ENZYMES INDUSTRIELLES

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1 PRESENTATION - HISTORIQUE - DEFINITION - METHODES D OBTENTION - MARCHES - APPLICATIONS - PERSPECTIVES 1

2 HISTORIQUE 2000 AV JC : Découverte de la fermentation du pain et du fromage 800 AV JC : Caillette du veau ==> Fromages de l Illiade et l Odyssée 1833 : Iso Maltase 1874 : Extrait la présure chymosine 1900 : Première production d Amylase / Aspergillus oryzae 1913 : Ajout de Trypsine augmente l efficacité de lessive 1917 : Amylase de Bacillus subtilis / Ere industrielle 2

3 HISTORIQUE 1950 : Protease devient un composant systématique des lessives 1982 : Génie génétique ==> Amylase (Aspergillus) 1988 : Chymosine (présure) ==> clonée dans la levure 1997 : Autorisation de la chymosine obtenue par génie génétique Depuis 1988 : De très nombreuses enzymes sont obtenues par génie génétique - utilisation industrielle - utilisation alimentaire autorisée 3

4 - Protéines - Catalyseurs QUE SONT LES ENZYMES? * synthèse * dégradation - Spécifiques - Conditions modérées - Efficaces - Contribuent au développement durable Classification : 1) Oxydoréductases 2) Transférases 3) Hydrolases 4) Lyases 5) Isomérases 6) Ligases 4

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6 METHODES D OBTENTION - SELECTION DE L ENZYME - SELECTION DE LA SOUCHE : * BACTERIES * CHAMPIGNONS - sélection naturelle - modification génétique / amélioration - FERMENTATION * Milieux liquides ==> bactéries, moisissures * Milieux solides ==> moisissures - SEPARATION 6

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18 METHODES D OBTENTION -EXTRACTION - PURIFICATION -STANDARDISATION - STABILISATION * liquide * poudres - DISTRIBUTION - SERVICE * garantie d activité * garantie d une durée de vie 18

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22 - COMMODITES : * quantités élevées (T) * pureté relative * prix : 5 à 45 $/Kg * faibles marges exemple : lessives - SPECIALITES : * quantités faibles (g - Kg) * pureté élevée * prix élevés (10 à $/g) * profits élevés Exemple : protéases pour la synthèse de Peptides Pennicilline Acylase 22

23 MARCHE MONDIAL 2 Milliards de Dollars EUROPE / AFRIQUE 43% AMERIQUE DU NORD 32% ASIE / PACIFIQUE 17% AMERIQUE DU SUD 8% Source : Financial Times 23

24 UTILISATIONS PAR SUBSTRATS EN VALEUR - Hydrolyse des Protéines 59% - Hydrolyse des Sources carbonées renouvelables 28% - Hydrolyse des Lipides 3% - Spécialités 10% 24

25 - Lessives et nettoyage 44% - Alimentaire 18% - Céréales 12% - Textile 10% - Alimentation animale 4% - Environnement 4% - Diagnostic 4% - Divers 4% 25

26 TENDANCES DU MARCHE - Augmentation des volumes 10 à 15% / an - Augmentation en valeur 4 à 5% - Augmentation des Enzymes de spécialités * diagnostic * chimie fine * séparation chirale * génomique - Baisse des marges sur les produits de commodités 26

27 LESSIVES - DETERGENCE - Protéases - Dégradation des protéines - Cellulases - Délavage - Renforcement des couleurs - Lipases - Elimination des graisses TEXTILE - Cellulase - Elimination des microfibres - Délavage des jeans - Laccase - Amélioration des couleurs 27

28 UTILISATIONS ALIMENTAIRES PANIFICATION Alpha Amylase : Xylanase : Glucose Oxydase : BIERE Glucanases : Papaïne : LAITERIE Présure fongique : Lactase : JUS DE FRUITS Pectinase : Cellulase : Gonflement Durée de vie Humidité des pâtes Qualité des pâtes Filtrabilité Elimination du trouble Coagulation de la caséine Hydrolyse du lactase Clarification Clairification 28

29 CEREALES - Amylases : - Hydrolyse partielle Amidon - Amyloglucosidases : - Hydrolyde totale Amidon - Glucose Isomerase : - Glucose ==>fructose (immobilisée) ALIMENTATION ANIMALE - Xylanases : - Solubilité des fibres - Phytases : - Libération du Phosphore - Protéases acides : - Rendement d assimilation protéique 29

30 - PATES A PAPIER - Xylanases : Blanchiment - Laccase - PROTEINES - INGREDIENTS - Protéases : Hydrolyses partielles * gluten * soja * protéines de lait * viandes - NETTOYAGE INDUSTRIEL - Protéases - Lipases - CUIRS - Protéases : Assouplissement -poils 30

31 SPECIALITES / DOSAGES - Ethanol - alcool deshydrogénase - Glucose - glucose oxydase - Urée - uréase - Acide urique - uricase - Cholestérol - cholestérol oxydase - Ammoniaque - L Glutamate déshydrogénase - CO2 - Phosphoenolpyruvate carboxyl - Oxalate - Oxalate oxydase - DNA - Enzyme de restriction DNA polymerases 31

32 SPECIALITES / BIOTRANSFORMATIONS - Séparation chirale : Lipases - estérases - Oligosaccharides : Glucotransférases - Aspartame : Thermolysine - Acrylamide : Nitrile hydratase - Peptides : Protéases - Penicillines : Penicilline Acylase -L-Aspartate : Aspartase 32

33 PERSPECTIVES - Diminution du coût des enzymes de commodités ==> cellulases, amylases, protéases - Augmentation des applications dans les enzymes de spécialités : ==> produits d hygiène * dentifrice - glucoamylase - glucose oxydase * lentilles de contact ==> enzymes de synthèse * lipases - estèrases - ethèrases * nouveaux antibiotiques * peptides * oligo-saccharides - Développement important dans le secteur de l énergie renouvelable - Alimentation animale - Aquaculture - Milieux hétérogènes 33 - Emballages actifs

34 2 Milliards de $ ACTEURS - NOVOZYMES 40-45% - GENENCOR 19-22% - DSM 9-11% - AUTRES 25-30% - CARGILL - DANISCO - DEGUSSA - DIVERSA - DUPON - MAPS - R.BIOPHARM - VTT 34