Thème "Understanding and engineering microbial cells for functional food, feed and health"

A few words

Understanding physiology and microbial interactions for functional foods and industrial biotechnology

This research area focuses on microbial physiology and interactions, with applications in functional foods and industrial biotechnology. One major line of investigation explores the development of Single-Cell Proteins (SCPs) derived from yeast (mainly non-Saccharomyces) and bacteria, intended as sustainable sources of food proteins. This work emphasizes microbial physiology and microbiological engineering, with a strong health-oriented dimension: efforts are made to enrich protein extracts with bioactive compounds beneficial to human health, depending on the microbial species used and the bioreactor conditions. A second research focus builds on the team's long-standing expertise in cell wall structure, biogenesis, and assembly, examining the molecular mechanisms underlying bacteria-yeast interactions (including both Saccharomyces and non-Saccharomyces species). These interactions are key to understanding the health benefits of yeast-based postbiotics and probiotics. This includes detailed characterization of the microbial envelope (cell wall and membrane), contributing to the identification and development of new functional foods. The study of these inter-species interactions is now being expanded to include a third cell type—intestinal cells—with the goal of developing a methodology to analyze these tripartite interactions more effectively. This approach aims to better simulate the intestinal environment in vitro. Additionally, we plan to engineer yeast strains by modifying their cell walls to enhance their postbiotic or probiotic properties, especially, by altering wall permeability, we intend to promote the externalization of small molecules or proteins produced by yeast, which could be beneficial for nutritional and/or health-related applications.

Ongoing projects

Projet µO-PROT

(2024-2029)

Projet µO-PROT / ANR-DIVP-0001  (France 2030-PAI) : Les POUs (Protéines d’Organismes Unicellulaires) : De la Bioproduction à l’Evaluation des Propriétés Fonctionnelles, Nutritionnelles, Toxicologiques et des Impacts Sociétaux. France 2030, Investissement d’Avenir / Action « Maturation de technologies, RD partenariales, valorisation de la recherche et transfert de technologies », Appel à projet « Développer les protéines végétales et diversifier les sources de protéines – Volet 2 diversification des sources de protéines».

Dans le cadre du projet µO-PROT, il est proposé d’évaluer les potentialités de cette ressource alternative de protéines d’origine microbienne pour l’alimentation humaine par une approche intégrative considérant en amont les aspects de bioproduction (WP2), de DSP (WP3), de caractérisations nutritionnelle et toxicologique (WP4), de caractérisations biochimique et fonctionnelle (WP5), ainsi que les problématiques sociétales (WP6) tels que l’impact environnemental, l’évaluation technico-économique, acceptabilité du consommateur et la réglementation. Ce consortium et l’approche intégrée systémique proposée devraient permettre d’appréhender toutes les étapes de la chaîne de développement de ce nouvel ingrédient potentiel.

https://www.insa-toulouse.fr/fiche-projet/%C2%B5o-prot/

Partners : INSA Toulouse (Coord.), INP Toulouse, INRAE, CRT CATAR and EUROSAFE

  • Pour INSA (TBI (Coord.) & CRITT Bio Industrie)
  • Pour INP Toulouse (UCAI-UMR1010)
  • Pour INRAE (PNCA-UMR0914, Toxalim-UMR1313, PSAE-UMR0210, SayFood-UMR0782)

AstroPOU Project

2021-2025

AstroPOU / Collaboration – INSA – CNES 

Étude, faisabilité de production de sources alimentaires (protéines), et de biopolymères pour des applications en Support Vie dans le cadre de vols habités longue durée (INSA/CNES).

L’objectif est de définir des voies de valorisation de déchets organiques par transformation microbienne pour la production de Protéines d’Organismes Unicellulaires et de biopolymères au sein d’un système Support Vie d’une future station Lunaire et Martienne.

Partners : TBI (Coord.), CNES

LALLWALL project

2016-

Cartographier et comprendre le support structurel de la diversité fonctionnelle de souches probiotiques et postbiotiques bactérienne et de levures. Dans ce partenariat industriel avec l’entreprise Lallemand, unité d’affaires Nutrition Animale, il s’agit d’explorer les bases structurelles (en particulier au niveau de l’enveloppe des microorganismes) et métaboliques des propriétés fonctionnelles de diverses souches d’intérêt en nutrition animale ainsi que la diversité fonctionnelle de ces souches en vue de développer des stratégies et outils d’amélioration des souches et de leur production.

Partners : Lallemand Nutrition Animale

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