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L'invention se rapporte à la preparation des produits des-
tines à une utilisation sous forme d'aerosols.
Il s'agit notamment des cosmé~iques, d'articles d'hygiène,
de produits pharmaceutiques ou para-~pharmaceutique:sà usage externe
et de produits alimentaires. Ils peuvent avoir la consistance pâ-
teuse, cremeuse ou liquide.
Les cosmetiques classiques, outre leurs principes actifs
qui sont très varias, utilisent le plus souvent des agents conser-
vateurs chimiques (antioxydants, bactericides, bacteriostatiques,
fongicides, fongistatiques) plus ou moins toxiques ou agressifs
pour la peau. Leur conditionnement en aerosols, si l'on effectwe
une purge du recipient de son air residuel par l'agent propulseur,
supprime dans certains cas la necessite d'utiliser un antiox~vdant.
Toutefois, le propulseur est un gaz d'origine chimique, azote ou
derivé chlorofluoré par exemple, dépourvu de proprietés microbici-
des et il est donc nécessaire d'ajouter des agents possédant
celles-ci.
Des inconvénients du même genre se présentent dans de
i nombreux produits, autresgue les cosmétiques, conditionnés en
aérosols.
.. . .
L'invention se propose de supprimer ces inconvénients et
; d'obtenir une stabilisation efficace du produit conditionne en
aerosol, generalement sans utiliser de conservateur chimique, tout
en ameliorant par ailleurs la stabilite, la purete microbiologique
et, dans bien des cas, les qualites biologiquement actives du pro-
duit ainsi conditionne.
Elle a pour objet un procede de preparation de produits
destines à une utilisation sous forme d'aerosols, comportant la
preparation d'une composition de base, l'introduction de cette
composition dans un recipient pour aerosols, et la mise en oeuvre
d'un agent propulseur, caracterise par l'ensemencement prealable
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de la composition par des microorganismes aptes a provoquer une
fermentation avec dégagement, dans le récipient, de gaz carbo-
nique jouant le rôle d'agent propulseur,
L'invention a encore pour objet un dispositif dont est
équipé le récipient aérosol et qui permet l'introduction dans le-
dit récipient, apres stabilisation de la pression qui y regne ~
l'issue de la fermentatlon, de certa1ns constituants du produit
qul seralent susceptibles de nuire au développement des microor-
ganismes,
Les diverses particularités, ainsi que l~s avantages de
l'invention, apparaltront clalrement a l'aide de la description
ci-apres.
Au dessin annexé :
La figure 1 représente schématlquement un récipient aéro-
sol munl d'un dispositif d'introduction de constituants, conforme
un premier mode d'execution de l'invention, que la
Figure 2 représente schématlquement, vu en plan ; et la
Figure 3 est une vue en coupe d'un d~spositif d'introduc-
tion de constituants sous pression, conforme a une variante.
.~ 20 On illustrera maintenant le procédé qul fait l'objet de
l'invention en decrivant un certain nombre d'exemples d'applica-
tions, donnés a titre non limitatif~ et pris dans l'industrie des
cosmétiques.
Exemple 1
Emulsion solaire
On prépare une emulsion ayant la composition suivante :
Phase grasse g
Monostearate de sorbitan 15
Huile de noisettes 30
Huile d'amandes douces 30
Myristate d'isopropyle 20
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Gire d'abeille 5
Alcool cétylique 10
Agent antisolaire 20
Phase aqueuse :
Monostearate de sorbitan polyéthoxylé 35
Saccharose 50
Sulfate d'ammonium 0,2
Phosphate de potassium 0,2
Sulfate de magnésium 0,1
10 Eau distillée Q,S.P. 1000 + quelques
oligo-éléments en solution très diluée (Fe, Zn, Mn, Co).
L'émulsion est préparée de aniere classique en faisant
fondre la phase grasse a 65, puis, en la maintenant a cette tem-
pérature, en chauffant la phase aqueuse a 65 et en la maintenant
a cette température jusqu'a dissolution des ingrédients et en ver-
, sant lentement, sous agitation lente, la phase grasse dans la
~, phase aqueuse.
