Fusarium venenatum

Fusarium venenatumest uneespècede champignon non-pathogène,ubiquisteetsaprophyte, qu’on retrouve généralement dans le sol. Comme tous lesFusarium, il s'agit de la forme dereproduction asexuéed'unascomycète.
Longtemps confondu avecFusarium graminearum, un parasite des plantes produisant desmycotoxines,F. venenatumne fut explicitement identifié en tant qu’espèce à part entière qu’en 1998, grâce à l’évolution des techniques dephylogénie moléculaire: bien que lesgénomesdes deux espèces soient de longueur, de nombre dechromosomeset de position descentromèressimilaires, l’analyse d’ADN 28S ribosomique, de la séquence ITS de l'ADNr nucléaire et du gène de la β-tubuline ont montré qu’il s’agissait de deux espèces distinctes. Plus tard, lors d’analyses mycotoxicologiques plus poussées, il s’est également avéré queF. venenatumest capable de produire destrichothécènesde groupes A et B, tandis queF. gramineanumne produit que des trichothécènes de type B et deszéaralénones.
Comme de nombreuses espèces du genreFusarium,F. venenatumproduit deux différents types despores– aussi appeléesconidies: d’une part des macroconidies, falciformes et septées (généralement munies de cinq ou six cloisons), avec une cellule apicale pointue et une cellule basale pédicellée, et d’autre part deschlamydospores.
La soucheF. venenatumA3/5 (IMI 145425, ATCC PTA-2684) est utilisée dans la fabrication de substitut de viande par l’entreprise anglaiseQuorn. En effet, la structure microscopique de seshyphesentremêlés s’apparente à celle desfibres musculairesde viande animale : elles mesurent entre 400 et 700 μm, pour 3 à 5 μm de diamètre.
De plus, la composition desmycoprotéinesen fait une bonne source d’acides aminés essentiels, avec un taux de protéines plus élevé (entre 45 et 54% de lamatière sèche) que les protéines végétales ou fongiques courantes, mais inférieur à celui de la viande, et similaire à celui de laspiruline(41 %). En plus des protéines, les mycoprotéines deF. venenatumsont également riches en fibres (25% de la matière sèche), issues de la paroi cellulaire des hyphes, comprenant environ un tiers dechitineset deux tiers de β-glucane. Des études semblent indiquer que ces fibres présenteraient un potentiel dans la prévention de l’obésitéet dudiabète de type 2, en réduisant de manière aiguë l'apport énergétique et en améliorant le profil glycémique.
Malgré le fait qu’on n’ait à ce jour détecté aucune mycotoxine produite parF. venenatum, quelques rares cas d’allergies aux produits de Quorn ont été reportés.
F. venenatumpeut être facilement produit parfermentationcontinue. Le milieu utilisé pour faire croître la biomasse deF. venenatumest généralement à base deglucose(le plus souvent de l’amidonqui sera prédigéré en glucose). Selon les pays, différents substrats – souvent des matières considérées comme des déchets agricoles – peuvent être introduits comme sources de carbone et d'énergie pour les moisissures : l'amidon de blé (notamment chez la société RHM en Angleterre), les pommes de terre (en Irlande) ou encore lemanioc, le riz ou le jus de canne (dans les pays tropicaux).
Lescuves de fermentationutilisées par l’entreprise Quorn sont composées de deux cylindres verticaux d'environ 50 mètres de haut, reliés l'un à l'autre par le haut et le bas de manière à former une boucle continue d'un volume d'environ 150 mètres cubes. Des orifices sur la cuve permettent d'ajouter et de retirer les différents ingrédients. Le bouillon de culture est composé à 95 % de glucose, issu de la prédigestion de l'amidon demaïspar des enzymes. Il est maintenu à un pH de 6 et à une température de 28 à 30 °C, avec une densité de biomasse de 15 grammes par litre. Dans ces conditions,F. venenatumA3/5 a un taux de croissance spécifique (μ) de 0,17 à 0,20 par heure (soit un temps de doublement entre 3,5 et 4,1 h), ce qui équivaut à une production de 300 à 350 kg debiomassepar heure dans les fermenteurs utilisés par Quorn. Le processus est rythmé par des analyses régulières (à intervalles de 6 h) pour les mycotoxines et les contaminants potentiellement nocifs (nivalénol(NIV),déoxynivalénol(DON), 3-acétyldéoxynivalénol (3-AcDON),diacétoxyscirpénol(DAS), fusarénone X, néosolaniol).
La fermentation se fait en conditionsaxénique: le milieu de fermentation est continuellement retiré du fermenteur par les orifices de la cuve et est chauffé rapidement pour tuer les mycéliums, coaguler les protéines cellulaires et provoquer la fuite de l'ARNcellulaire à travers les parois cellulaires dans le surnageant. La teneur enARNdes mycéliums est ainsi réduite de 10 % à moins de 2 %, ce qui est nécessaire pour empêcher la formation d'acide urique sérique en cas de consommation (l'ARN étant métabolisé enacide urique, toxique pour les êtres humains à trop haute dose). Les éléments minéraux ajoutés –potassium,magnésium,phosphate– sont eux-aussi stérilisés avant d’être injectés au bouillon de culture. Le débit du milieu est contrôlé en mesurant l’évolution du taux dedioxyde de carbone. Unéchangeur thermique, situé à la base des cylindres, permet d'évacuer l'excès de chaleur généré par la culture. L'un des cylindres contient une barre de barbotage près de sa base, par laquelle de l'air et de l'ammoniac sont injectés pour fournir l'oxygèneet l'azotenécessaires à la respiration et à la production de protéines. Cette action de barbotage permet au bouillon de circuler continuellement entre les deux cylindres : lorsqu'il est poussé vers le haut par la barre de barbotage dans l’un d’entre eux, il tombe dans le cylindre opposé. Cette méthode de brassage qui ne fait pas intervenir de compressions ou d’écrasements permet de préserver l’intégrité de la membrane des cellules. Finalement, le bloc le plus dense deF. venenatumtombe à la base de la boucle, où on le récupère pour le faire passer par les opérations de transformation suivantes. La biomasse est recueillie sous forme de pâte contenant environ 75 % d’humidité.