présente invention a donc pour objet un procédé de biodégradation des POS, en particulier des PDMS, dans lequel on met en contact les POS avec au moins un champignon microscopique en présence d'au moins un co-substrat, le champignon microscopique étant choisi notamment parmi P. sordida et P. chrysosporium. Ces champignons sont librement accessibles auprès des collections indiquées dans les exemples. Le co-substrat est de préférence une source de carbone et d'énergie facilement assimilable par le champignon. I1 s'agit en particulier d'un hydrate de carbone ou d'un mélange d'hydrates de carbone et tout particulièrement sucre, de préférence glucose ou saccharose. Selon un premier mode de réalisation, particulièrement adapté au genre Phanaerochete, du procédé selon l'invention, on peut travailler en milieu carencé en azote et de préférence, dans ce cas, à pH acide, de préférence compris entre pH 4,5 et pH 6. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, on peut travailler en milieu non carencé en azote et de préférence alors à pH proche de la neutralité. Le procédé selon l'invention peut être conduit en culture stationnaire mais l'on préfère toutefois le conduire en culture agitée avec de préférence des concentrations en PDMS allant de 100 à 5000 mg/l, de préférence de 250 à 500 mg/l. La présente invention ayant pour la première fois prouvé que les POS pouvaient être dégradés par un champignon microscopique, elle a également pour objet une méthode de criblage permettant de sélectionner d'autres champignons microscopiques capables de dégrader les POS, en particulier les PDMS, dans les conditions de l'invention. Cette méthode de criblage consiste à mettre en contact du POS, de préférence du PDMS, avec un champignon microscopique-candidat en présence d'un co-substrat tel que défini plus haut. La méthode de criblage peut comprendre en sus un test préalable permettant d'effectuer une présélection de candidats. Ce test préalable consiste à évaluer la capacité des candidats à se développer sur du POS, préférentiellement PDMS, comme unique source de carbone. Les candidats répondant positivement au test préalable sont ensuite essayés dans la méthode de criblage proprement dite. Les candidats répondant positivement à la méthode de criblage sont utilisables dans le procédé de biodégradation défini plus haut. Le procédé de biodégradation défini plus haut peut donc aussi être mis en oeuvre à l'aide des champignons révélés par la méthode de criblage, c'est-à-dire répondant positivement à cette méthode. Les champignons selon l'invention pourront notamment aussi être utilisés pour le traitement d'effluents ou en catalyse enzymatique à des fins de modification de structures chimiques ou de synthèse de dérivés ou de nouveaux produits utiles dans le domaine de l'alimentation, de la pharmacie, etc. L'invention va être maintenant décrite plus en détail à l'aide d'exemples de réalisation non limitatifs du procédé selon l'invention et de la figure unique qui représente la dégradation du PDMS V100 par deux souches différentes par comparaison avec un témoin. EXEMPLE 1 : criblage de candidats. On teste (test préalable) une série de champignons microscopiques sur leur capacité à croître en milieu liquide en présence de PDMS comme unique source de carbone. La croissance mycélienne est évaluée au bout de deux semaines. On peut observer une croissance soit à l'interface entre la phrase aqueuse et le PDMS, soit dans le PDMS. Les champignons sélectionnés font ensuite l'objet de la méthode de criblage selon l'invention. La description suivante d'exemples de mise en oeuvre de procédé de biodégradation est aussi une illustration de la méthode de criblage de l'invention. EXEMPLE 2 : Cet exemple est conduit en culture stationnaire - incubation dans des flacons bouchés de 100 ml. - milieu minéral pour champignon 20 ml. - glucose comme co-substrat 10 g/l. - solution de spores (absorbtion à 650 nm = 0,4) - huile silicone PDMS 47 V 100 ou 47 V 1000 : 5 à 10 g/l. - alimentation en 02 pur. L'analyse des essais est effectuée par deux extractions successives