Champignons et Chimie verte

Améliorer le rendement énergétique et la qualité du papier, synthétiser à partir de produits végétaux des arômes alimentaires ou de nouveaux agents de texture, mettre au point de nouvelles filières de production de biocarburant… Toutes ces applications industrielles ont un point commun : elles font appel à l'activité biologique de champignons (dégradation et/ou fonctionalisation enzymatique) impliqués dans la transformation des parois végétales. Ces champignons responsables à l'état naturel de la dégradation du bois présentent, selon les régions du monde, une grande diversité biologique et renferment ainsi un potentiel très riche d'applications industrielles. Pour cela, l'Inra cherche à mieux connaître leur biologie et leur activité en relation avec les connaissances sur l'organisation des parois végétales.

Un gisement de bioproduits et de biotransformations

La Chine et la France possèdent un des plus grands réservoirs de biodiversité grâce à leurs forêts tropicales de Hainan, de Guangxi et de Guyane. Près de 75000 espèces de champignons filamenteux sont décrites à ce jour, mais elles pourraient être mille fois plus nombreuses. Les champignons de transformation du bois dans ces zone tropicale permettent une dégradation 5 à 10 fois plus efficace que ceux des zones tempérées. Ces champignons pourraient être employés pour nombre d'applications industrielles dans des domaines aussi variés que l'agroalimentaire, la papeterie ou les biocarburants.

Ils peuvent par exemple être utilisés pour produire des gels texturants végétaux, aptes à se substituer à la gélatine animale, ou de la vanilline biotechnologique. Ainsi, Pycnoporus cinnabarinus est une pourriture blanche du bois qui présente des voies métaboliques clés pour la production d'arômes ou d'antioxydants. Ce champignon a été retenu comme modèle de laboratoire par l'Inra de Marseille. 

L'unité Inra-universités Marseille I et II "Biotechnologie des champignon filamenteux" étudie l'intérêt des enzymes, par exemple la laccase, metalloenzyme "bleue", qui peut être produite à partir de différents champignons. Il a été montré que le papier produit à l'aide de laccase permettait 30 % de gain d'énergie, utilisait 50 % de produits chimiques en moins, et présentait plus grande résistance à la déchirure.

Trichoderma reesi est un champignon isolé pendant la guerre du Vietnam où il dégradait les uniformes des soldats. Il est actuellement utilisé industriellement pour produire du sucre dans la filière bioéthanol. Le laboratoire l'utilise comme modèle industriel pour rentabiliser cette transformation.

Les recherches vont de l'inventaire et de la caractérisation de la diversité des gènes de champignons filamenteux et de leurs fonctions (biodiversité fonctionnelle) à la mise au point d'enzymes ou de nanosomes (complexes de plusieurs enzymes) pour étudier leurs propriétés et les mettre à disposition de filières industrielles.