L’augmentation de la production de denrées en réponse à une consommation croissante a comme résultat la génération de résidus. Dans le cas de la transformation du lait, il y a une génération de sous-produits difficiles à gérer, dont le perméat de lactosérum. Pour ce dernier, sa teneur élevée en composés organiques et inorganiques (par exemple, les sucres et minéraux) peut affecter l’environnement. Cependant, ces composés qui causeraient d’éventuels problèmes environnementaux peuvent être utilisés comme nutriments par des microorganismes lors de fermentations.
Le lactose (contenu dans le perméat de lactosérum) est un disaccharide formé d’une molécule de glucose et d’une de galactose. Le lactose est une source de carbone qui peut être transformé en bioproduit à haute valeur commerciale par voie fermentative. Le principal obstacle à la valorisation de lactose est qu’il doit être hydrolysé afin de séparer ses deux monomères pour qu’il soit assimilé et que le nombre de microorganismes capables de l’hydrolyser soit restreint. Les principaux microorganismes sous forme de souches sylvestres utilisés à l’échelle industrielle dans des fermentations (par exemple, Escherichia coli, Saccharomyces verevisiae, etc.) sont incapables d’utiliser directement le lactose, et une étape préalable d’hydrolyse est nécessaire, ce qui cause l’augmentation des coûts de production.
Des souches de levures qui ne sont pas utilisées traditionnellement dans des bioprocédés fermentatifs ont démontré un haut potentiel dans la biotransformation du lactose. Des levures du genre Kluyveromyces sont capables d’hydrolyser le lactose en utilisant, par exemple, du perméat de lactosérum. Certaines de ces levures transforment le lactose en une vaste gamme de bioproduits, à des vitesses de bioréaction plus rapides que les levures traditionnelles. Selon la modalité de fermentation (aérobie ou anaérobie), les levures vont adapter leurs voies métaboliques, ce qui permet de contrôler la production de biomolécules d’intérêt, telles que l’éthanol et des biomolécules d’arôme et de saveur (alcools de fusel, aldéhydes et esters). Ces dernières servent comme additifs d’arôme et de saveur pour les aliments et les boissons, pouvant être utilisées dans des produits laitiers comme du yogourt.
La biomasse résiduelle des fermentations levuriennes présente un potentiel d’exploitation, car elle contiendrait des biomolécules d’intérêt industriel comme des protéines qui pourraient être utilisées, par exemple, comme supplément protéique aux rations d’animaux d’élevage, et des enzymes telles que la ß-galactosidase qui serait utile dans la production de produits laitiers sans lactose. L’analyse des résidus de la fermentation de perméat de lactosérum utilisant des levures permettra d’identifier et de valider des voies de valorisation ayant un potentiel économique. L’extraction et la purification de sous-produits à partir de la biomasse résiduelle permettraient de valoriser le perméat de lactosérum sous un mode de production d’économie circulaire.
