Brevet FR2923219A1 — publié le 20090508

PROCEDE DE CULTURE D'ALGUES UNICELLULAIRES ET UTILISATIONS La présente invention se rapporte à un procédé de culture d'algues unicellulaires à partir d'une souche de Chlorella sorokiniana. L'invention se rapporte également à l'utilisation des algues cultivées par ce procédé, en particulier comme nourriture pour rotifères, ainsi qu'aux aliments pour pisciculture les incluant. Les algues sont couramment utilisées en matière d'aquaculture et d'aquariophilie. Elles constituent notamment une part importante de la nourriture des rotifères, qui sont ensuite utilisées pour l'élevage des larves de poisson. Toutefois toutes les algues ne sont pas satisfaisantes et ne sont pas adaptées à l'élevage de tous poissons. Ces algues doivent en effet répondre à certains critères. En particulier elles doivent être de petite taille, résister au choc de salinité pour les poissons d'eau de mer, et permettre d'équilibrer le milieu d'élevage. On sait que les chlorophycées unicellulaires de types chlorelles, sont utilisées comme nourriture pour les rotifères destinées à la pisciculture. Les chlorelles sont des organismes photosynthétiques autotrophes. Elles peuvent être cultivées en plein air par croissance autotrophe. Elles peuvent également être cultivées par croissance hétérotrophe ou mixotrophe en cuve par fermentation sans approvisionnement de lumière et en présence de matières organiques. Différentes méthodes de culture de chlorelles ont été décrites, telles que dans les demandes de brevet GB-1.109.659 et GB-1.109.658. Toutefois ces méthodes ne permettent pas d'obtenir de bons rendements. Les concentrations en algues sont très basses, inférieures à 8 g/L, et les temps de génération sont très élevés. En outre, les souches de chlorelle utilisées ne sont pas adaptées à tous les types de poissons. Il subsiste donc un besoin pour un procédé de culture de microalgues adaptées à une utilisation pour l'élevage de poissons, permettant une bonne croissance des microalgues, c'est à dire avec un temps de latence et un temps de génération très faibles, ainsi qu'une concentration en biomasse et des rendements élevés. C'est ce à quoi répond la présente invention en proposant un procédé de culture d'algues unicellulaires à partir d'une souche de Chlorella sorokiniana, en hétérotrophie ou mixotrophie par fermentation sans lumière, dans un milieu de culture comprenant moins de 10 g/L de glucose et plus de 80 mg/L de calcium. Les algues unicellulaires obtenues peuvent être utilisées en tant que nourriture pour les rotifères destinés à la pisciculture. Elles sont particulièrement adaptées pour l'élevage du bar et de la daurade. Selon un autre aspect, l'invention vise également les aliments pour la pisciculture composés d'au moins une algue unicellulaire obtenue par le procédé de culture selon l'invention. Les algues unicellulaires obtenues selon l'invention peuvent également être utilisées en tant qu'usines cellulaires, pour extraire des molécules et produire de la biomasse, par exemple des molécules destinées à la pharmacie ou la cosmétologie. L'invention est maintenant décrite en détails. L'invention vise un procédé de culture d'algues unicellulaires à partir d'une souche de Chlorella sorokiniana. Cette souche est particulièrement adaptée à la production de rotifères et à l'élevage de poissons. En outre, il s'agit d'une souche d'eau douce résistante à la salinité, donc supportant l'eau de mer, et présentant une croissance rapide en hétérotrophie sur glucose. Le procédé de culture est réalisé en hétérotrophie ou mixotrophie par fermentation sans lumière dans un milieu de culture comprenant notamment du glucose et du calcium. Le milieu de culture peut contenir d'autres éléments, tels que du potassium, du magnésium, des micro-éléments et des vitamines. Les concentrations en glucose et en calcium du milieu de culture ont une grande influence sur la croissance des algues unicellulaires, en particulier sur le temps de latence, le temps de génération, ainsi que sur la concentration en biomasse et le rendement. Selon un aspect de l'invention, le milieu de culture doit contenir une quantité de glucose suffisante pour la fermentation, mais pas trop élevée pour éviter d'inhiber la croissance des algues. En particulier, le milieu de culture selon l'invention présente une concentration en glucose inférieure à 10 g/L, préférentiellement comprise entre 4 et 6 g/L. Un mode réalisation préféré consiste à utiliser la technique de culture en Fed-Batch, qui permet de maintenir le glucose à des concentrations non inhibitrices tout en accumulant de la biomasse. Préférentiellement, le glucose utilisé dans le milieu de culture est du D-glucose ou dextrose, en particulier du dextrose provenant de la biotransformation de l'amidon, par exemple à partir de mâis, de blé ou de pomme de terre. En effet, les hydrolysats de l'amidon sont des molécules de petite taille, qui sont plus facilement assimilables par les algues qu'un autre