jeanflop/post_ocr_correction2 huggingface dataset:
remplacer le beurre qui avait deux graves inconvénients : son prix élevé limitait sa consommation pour les classes peu aisées ; son rancissement rapide empêchait de l'introduire dans les rations de la marine et de l'armée. Un concours ouvert sur ce sujet a permis de sélectionner un pharmacien, Mege-Mouries (1817-1880), ayant des connaissances en chimie et s'intéressant depuis longtemps à la nutrition humaine. Cet inventeur a une idée. Il a observé que les vaches laitières utilisent leurs réserves adipeuses pour synthétiser les matières grasses du lait. Il propose d'extraire la graisse du gras de bœuf et de la disperser dans du lait pour obtenir une émulsion proche du beurre. Un atelier expérimental de laiterie situé dans la ferme modèle de Vincennes va lui permettre de mettre au point cette préparation. La première usine, installée à Passy par l'inventeur, permet de réunir le matériel : presse à huile, baratte et plateaux de cristallisation. Le procédé a été amélioré en remplaçant la graisse de bœuf par des huiles végétales. Leur bas point de fusion limitait les quantités qu'on pouvait incorporer. À partir de 1910, l'hydrogénation catalytique appliquée aux huiles par Normann permet de supprimer cette limitation en fournissant des huiles à point de fusion plus élevé. Le produit a eu du mal à s'imposer sur le marché. Il fallait d'abord que son existence soit reconnue dans la réglementation alimentaire. La réussite technique était telle que le produit se différenciait difficilement du beurre. Il ne devait cependant pas être substitué au beurre pour que sa vente ne constitue pas une tromperie du consommateur. On a donc imposé aux fabricants d'ajouter de l'amidon à la margarine pour qu'elle puisse être facilement reconnue. La margarine s'est imposée sur le marché parce que son prix était nettement inférieur à celui du beurre. Dans certains cas, elle a permis d'approvisionner la population car il était beaucoup plus facile d'augmenter la capacité de fabrication des usines que d'augmenter la production laitière. Ces dernières années sont apparues des margarines diététiques qui correspondent à des besoins nouveaux des consommateurs : consommer moins de calories, disposer d'acides gras insaturés, avoir des
de fusion plus élevé. Le produit a eu du mal à s'imposer sur le marché. Il fallait d'abord que son existence soit reconnue dans la réglementation alimentaire. La réussite technique était telle que le produit se différenciait difficilement du beurre. Il ne devait cependant pas être substitué au beurre pour que sa vente ne constitue pas une tromperie du consommateur. On a donc imposé aux fabricants d'ajouter de l'amidon à la margarine pour qu'elle puisse être facilement reconnue. La margarine s'est imposée sur le marché parce que son prix était nettement inférieur à celui du beurre. Dans certains cas, elle a permis d'approvisionner la population car il était beaucoup plus facile d'augmenter la capacité de fabrication des usines que d'augmenter la production laitière. Ces dernières années sont apparues des margarines diététiques qui correspondent à des besoins nouveaux des consommateurs : consommer moins de calories, disposer d'acides gras insaturés, avoir des teneurs garanties en vitamines. Cette réussite montre qu'il y a quelquefois avantage à substituer des produits industriels à des produits purement agricoles. La production mondiale de margarine est de 4 millions de tonnes pour une production de beurre de 7 millions de tonnes. Le produit, qui au départ était un simple substitut du beurre, a pu évoluer mieux que le beurre pour répondre à de nouveaux besoins. Les besoins en protéines : un objectif pour la biotechnologie Alors que l'amidon, le saccharose et l'huile faisaient depuis longtemps l'objet d'industries d'extraction, les protéines étaient consommées dans les produits qui les contenaient. Les protéines les plus convenables du point de vue nutritionnel sont les protéines d'origine animale. La viande et les produits laitiers sont riches en protéines et très recherchés par l'homme. Or l'animal ne fait que transformer des protéines végétales en protéines animales et cela avec un mauvais rendement : 6 % pour la viande de bœuf, 20 % pour la viande de volaille. Les protéines végétales, si elles sont débarassées des substances qui les diluent dans les végétaux, ne sont pas dépourvues d'intérêt nutritionnel. Elles sont parfaitement supportées par l'homme et peuvent lui être fournies en quantité importante en éliminant