`/ On poursuit ensuite l'agitation jusqu'a descente de la
:3
température a 32 et on 1'ensemence aves des grains de kéfir.
Le kéfir se presente sous forme de grains durs, translu-
cides, de forme irréguliere et de taille variable (3 a 10 mm) ;
chacun de ceux-ci repr~sente un amoncellement considérable des
quatre microorganismes spécifiques du kéfir, a savoir 3 bactéries
et une levure. Il s'agit des trois bactéries suivantes : lacto-
bacillus caucasicus, streptocoque lactis, leuconostoc mesentero~de,
et de la levure saccharomyces fragilis.
La culture du kéfir est faite, de maniere connue en soi,
en prenant soin de préparer le milieu de culture et de le renou-
veler périodiquement pour obtenir un bon état physiologique des
grains permettant une activité fermentative intense.
L'on ensemence 1 kg d'émulsion avec 50 9 de grains de
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kefir, a la temperature de 32, et on lajsse en contact 8 heures en
maintenant cette temperature. Il se produit ainsi une multiplica-
tion des microorganismes se traduisant par une augmentation du
poids des grains, accompagnee d'une migration des microorganismes
vers la phase aqueuse de l'emulsion oq ils restent en suspension.
Par filtrage sur tissu lorsque l'operation d'ensemencement est
achevee, les grains de kefir sont separes de l'emulsion et peuvent
ainsi être reutilises. Ce filtrage evite qu'11s puissent obturer
la valve du récipient aérosol.
Au cours de la fermentation, le pH de l'émulsion aura ten-
dance 3 ba;sser et il est preferable, pour l'ajuster a la valeur
6,5, de proceder a l'addition, dans l'emulsion ensemencee et fil-
tree mais non encore conditionnee, d'un agent alcalin tel que de
. ~ .. ,
la triethanolam~ne, ce qui a pour effet d'activer la fermentation.
Le conditionnement de l'emulsion s'effectue ensuite en
repartissant l'émulsion ensemencee dans des recipients aerosols,
en purgeant le volume residuel a l'azote, puis en fixant la valve
par sertissage. On place ensuite les recipients en etuve a la tem-
perature de 32, et l'on suit l'evolution de 1a pression resultant
de la fermentation, Celle-ci se stabilise au bout de 7 jours et,
mesuree à la temperature de 25D, atteint une valeur de 8 kg. La
fermentation est alors terminee.
Le produit etant devenu, au cours de la fermentation, trop
aclde pour un usage cosmetologique, et ne contenant aucun parfum
(ceux-ci etant nuisibles pour les microorganismes, ne sont pas pre-
vus dans la composition de l'emulsion telle qu'indiquee ci-dessus),
il convient d'ajouter, apres fermentation, un agent alcalin (nou-
; velle addition de triethanolamine) ramenant le pH a la valeur de-
siree et un concentre de parfum.
Cette addition s'effectue a l'aide du dispositif repre-
sente au dessin.
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Dans un premier mode d'exécution (figures 1 et 2~ celui-
ci est un petit récipient en forme de couronne 1, fixé autour de
la partie supérieure du tube plongeur H attenant a la valve, elle-
même fixee au recipient aerosol V. Ce dernier comporte, de façon
connue en soi, une valve munie d'un bouchon djffuseur A. Le~ meca-
nisme de la valve est loge dans une coquille E dont l'embout El
s'accroche a l'extremite superieure du tube plongeur. Une coupelle
3 ressort F loge un ressort G et se term1ne par un gicleur rece-
vant la tige Al du diffuseur A. Une coupelle B ferme le récipient
et supporte la valve et le diffuseur. Un joint de coupelle C et un
i
joint interne d'étanché~té D sont prevus. La coupelle à ressort F
assure la fermeture étanche de la valve quand le bouton diffuseur
A n'est pas enfoncé.