sucre et qui permettent un bien meilleur développement de la biomasse. Selon un autre aspect de l'invention, la croissance de la souche de Chlorella sorokiniana dépend de la présence dans le milieu de culture, de calcium en forte concentration, à savoir plus de 80 mg/L de calcium, et préférentiellement entre 120 et 190 mg/L. 10 Selon un mode de réalisation particulièrement adapté, le milieu de culture comprend 5 g/L de glucose et 150 g/L de calcium. Avantageusement, un tel milieu permet d'obtenir un temps de latence de 29,4 heures, et un temps de génération de 4,6 heures. Le procédé de culture selon l'invention doit être réalisé à une température moyenne permettant une bonne croissance des algues, préférentiellement comprise entre 30 et 32°C. Un exemple non limitatif de milieu de culture adapté au procédé de culture selon la présente invention, est décrit dans le tableau suivant Macro-éléments Dextrose 5 g/L KNO3 1,5 g/L KH2PO4 0,2 g/L Mg5O4, 7 H2O 0,6 g/L CaCl2, 2H20 0,48 g/L Micro-éléments Na2EDTA, 2H20 4,7730 mg/L (solution stock Fe5O4, 7H20 0,6919 mg/L concentrée 1000 fois) H3BO3 3,5376 mg/L Zn5O4, 7H20 1,2641 mg/L MnCl2, 4H20 0,0505 mg/L Na2MoO4, 2H20 0,3050 mg/L Cu5O4, 5H20 0,0785 mg/L Co5O4, 5H20 0,0402 mg/L Vitamines Biotine 0,04 mg/L (Solution stock Thiamine 0,04 mg/L concentrée 1000 fois) Cyanocobalamine 0,04 mg/L Avantageusement, le procédé de culture d'algues unicellulaires selon l'invention permet de réduire le temps de culture à moins de 40 heures, les temps de latence et de génération étant très faibles. En outre les rendements sont importants et la concentration en microalgues obtenue est comprise entre 60 et 70 g/L, ce qui est environ dix fois plus élevé que les concentrations obtenues avec les procédés de culture connus. Les microalgues obtenues par le procédé de culture à partir de Chlorella sorokiniana selon l'invention, peuvent être utilisées en tant que fourrage pour la pisciculture. Elles sont particulièrement adaptées pour l'élevage du bar et de la daurade. Elles peuvent être utilisées comme nourriture de proies vivantes de types rotifères, qui sont ensuite elles-mêmes utilisées pour nourrir des poissons. Elles peuvent également être directement dispersées dans des bassins d'élevage de poissons pour équilibrer le bassin. Selon un autre aspect, elles peuvent aussi avantageusement être utilisées en tant qu'usines cellulaires, pour extraire des molécules et produire de la biomasse, par exemple des molécules destinées à la pharmacie ou la cosmétologie. Enfin, l'invention vise également les aliments pour la pisciculture composés d'au moins une algue unicellulaire obtenue par le procédé de culture à partir de Chlorella sorokiniana selon l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé de culture d'algues unicellulaires à partir d'une souche de Chlorella sorokiniana, en hétérotrophie ou mixotrophie par fermentation sans lumière dans un milieu de culture comprenant moins de 10 g/L de glucose et plus de 80 mg/L de calcium. 2. Procédé de culture d'algues unicellulaires selon la revendication 1, caractérisé en ce que le milieu culture comprend entre 4 et 6 g/L de glucose. 3. Procédé de culture d'algues unicellulaires selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le milieu de culture comprend entre 120 et 190 mg/L de calcium. 4. Procédé de culture d'algues unicellulaires selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que le milieu de culture comprend 5 g/L de glucose et 150 mg/L de calcium. 5. Procédé de culture d'algues unicellulaires selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que le glucose est du D-glucose ou dextrose. 6. Procédé de culture d'algues unicellulaires selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que le glucose est du D-glucose ou dextrose, provenant de la transformation de l'amidon. 7. Procédé de culture d'algues unicellulaires selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que la température est comprise entre 30 et 32°C. 8. Procédé de culture d'algues unicellulaires selon l'une des précédentes revendications, caractérisé en ce que le milieu de culture comprend également du potassium, du magnésium, des micro-éléments et des vitamines. 9. Utilisation d'algues unicellulaires cultivées par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des précédentes revendications, en tant que nourriture pour les rotifères destinés à la pisciculture. 10. Utilisation d'algues unicellulaires cultivées par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, pour l'élevage du bar et de la daurade. 11. Utilisation d'algues unicellulaires cultivées par la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, en tant qu'usines cellulaires, pour extraire des molécules et produire de la biomasse, par exemple des molécules destinées à la pharmacie ou la cosmétologie. 12. Aliment pour la pisciculture caractérisé en ce qu'il est composé d'au moins une algue unicellulaire cultivée par la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 8.