par le pentane (voir exemple 3), suivies par une chromatographie de perméation sur gel permettant de déterminer qualitativement (poids moléculaire) et quantitativement la concentration restante en PDMS par comparaison de la surface des chromatogrammes correspondant aux échantillons avec ceux de témoins. EXEMPLE 3 : cet exemple est conduit en culture agitée MATERIEL - souche P. sordida : disponible auprès de FPL (Forest Products Laboratory) US Department of Agriculture Madison USA Wisconsin 53705 sous la référence (KARST.) ERIKSF. and R.y.v. - souche P. chrysosporium : disponible auprès de DMS, Grisebachstrasse 8, 3400 Gôttingen, Allemagne, sous la référence DSM 1547. - polydiméthylsiloxane (PDMS) : 47 V 100 à 47 V 1000. PRINCIPE : Dans des erlenmeyers de 500 ml, on introduit 200 ml de milieu minéral pour champignon, une source de carbone qui est du glucose à 10 g/l, d'une solution de spores de P. sordida ou de P. chrysosporium en suspension (absorbtion à 650 mn = 0,4) et de PDMS (250 ou 500 mg/l). Les flacons sont placés sur un plateau d'agitation (105 secousses/min), à raison de trois répétitions par traitement (incubation en milieu carencé en azote et pH entre 4,5 et 6). DOSAGES : Des dosages sont prévus à 0 jour, 7 jours, 15 jours, 30 jours, 60 jours. PLAN D'EXPERIENCE : Extraction au pentane, puis dosage par GPC (chromatographie par perméation sur gel). TECHNIQUE D'EXTRACTION : - ajout de 50 ml de pentane. - agitation manuelle. - dans une ampoule à décanter, agitation pendant 20 minutes (sans biomasse). - décantation. - ajout de 50 ml de pentane dans la biomasse. - ultra-sons 5 min à 140 V. - dans des ampoules à décanter, agitation pendant 20 minutes. - décantation. - récupération du pentane à doser. RESULTAT : Les résultats du PDMS V100 sont réunis sur la figure 1 par comparaison avec un témoin préparé dans les mêmes conditions mais en l'absence de champignon. Souche RP3 = P. sordida Souche RP1 = P. chrysosporium La figure 1 montre clairement le pouvoir de dégradation important de RP3 et RP1. REVENDICATIONS 1. Procédé de biodégradation de polyorganosiloxanes (POS), en particulier polydiméthylsiloxanes (PDMS), dans lequel on met en contact les POS avec au moins un champignon microscopique en présence d'au moins un co-substrat, le champignon microscopique étant choisi parmi Phanerochaete sordida et Phanerochaete chrysosporium. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la co-substrat est une source de carbone et d'énergie facilement assimilable par le champignon. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le co-substrat est un hydrate de carbone ou un mélange d'hydrates de carbone. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le co-substrat est un sucre, de préférence glucose ou saccharose. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on travaille en milieu carencé en azote. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'on travaille à pH acide, de préférence entre pH 4,5 et pH 6. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on travaille en milieu non carencé en azote et à pH proche de la neutralité. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on travaille en culture agitée de POS en concentration allant de 100 à 5000 mg/l, de préférence de 250 à 500 mg/l. 9. Méthode de criblage dans laquelle on met en contact un champignon microscopique avec du POS, de préférence du PDMS en présence d'un co-substrat et l'on évalue la capacité de ce champignon à dégrader le POS. 10. Méthode de criblage selon la revendication 9, caractérisée en ce que le co-substrat est une source de carbone et d'énergie facilement assimilable par les champignons microscopiques, de préférence un hydrate de carbone. 11. Méthode de criblage selon la revendication 10, caractérisée en ce que le co-substrat est un sucre, de préférence glucose ou saccharose. 12. Procédé de biodégradation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel on utilise un champignon répondant positivement à la méthode selon l'une des revendications 9 à 11, à la place, ou en sus, de P. sordida ou P. chrysosporium.