La biomasse lignocellulosique est une matière première attractive pour la production de carburants et d’intermédiaires chimiques car elle est
abondante et dotée d’une empreinte environnementale réduite par rapport au fossile. Par contre, sa forte complexité structurale et chimique est un obstacle au développement de procédés de transformation viables. La décomposition biochimique des polymères de sucres nécessite ainsi un prétraitement physico-chimique qui déstructure ce substrat complexe pour permettre aux catalyseurs enzymatiques (issus du champignon Trichoderma reesei) d’y accéder. Toutefois, leur conversion par hydrolyse reste incomplète car une partie de ces polymères demeure inaccessible.
Le projet ANR F’Unlock (IFPEN, CNRS, Inra) a cherché à approfondir les causes de cette « récalcitrance » tout en recherchant de nouvelles enzymes plus efficaces pour la surmonter.
L’analyse structurale et physico-chimique d’échantillons hydrolysés, contenant plus ou moins de fractions récalcitrantes, a permis de trouver des marqueurs pertinents de la dégradabilitéa, afin de guider la sélection d’enzymes. De plus, de nouvelles enzymes, issues de la biodiversité fongique, ont été testées sur des fractions partiellement hydrolysées et plus récalcitrantes R1 (figure) à travers une seconde hydrolyse enzymatiqueb.
Outre son intérêt pour conduire la sélection d’enzymes, l’identification des marqueurs a permis de mieux comprendre l’origine de la récalcitrance de la biomasse, en vue de travaux ultérieurs(1). Par ailleurs, aucun des mélanges d’enzymes testés n’ayant été plus performant que le mélange de référence, il semble qu’une forte diversité enzymatique ne soit pas essentielle. Une transformation plus complète de la biomasse pourrait donc reposer sur quelques activités catalytiques clés, associées à un prétraitement efficace.
a - Notamment le contenu en lignine, la cristallinité de la cellulose, la capacité d’adsorption d’eau.
b - Donnant lieu aux fractions résiduelles R2 (figure).
(1) G. Paës, D. Navarro, Y. Benoit, S. Blanquet, B. Chabbert, B. Chaussepied, P. M. Coutinho, S. Durand, I. V. Grigoriev, M. Haon, L. Heux C. Launay, A. Margeot, Y. Nishiyama, S. Raouche, M. N. Rosso, E. Bonnin, J. G. Berrin. Biotechnol Biofuels. 2019 Apr 1; 12:76.
DOI : 10.1186/s13068-019-1417-8
Contacts scientifiques : senta.blanquet@ifpen.fr et antoine.margeot@ifpen.fr