Biocatalyse solide/gaz

Abstract

La biocatalyse solide/gaz est une technologie basee sur l'utilisation de biocatalyseurs solides pour la conversion de substrats gazeux, en l'absence de tout solvant. Les biocatalyseurs solides sont des enzymes purifiees lyophilisees ou des enzymes presentes dans des cellules deshydratees. Les bioreacteurs sont utilises en mode continu et permettent de controler precisement l'ensemble des parametres thermodynamiques influant sur la cinetique des reactions et la stabilite des biocatalyseurs (temperature, pression et composition du flux gazeux). D'un point de vue fondamental, l'absence de solvant et le controle independant de chacune des activites thermodynamiques des substrats (parametre refletant leur disponibilite pour le biocatalyseur) constituent les points forts de cette technologie. En effet, il est ainsi possible de s'affranchir des effets induits par le solvant, espece majoritaire en milieu liquide, et d'acceder aux parametres intrinseques d'une enzyme. De plus, la possibilite de moduler independamment les activites thermodynamiques de chacun des substrats permet d'etudier l'impact de chacune des especes presentes dans le microenvironnement du biocatalyseur sur son activite, sa specificite ou sa stabilite. D'un point de vue technologique, la biocatalyse solide/gaz permet des rendements de production tres eleves pour une taille reduite d'installation. L'absence de solvant simplifie les etapes de purification et rend aisee la recuperation des produits. Les temperatures de catalyse, bien qu'elevees pour des conversions enzymatiques, restent modestes comparees a celles bien souvent utilisees pour la catalyse chimique. L'ensemble de ces caracteristiques fait de la biocatalyse solide/gaz un procede econome en atomes et energie, respectueux de l'environnement. Neanmoins, le champ d'application de cette technologie est limite en comparaison de celui des systemes reactionnels liquides non conventionnels, car il est base sur le caractere volatil des substrats et des produits de la reaction. Les applications de la catalyse solide/gaz pourraient, a l'avenir, concerner les secteurs de l'environnement ou de la pharmacie et plus specialement la production de synthons chiraux.