Etude des mycètes utiles & nuisibles en biotechnologie

Préambule : les informations, valeurs, tableaux, graphes et questions présentées ci-dessous ne sont qu'une partie du sujet étudié.
Certaines questions ne figurent pas dans le document support de l'activité mais ont été posées au cours des séances.

1^ère activité : observation et identification de mycètes d'intérêt biotechnologique

En premier lieu, une courte séquence video présentant les moisissures (plusieurs autres vidéos sont disponibles sur le même site).

Clichés d'aspects macroscopiques et de microscopie optique de différents genres de moisissures utiles ou nuisibles pour l'homme, réalisés au laboratoire du lycée.

Moisissure 1

Moisissure 2

Moisissure 3

Autres photographies d'observations faites au laboratoire :

Hyphe septé :

Dessin d'observation réalisé par une élève de 1ère :

Exemple d'utilisation des mycètes en biologie

SECTEURS		UTILISATIONS	EXEMPLES
Industries agro-alimentaires	Fromagerie	Modification des arômes de fromages	Penicillium camembertii : Penicillium roquefortii : Mucorales qui participe à la fabrication de la tomme de Savoie ou du Saint Nectaire.
	Additifs alimentaires	Synthèses de colorants alimentaires	Production de colorants jaunes par Epicoccum nigrum ou Blakesla trispora (colorant E 160a (ii).
	Additifs alimentaires	Productions d’additifs ajoutés aux aliments pour : faciliter la préparation améliorer la présentation améliorer les propriétés organoleptiques faciliter la conservation	Production d’acides organiques comme l’acide citrique (Aspergillus niger dans la fabrication du Coca Cola ) Production d’enzymes utilisés dans : la préparation du pain (hydrolyse de l’amidon par les amylases d’Aspergillus) la coagulation du lait (pseudo présures de Mucorales) la clarification des jus de fruits (pectinases d’Aspergillus) antioxydant pour les œufs et mayonnaise en poudre (Aspergillus niger)
Industries pharmaceutiques		Synthèse d’antibiotiques	la pénicilline produite par Penicillium notatum, Penicillium chrysogenum…
Environnement Lutte biologique		Élimination des insectes ou vers nuisibles	Beauveria bassania peut parasiter les insectes Arthrobotrys peut parasiter les nématodes (vers)

1. Indiquer en quoi consiste : un examen macroscopique des moisissures ; un examen microscopique des moisissures

2. Étude de milieux de culture pour moisissures et levures :

Sabouraud additionné de Chloramphénicol

PDA (Potato Dextrose Agar)

- Peptone trypsique de viande (10 g)

- Glucose (20 g)

- Chloramphénicol (0,5 g)

- Agar (15 g)

- Eau qsp 1L

- Extrait de pomme de terre (laver et couper 200 g de pomme de terre non pelées. Ajouter un litre d’eau et porter à ébullition pendant une heure. Écraser, filtrer et compléter à un litre)

- Glucose (20 g)

- Agar (20 g)

- Repérer et donner le rôle des constituants nutritifs de chaque milieu.
- Expliquer pourquoi ces milieux ont souvent un pH compris entre 5,6 et 6

3. En se basant sur le texte suivant, réfléchir aux risques liés à la manipulation.

La dissémination des spores fungiques

Les moisissures produisent des quantités très importantes de spores, qui peuvent rapidement contaminer toute une salle.

Il est essentiel de limiter au maximum l’ouverture des boites de culture, et si la salle en dispose, de travailler sous un PSM (Poste de Sécurité Microbiologique).

2^ème activité : repiquage de moisissures et comparaison de la vitesse de croissance par mesure ds diamètres des thalles au cours du temps

Aspect à J+3

Culture de moisissure Penicillium chrysogenum en milieu Sabouraud liquide, sous agitation douce.
On remarque que, contrairement aux bactéries qui se développent en milieu liquide sans former de colonies mauis en rendant trouble le milieu, les moisissures forment des structures sphériques (du fait de leur croissance centrifuge à partir d'une spore) et que le milieu reste parfaitement limpide (un trouble du milieu traduisant alors une contamination microbienne)

^3me activité : simulation de la recherche d'une mycotoxine (la patuline) par méthode immulogique (double diffusion) dans un produit fermenté

Certaines espèces de moisissures (appartenant aux genres (Aspergillus, Fusarium, Stachybotrys, Penicillium…) sécrètent des mycotoxines. Plus de 300 d'entre elles ont été identifiées, mais seule une trentaine possède des propriétés toxiques réellement préoccupantes pour l'homme ou l'animal.

L'objectif est de mettre en œuvre une technique d'analyse qualitative permettant de mettre en évidence la présence (ou l'absence) d'une mycotoxine dans un aliment.

□ Effectuer la recherche de la patuline dans un échantillon de cidre en suivant les consignes de la FT "Technique d'immunodiffusion double en milieu gélosé (Ouchterlony)" :
- Réservoir central : solution d'anticorps anti-patuline
- réservoirs périphériques :

I : échantillon contenant de la patuline
II : échantillon ne contenant pas de patuline
III et IV : échantillons de cidres à tester

Résultat obtenu pour la simutation de cette recherche (explication : le phénomène observé ici n'est pas une réelle formation d'immuncomplexe entre antigène et anticorps mais la formation d'un précipité entre deux substances imitant (grossièrement) le précipité que pourrait former un immuncomplexe.
Une vrai précipité n'apparait qu'au bout de 24 à 48 h (contre 30 minutes avec cette simulation.
Par ailleurs, cette simulation crée fréquemment un artéfact visible sous la forme d'un halo, qui n'est pas à prendre en considération.