; Le récipient 1 comporte, soit des cloisons qui délimitent
des compartiments, soit des logements tels que 2, 3, 4 (figure 2).
Aprbs introduction de l'émulsion ensemencée dans le
vase d'expansion et avant le sertissage de la valve, le parfum et
l'agent alcalin sont respectivement placés dans deux des logements
du récipient 1. Une fois la fermentation terminée, on incline ou
on retourne complétement le récipient aérosol de façon a faire
tomber ces produits dans l'émulsion.
Dans la variante de la figure 3, un réservoir 5 comporte
un embout supérieur 6 apte a etre relié a une source de gaz com-
primé et un conduit lateral 7 destine a l'introduction des pro-
duits additifs. Cette introduction s'effectue a l'aide d'une serin-
gue, apres quoi le conduit 7 est ferme par un bouchon 8.
Le reservoir 5 comporte un embout inferieur 9 muni d'une
piece lO destinée a s'adapter sur le g;cleur de la coupelle a res-
sort de la valve. On a figure une piece femelle destinee a s'adap-
ter sur un gicleur m~le. Cette piece sera m~le pour une valvefemelle.
-- 5 --
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..
L'exemple qui vient d'être decrit permet de bien compren-
dre les particularites de l'invention.
La preparation de l'emulsion avant ensemensement est
classique. Toutefois, l'on a elimine le parfum et tout autre cons-
; tituant susceptible de nuire au developpément des microorganismes
dans l'emulsion ensemencee. Par contre, l'on aajoute a la composi-
tion classique du saccharose et certains sels mineraux, sulfate
d'ammonium, phosphate de potassium, sulfate de magnesium , le sac-
charose sert d'agent nutritif indispensable aux microorganismes ;
de même les sels mineraux apportent les elements essentiels (azote,
phosphore, soufre, magnesium, potassium) necessaires a leur deve- 5
loppement.
L'on a ajoute egalement des oligo-elements qui, sans
être indispensableS jouent le rôle de catalyseurs de la fermenta-
tion.
L'emulgateur (monostearate de sorbitan polyethoxyle) a
ete choisi parmi ceux qui se sont reveles non toxiques ou peu to-
xiques pour les microorganismes.
Cette emulsion est du type "huile dans l'eau". Elle est
ramenee à la temperature de 32 avant ensemencement. Une tempera-
ture de 32 s'est revelee optimale pour le developpement des micro-
organismes du kefir. Toutefois, l'ensemencement ainsi gue la fermen-
tation peuvent s'èffectuer à une temperature comprise entre 18 et
35, la duree de l'ensemencement varlant entre 6 et 12 heures sui-
vant que la temperature est choisie en bas ou en haut de la gamme.
En dehors de cette gamme, la fermentatlon ulterieure serait incom-
plete et ne permettrait pas d'atteindre des pressions suffisantes.
La pression de propulsion dans l'aerosol est en effet
obtenue grâce a la formation de gaz carbonique au cours de la fer-
mentation. Ce gaz carbonique, d'origine biologique, etant en quel-
que sorte fabrique in situ, aucun probleme d'introduction dans le
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recipient aerosol et de melange avec le produit ne se pose, Par
ailleurs, le developpement des m~roorganismes qui provoquent la fer-
mentation se falt au detriment de celui de tout autre microorganis-
me nuisible qui pourrait être present, Cet effet s'ajoute au pou-
voir bactericide et bacteriostatique propre au gaz carbonique, si
bien que l'on peut ici se passer de tout conservateur chimique
Contrairement aux conservateurs chimiques, le gaz carbonique (d'o-
rigine biologique, donc pur) est entièrement anallergene.
Un avantage supplémentaire du procédé décrit résulte du
fait que les levures ont la propriété de biosynthétiser les vita-
mines B, qui constituent un élément intéressant pour un produit
dermatologique. D'une maniere genérale, l'agent de fermentation
permet la biosynthese de differents principes biologiquement ac-
tifs (vitamines, énzymes, proteines).