simple substitut du beurre, a pu évoluer mieux que le beurre pour répondre à de nouveaux besoins. Les besoins en protéines : un objectif pour la biotechnologie Alors que l'amidon, le saccharose et l'huile faisaient depuis longtemps l'objet d'industries d'extraction, les protéines étaient consommées dans les produits qui les contenaient. Les protéines les plus convenables du point de vue nutritionnel sont les protéines d'origine animale. La viande et les produits laitiers sont riches en protéines et très recherchés par l'homme. Or l'animal ne fait que transformer des protéines végétales en protéines animales et cela avec un mauvais rendement : 6 % pour la viande de bœuf, 20 % pour la viande de volaille. Les protéines végétales, si elles sont débarassées des substances qui les diluent dans les végétaux, ne sont pas dépourvues d'intérêt nutritionnel. Elles sont parfaitement supportées par l'homme et peuvent lui être fournies en quantité importante en éliminant le gaspillage que l'animal introduit dans la transformation. Au niveau mondial, les besoins en protéines augmentent pour deux raisons. Les peuples en voie de développement qui ont un régime déficient reçoivent une aide pour augmenter leur consommation en protéines. Comme le nombre d'habitants augmente rapidement dans ces pays, les besoins croissent plus vite que les ressources. Les pays développés augmentent constamment leur consommation de viande produite aux dépens de protéines végétales. Cette situation préoccupante est dénoncée depuis vingt ans par les organisations internationales. La biotechnologie est susceptible d'apporter deux solutions à ce problème : — extraire les protéines végétales ; produire des protéines d'organismes unicellulaires. Extraction des protéines végétales La technique consiste à solubiliser les protéines des végétaux par une extraction alcaline. On part de graines de pois, féverole contenant 25 % de protéines ou de tourteaux, soja, colza, tournesol contenant 50 % de protéines. Après solubilisation, les protéines sont précipitées par acidification et purifiées en répétant le traitement. On obtient alors des concentrats de protéines à 65 % ou des isolats à 90 % qui doivent être mis sous une forme consommable par l'homme. Ce dernier point est difficile, car si les aliments riches en protéines, viande et lait,
croissent plus vite que les ressources. Les pays développés augmentent constamment leur consommation de viande produite aux dépens de protéines végétales. Cette situation préoccupante est dénoncée depuis vingt ans par les organisations internationales. La biotechnologie est susceptible d'apporter deux solutions à ce problème : — extraire les protéines végétales ; produire des protéines d'organismes unicellulaires. Extraction des protéines végétales La technique consiste à solubiliser les protéines des végétaux par une extraction alcaline. On part de graines de pois, féverole contenant 25 % de protéines ou de tourteaux, soja, colza, tournesol contenant 50 % de protéines. Après solubilisation, les protéines sont précipitées par acidification et purifiées en répétant le traitement. On obtient alors des concentrats de protéines à 65 % ou des isolats à 90 % qui doivent être mis sous une forme consommable par l'homme. Ce dernier point est difficile, car si les aliments riches en protéines, viande et lait, possèdent un grand pouvoir d'appétence, les protéines purifiées en sont totalement dépourvues. Les protéines peuvent être précipitées sous forme de grumeaux, extrudées, foisonnées ou filées... Ces techniques sont en cours de développement au niveau commercial. Le développement de cette industrie d'extraction des protéines ne pourra se faire qu'en améliorant les techniques décrites et qu'en l'intégrant dans une filière complète de valorisation. Les 50 à 75 % non protéiques de la matière première doivent trouver une valorisation : l'alimentation animale est le plus souvent envisagée. Les centrifugeuses utilisées pour purifier les solutions protéiques et récupérer le précipité de protéines sont très coûteuses : d'autres techniques, flottation, sédimentation, hydrocyclones, séparation sur membranes sont en cours d'étude. Ces protéines végétales ne sont pas acceptées sans réticence par les consommateurs : positions de principe, mauvaise qualité de certaines fabrications, peur de tromperie si elles sont destinées à être mélangées à la viande, monotonie de la présentation... L'expérience acquise dans d'autres domaines a montré qu'il en a toujours été ainsi pour les innovations alimentaires. Il n'empêche que lorsque les produits correspondent à un besoin, ils finissent par s'imposer. Protéines d'organismes unicellulaires La rapidité de synthèse des protéines par les microorganismes s'oppose à la lenteur de
