Acide succinique : comment l'obtient-on ?

L'acide succinique peut être obtenu par synthèse chimique.

L'acide succinique a longtemps été obtenu via des procédés pétrochimiques à partir de ressources fossiles. Parmi les méthodes les plus courantes, nous retrouvons l'hydrogénation catalytique, l'oxydation de l’acide maléique ou de l’anhydride maléique, ainsi que la réduction électrolytique. Par exemple, l'oxydation du butane ou du benzène permet de former de l'anhydride maléique, qui est ensuite hydrogéné pour obtenir l'acide succinique, avec une production mondiale d'environ 30 000 tonnes par an.

Cependant, les fluctuations des prix du pétrole et les enjeux environnementaux associés à l'épuisement des ressources fossiles ont conduit à rechercher des alternatives plus durables. En réponse à ces défis, l'accent est mis sur la production d'acide succinique à partir de ressources renouvelables, telles que la biomasse.

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Zoom sur l'obtention de l'acide succinique par synthèse biochimique.

La synthèse biochimique de l’acide succinique repose sur un processus de fermentation, tirant parti du cycle de Krebs, qui est un mécanisme cellulaire essentiel. Ce processus fait appel à divers micro-organismes, parmi lesquels figurent Actinobacillus succinogenes, Mannheimia succiniciproducens, ainsi que des souches modifiées d’Escherichia coli, pour convertir des substrats en acide succinique.

La production d’acide succinique par fermentation est influencée par plusieurs facteurs, tels que le type de substrat utilisé et les conditions environnementales, y compris le pH et la température, qui affectent directement le rendement de production. Des avancées notables dans la modification génétique des micro-organismes ont également permis d’augmenter significativement ces rendements. Par exemple, Corynebacterium glutamicum S071 a démontré une production de 152,2 g/L d’acide succinique dans des conditions anaérobies optimisées.

Une avancée récente dans la biosynthèse de l’acide succinique est l’utilisation de levures, telles que Saccharomyces cerevisiae. En comparaison avec les bactéries, les levures présentent une meilleure tolérance aux faibles pH, exploitent des transporteurs pour extraire l’acide succinique des cellules et produisent moins de sous-produits indésirables. De plus, ces levures utilisent des compartiments cellulaires pour optimiser la production, notamment via la voie réductrice du cycle de Krebs.

Les différentes voies métaboliques, telles que les branches réductrices du cycle de Krebs et le cycle glyoxylate, jouent un rôle fondamental dans la biosynthèse de l’acide succinique. Ces voies sont médiées par des enzymes clés, notamment la phosphoénolpyruvate carboxylase, la pyruvate carboxylase et l'acétyl-CoA carboxylase. L’optimisation de ces processus, alliée à la sélection de nouvelles souches microbiennes et à la réduction des coûts des substrats, représente une approche prometteuse pour une production d’acide succinique utilisable en cosmétique plus respectueuse de l’environnement.

Que faut-il retenir des méthodes d'obtention de l'acide succinique ?

Voici les points clés à retenir concernant la production de l'acide succinique :

Diversité des méthodes : L'acide succinique peut être obtenu soit par des procédés chimiques à partir de ressources fossiles, soit par des méthodes de fermentation microbienne.
Procédés chimiques traditionnels : Bien que la synthèse chimique soit bien établie, elle présente des inconvénients environnementaux, notamment liés aux ressources fossiles.
Avancées biotechnologiques : La fermentation microbienne, en particulier grâce à l’utilisation de levures, s’avère être une solution plus durable et écologique avec des rendements accrus.
Optimisation des souches : Les recherches actuelles se concentrent sur l’amélioration des souches microbiennes pour augmenter l’efficacité des procédés et réduire les coûts.
Impact environnemental réduit : Le recours à des substrats renouvelables, tels que la biomasse, contribue à une production plus respectueuse de l'environnement.