Bioreactor design and implementation strategies for the cultivation of filamentous fungi and the production of fungal metabolites: from traditional methods to engineered systems

The production of fungal metabolites and conidia at an industrial scale requires an adequate yield at relatively low cost. To this end, many factors are examined and the design of the bioreactor to be used for the selected product takes a predominant place in the analysis. One approach to addressing the issue is to integrate the scaling-up procedure according to the biological characteristics of the microorganism considered, i.e. in our case filamentous fungi. Indeed, the scaling-up procedure is considered as one of the major bottlenecks in fermentation technology, mainly due to the near impossibility of reproducing the ideal conditions obtained in small reactors designed for research purposes when transposing them to a much larger production scale. The present review seeks to make the point regarding the bioreactor design and its implementation for cultivation of filamentous fungi and the production of fungal metabolites according to different developmental stages of fungi of industrial interest. Solid-state (semi-solid), submerged, fermentation and biofilm reactors are analyzed. The different bioreactor designs used for these three processes are also described at the technological level. Conception de bioréacteurs et mise en œuvre de stratégies pour la culture de champignons filamenteux et la production de métabolites d’origine fongique : des méthodes traditionnelles aux technologies actuellesLa production de métabolites d’origine fongique et de conidies à l’échelle industrielle requiert un procédé adéquat à cout relativement bas. À cet effet, beaucoup de facteurs sont analysés et la configuration du bioréacteur à utiliser pour le produit retenu occupe une place prépondérante dans l’analyse. Une approche à suivre pour résoudre le problème relatif à la production de métabolites et de conidies par les champignons consiste à maitriser la montée en échelle du procédé de fermentation avec le respect de caractéristiques biologiques de micro-organismes, tels que les champignons filamenteux pour le cas qui concerne notre étude. En effet, cette montée en échelle est considérée comme l’un des principaux points d’achoppement en technologie de fermentation : ceci en raison de la quasi impossibilité de reproduire exactement les mêmes conditions idéales obtenues en utilisant les petits réacteurs de recherche au moment de les transposer à la production à grande échelle. La présente revue vise à faire le point sur la conception de bioréacteurs et leur mise en œuvre pour