techniques décrites et qu'en l'intégrant dans une filière complète de valorisation. Les 50 à 75 % non protéiques de la matière première doivent trouver une valorisation : l'alimentation animale est le plus souvent envisagée. Les centrifugeuses utilisées pour purifier les solutions protéiques et récupérer le précipité de protéines sont très coûteuses : d'autres techniques, flottation, sédimentation, hydrocyclones, séparation sur membranes sont en cours d'étude. Ces protéines végétales ne sont pas acceptées sans réticence par les consommateurs : positions de principe, mauvaise qualité de certaines fabrications, peur de tromperie si elles sont destinées à être mélangées à la viande, monotonie de la présentation... L'expérience acquise dans d'autres domaines a montré qu'il en a toujours été ainsi pour les innovations alimentaires. Il n'empêche que lorsque les produits correspondent à un besoin, ils finissent par s'imposer. Protéines d'organismes unicellulaires La rapidité de synthèse des protéines par les microorganismes s'oppose à la lenteur de la production agricole de produits riches en protéines tels que la viande de bœuf. Un fermenteur de 10 m3 donne chaque jour autant de protéines que n'en produit 1 ha de pâture en un an. Le système est donc extrêmement souple et permet d'ajuster la production aux besoins à condition de disposer de matières premières suffisantes. Pendant un temps, la culture de levures sur paraffine a paru être un procédé d'avenir à cause du bas prix de ces paraffines et de leur abondance. L'augmentation du prix du pétrole a définitivement ruiné cet espoir, entraînant la fermeture des usines déjà construites et l'abandon de deux gros projets en cours de réalisation en Italie. Le méthanol continue à être un substrat économique, puisqu'il est produit en abondance à partir du gaz naturel : ICI produit ainsi en Angleterre 60 000 t/an de Pruteen, produit à 60 % de protéines utilisé dans l'alimentation des animaux. Les pays de l'Est continuent à utiliser les procédés d'hydrolyse acide du bois employés pendant la dernière guerre mondiale. Les déchets de bois permettent une production de sucres à bon marché qui sont utilisés pour la culture de levures. Le maintien en fonctionnement de ces usines a permis
de disposer de matières premières suffisantes. Pendant un temps, la culture de levures sur paraffine a paru être un procédé d'avenir à cause du bas prix de ces paraffines et de leur abondance. L'augmentation du prix du pétrole a définitivement ruiné cet espoir, entraînant la fermeture des usines déjà construites et l'abandon de deux gros projets en cours de réalisation en Italie. Le méthanol continue à être un substrat économique, puisqu'il est produit en abondance à partir du gaz naturel : ICI produit ainsi en Angleterre 60 000 t/an de Pruteen, produit à 60 % de protéines utilisé dans l'alimentation des animaux. Les pays de l'Est continuent à utiliser les procédés d'hydrolyse acide du bois employés pendant la dernière guerre mondiale. Les déchets de bois permettent une production de sucres à bon marché qui sont utilisés pour la culture de levures. Le maintien en fonctionnement de ces usines a permis de leur apporter des améliorations techniques substantielles. En URSS, elles permettent de produire 400 000 t/an de levures. L'utilisation directe des microorganismes dans l'alimentation humaine n'est guère envisageable, car les protéines sont accompagnées d'acides nucléiques et de substances peu digestibles. On a montré cependant qu'il était possible d'en extraire les protéines et de les utiliser comme additifs dans les préparations alimentaires à cause de leur pouvoir émulsifiant. VALORISATION DES DÉCHETS LIGNOCELLULOSIQUES Les produits lignocellulosiques constituent une ressource très importante qui n'est pas entièrement utilisée. Après exploitation du bois d'œuvre et du bois de papeterie, il reste de nombreux déchets en forêt et en scierie. En outre, des forêts contenant des bois de peu de valeur ne sont pas exploitées. En France, les produits inutilisés de la forêt ont été évalués à 4 Mtep. L'agriculture produit aussi des déchets de même nature : pailles de céréales et oléagineux, sarments de vigne, évalués à 6 Mtep. Ces produits peuvent être brûlés, mais il paraît préférable de mieux utiliser les diverses molécules qui les composent. Trois polymères y sont associés : — les hémicelluloses, substances facilement hydrolysables formées de glucides divers ; — la cellulose, polymère fortement cristallisé dont l'hydrolyse plus difficile donne
