Optimisation des conditions d’éclairages favorisant la production de biomasse et la teneur en phycocyanine chez Arthrospira platensis
Résumé
La cyanobactérie Arthrospira platensis, plus communément appelée spiruline (ou Spirulina platensis), est un microorganisme unicellulaire procaryote qui possède la capacité de photosynthèse oxygénique assimilable à une réduction du CO2 et à une oxydation de l’eau via l’utilisation de l’énergie lumineuse. Utilisée comme source de nourriture humaine et animale, la spiruline a attiré l'attention du monde entier car elle est très intéressante sur le plan nutritionnel : 55 à 70 % de protéines, 6 à 10 % de lipides, 20 % de glucides, et également riche en minéraux (K, Ca, Fe, Mg, Zn) et vitamines (B1, B12, E). Depuis 1980, la production mondiale de spiruline n’a cessé d’augmenter. Environ 19 000 tonnes de spiruline sont produites chaque année dans le monde, essentiellement en Chine, en Inde et aux Etats-Unis, représentant un marché de plus de 348 M$ en 2018. La spiruline est aussi particulièrement connue pour sa teneur élevée en phycocyanine, un piment aux nombreuses propriétés biologiques utilisé dans les secteurs alimentaire, cosmétique et pharmaceutique grâce à son large éventail d'applications (colorant, antioxydant ou marqueur fluorescent). En 2015, le marché annuel de la phycocyanine était d'environ 10 à 50 M$, avec un prix compris entre 130 et 5000 $/kg en fonction de sa qualité. Selon un rapport publié par Future Market Insights, le marché mondial était évalué à 112,3 M$ en 2018 et d'ici la fin de 2025 on estime qu'il atteindra une valeur dépassant les 232,9 M$. Optimiser sa production se révèle donc être un des enjeux majeurs des années à venir.Comme pour les plantes, la photosynthèse est essentielle au bon développement de la spiruline. Dès lors, l’utilisation de sources lumineuses appropriées au cours de sa culture semble être un point clé pour améliorer son rendement photosynthétique. En effet, la spiruline est capable avec de l’eau et du CO2 de convertir l’énergie lumineuse en énergie biochimique grâce à la photosynthèse. Les travaux menés au laboratoire LAPLACE visent à étudier l’impact de différentes longueurs d’ondes sur la croissance et la production de phycocyanine chez la spiruline. La production de biomasse, la production de phycocyanine ainsi que sa pureté ont été analysés sur des cultures éclairées avec une seule longueur d’onde. D’autres essaies ont ensuite été menés avec une association combinée de deux longueurs d’ondes.