protéines et de les utiliser comme additifs dans les préparations alimentaires à cause de leur pouvoir émulsifiant. VALORISATION DES DÉCHETS LIGNOCELLULOSIQUES Les produits lignocellulosiques constituent une ressource très importante qui n'est pas entièrement utilisée. Après exploitation du bois d'œuvre et du bois de papeterie, il reste de nombreux déchets en forêt et en scierie. En outre, des forêts contenant des bois de peu de valeur ne sont pas exploitées. En France, les produits inutilisés de la forêt ont été évalués à 4 Mtep. L'agriculture produit aussi des déchets de même nature : pailles de céréales et oléagineux, sarments de vigne, évalués à 6 Mtep. Ces produits peuvent être brûlés, mais il paraît préférable de mieux utiliser les diverses molécules qui les composent. Trois polymères y sont associés : — les hémicelluloses, substances facilement hydrolysables formées de glucides divers ; — la cellulose, polymère fortement cristallisé dont l'hydrolyse plus difficile donne du glucose ; — la lignine, polymère polyphénolique difficilement dégradable. Les trois substances sont intimement associées et confèrent à ces matériaux une grande stabilité envers les réactifs chimiques, les microorganismes et leurs enzymes. Plusieurs programmes de recherches ont pour objectif de trouver des traitements peu coûteux en énergie, susceptibles de rompre les liaisons chimiques qui existent entre ces trois constituants et de les rendre ainsi accessibles aux réactifs. Les thermo-traitements, l'explosion, l'extrusion, la délignification sont sûrement efficaces. Les spécialistes de génie industriel imaginent les appareils où ces traitements pourront être appliqués dans les conditions les plus économiques. Certains microorganismes ont la faculté d'hydrolyser la cellulose, mais ils doivent pour cela utiliser au moins trois enzymes différentes. Il est donc possible de produire la réaction dans des conditions douces plus aisées à réaliser que celles de l'hydrolyse acide dont l'optimum de rendement est obtenu à 240 °C. La régulation de production des enzymes cellulolytiques est compliquée. Le complexe cellulase est inductible, c'est-à-dire qu'il n'est synthétisé qu'en présence de cellulose. D'autre part, le glucose et le cellobiose qui sont des produits de la réaction inhibent la formation du complexe. Il s'en suit que cette enzyme est particulièrement difficile à produire. Les microbiologistes
rompre les liaisons chimiques qui existent entre ces trois constituants et de les rendre ainsi accessibles aux réactifs. Les thermo-traitements, l'explosion, l'extrusion, la délignification sont sûrement efficaces. Les spécialistes de génie industriel imaginent les appareils où ces traitements pourront être appliqués dans les conditions les plus économiques. Certains microorganismes ont la faculté d'hydrolyser la cellulose, mais ils doivent pour cela utiliser au moins trois enzymes différentes. Il est donc possible de produire la réaction dans des conditions douces plus aisées à réaliser que celles de l'hydrolyse acide dont l'optimum de rendement est obtenu à 240 °C. La régulation de production des enzymes cellulolytiques est compliquée. Le complexe cellulase est inductible, c'est-à-dire qu'il n'est synthétisé qu'en présence de cellulose. D'autre part, le glucose et le cellobiose qui sont des produits de la réaction inhibent la formation du complexe. Il s'en suit que cette enzyme est particulièrement difficile à produire. Les microbiologistes recherchent des souches possédant une proportion optimale des trois activités enzymatiques ou mélangent les enzymes produites par différentes cultures. Une autre voie consiste à utiliser comme inducteur un analogue de la cellulose qui ne libère pas de glucose à l'hydrolyse et n'est donc pas inhibiteur. Ces nouvelles connaissances donnent déjà des applications. C'est ainsi que le traitement hydrothermique du bois permet de l'utiliser dans l'alimentation des ruminants, puisque la cellulose est devenue digestible par les microorganismes du rumen. Une culture de la moisissure Trichoderma est capable de transformer de vieux papiers en solution de glucose. Ces procédés sont effectivement entre les mains des ingénieurs sous forme d'installations pilotes. La décision de faire les investissements dans ces nouveaux procédés n'a pas encore été prise parce que l'avantage financier n'est pas indiscutable. Il faut souligner cependant que, compte tenu de l'évolution des prix actuels, ces procédés sont de plus en plus attractifs. Ce n'est pas par hasard que de grandes sociétés opérant dans l'industrie du papier ou du pétrole s'y intéressent. EPURATION ET BIOLOGIE L'existence de cycles biologiques établis depuis longtemps à la surface de notre planète permet le recyclage des divers composés chimiques, carbone organique, composés azotés, soufre, phosphates... Les microorganismes
des applications. C'est ainsi que le traitement hydrothermique du bois permet de l'utiliser dans l'alimentation des ruminants, puisque la cellulose est devenue digestible par les microorganismes du rumen. Une culture de la moisissure Trichoderma est capable de transformer de vieux papiers en solution de glucose. Ces procédés sont effectivement entre les mains des ingénieurs sous forme d'installations pilotes. La décision de faire les investissements dans ces nouveaux procédés n'a pas encore été prise parce que l'avantage financier n'est pas indiscutable. Il faut souligner cependant que, compte tenu de l'évolution des prix actuels, ces procédés sont de plus en plus attractifs. Ce n'est pas par hasard que de grandes sociétés opérant dans l'industrie du papier ou du pétrole s'y intéressent. EPURATION ET BIOLOGIE L'existence de cycles biologiques établis depuis longtemps à la surface de notre planète permet le recyclage des divers composés chimiques, carbone organique, composés azotés, soufre, phosphates... Les microorganismes interviennent dans la partie du cycle qui conduit aux formes les plus stables qui sont des formes minérales. La connaissance des divers mécanismes biologiques qui se déroulent traditionnellement dans les eaux et dans le sol a permis de les appliquer pour épurer les produits de l'activité humaine, industrielle, agricole ou domestique. La concentration de la pollution autour de certains sites, industrie chimique, papeterie, élevage, nécessite la création d'un biotope artificiel où les réactions naturelles sont accélérées et adaptées au milieu à épurer. Ces traitements font intervenir des flores complexes qui sont en équilibre. Contrairement à ce qui se passe dans les fermentations il ne paraît guère possible d'introduire des souches sélectionnées pour améliorer le procédé. On est obligé d'agir sur les conditions du milieu pour favoriser l'association la plus performante. La flore aérobie oxyde la matière organique en gaz carbonique et en eau. Elle nécessite la fourniture de grande quantité d'oxygène ce qui implique une dépense d'énergie importante, environ 1 kWh par kg de matière oxydée. Cette technique appelée épuration par boues activées est actuellement maîtrisée aussi bien pour les eaux urbaines que pour les eaux industrielles. Elle ne permet pas cependant de traiter des effluents trop chargés à moins
domestique. La concentration de la pollution autour de certains sites, industrie chimique, papeterie, élevage, nécessite la création d'un biotope artificiel où les réactions naturelles sont accélérées et adaptées au milieu à épurer. Ces traitements font intervenir des flores complexes qui sont en équilibre. Contrairement à ce qui se passe dans les fermentations il ne paraît guère possible d'introduire des souches sélectionnées pour améliorer le procédé. On est obligé d'agir sur les conditions du milieu pour favoriser l'association la plus performante. La flore aérobie oxyde la matière organique en gaz carbonique et en eau. Elle nécessite la fourniture de grande quantité d'oxygène ce qui implique une dépense d'énergie importante, environ 1 kWh par kg de matière oxydée. Cette technique appelée épuration par boues activées est actuellement maîtrisée aussi bien pour les eaux urbaines que pour les eaux industrielles. Elle ne permet pas cependant de traiter des effluents trop chargés à moins de les diluer au préalable. Lorsque les effluents sont traités en anaérobiose, la matière organique est transformée en gaz carbonique et méthane. Le procédé permet donc de récupérer de l'énergie et d'économiser l'énergie nécessaire pour dissoudre l'oxygène. On peut, en outre, traiter des effluents concentrés tels que le lisier de porcherie. C'est donc un procédé plein d'avenir dans une optique d'économie de l'énergie. L'utilisation industrielle de ce procédé est beaucoup moins avancée que celle des boues activées. Les digesteurs en béton sont chers et on voudrait leur substituer des poches en plastique partiellement enfouies dans le sol. La transformation est lente et, bien que la réaction soit exothermique, il faut chauffer le réacteur en utilisant une partie du méthane produit. Des essais sont actuellement entrepris pour utiliser les calories de bas niveau des usines au réchauffement de ces digesteurs. Les propriétés des microorganismes peuvent être utilisées dans d'autres processus d'épuration. Avec des bactéries dénitrifiantes, on élimine les nitrates présents dans les rejets urbains. Un procédé microbiologique permet de concentrer les phosphates dans des bactéries et d'éviter qu'ils ne s'échappent dans les rivières où ils favorisent une prolifération exagérée des mousses et des algues. Des eaux de mines contenant du thorium