Il y a donc a la fois auto-pressurisation, auto-conserva-
tion et auto-enrichissement biologique du produit ensemence.
La purge effectuée apres introduction du produit dans le
récipient aérosol evite la production de reactions d'oxydation.
Exemple 2
; 20 Eau tbnique
Le procédé est le même que pour l'exemple 1, avec la formulation
suivante au depart :
Infusion gentiane-cassis a 5 9/l chacun : Q S.P. 1000
Saccharose 50 g
Sufate de magnesium 0,05 9
Phosphate de potassium 0,1 9
.
Nitrate d'ammonium 0,2 9
Chlorure de sodium 0,1 9
Le temps de contact avec le kefir, pour l'ensemencement,
est reduit a 7 heures, la viscosite du milieu etant beaucoup plus
faible que dans l'exemple precedent.
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La fermentation est arrêtée au bout de 5 jours, une pres~
sion stable de 9 kg, mesurée à la température de 25, etant at-
teinte. On introduit ensuite un agent alcalin (par exemple triétha-
nolamine) pour ramener le pH (qui a attelnt la valeur 3,4 à la fin
de la fermentation) à une valeur adequate, unconcentré de parfum et
un solubilisateur permettant de dissoudre ce dernier.
Cette introduction peut s'effectuer par exemple au moyen
du dispositif représenté aux figures 1 et 2. On met alors 0,32 cc
de parfum et 0,83 cc de solubilisateur (alcyl phénol polyethoxyle)
dans l'un des logements du recipient 1 , 0,65 cc de triethanola-
mine dans un autre logement. Une fois la pression stabilisee, on
renverse le récipient aérosol, puis on agite pour assurer l'homo-
; généité du mélange.
Exemple 3
Shampooing au til'l'bul
L'on prépare séparément deux solutions, ci-dessous dési-
gnées A et B, par simple chauffage des mélanges suivants :
~Infusion tilleul (10 g/l) Q.S.P. 1000
~Saccharose 50 g
Nitrate d'ammonium 0,2 9
Solution A Phosphate disodique de
sodium 0,1 9
Sulfate de magnésium 0,05 9
Chlorure de potassium 0,05 9
Laurylsarcosinate de sodium à 40 % 100 9
Solution B Lauryl ether sulfate de triethanolamine
; à 30 X 150 9
L'on ensemence uniquement la solution A avec 50 9 de kefir
par litre et on laisse en contact pendant 9 heures à la temperature
de 30-
Apres filtrage, l'on ajuste le pH a la valeur de 6,5 comme
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dans l'exemple 1, puis l'on conditionne en récipients aerosols lasolution A ainsi ensemencee. Les recipients sont mis à l'etuve à
la temperature de 30 et la pression se stabilise au bout de 5
jours, à la valeur de 7 kg, mesuree à 25.
A l'aide du dispositif represente a la figure 3, l'on in-
iecte ensuite dans les recipients, sous une pression superieure à
.
la pression interne de l'aerosol, 20 cc de la solution B ci-dessus;
de plus, comme dans l'exemple précedent, un agent correcteur de pH,
un concentre de parfum et un solubilisateur sont ajoutes au moyen
du dispositif represente aux figures 1 et 2, On agite afin d' assu-
rer l'homogeneite,
La solution B comprend deux tensio-actifs necessaires a la
preparation du shampooing, mais aptes à contrarier la fermentation,
c'est pourquoi leur introduction ne s'effectue qu'une fois celle-
ci terminee.
Lotion après rasage
L'on prepare separement, par simple chauffage du mélange de
leurs constituants, les solutlons A et B ci-après :
Alcool ~ 96 (Temp. 15C) 607,7 cm3 ou 548 9
A Glycerine 10 g
Solubilisateur 4 9
Parfum 10 9
Saccharose 30 9
Eau permutee : Q.S,P, 1 kg
B Phosphate disodique de sodium 0,05 9
Sulfate de magnesium 0,03 g
Nitrate d'ammonium 0?1 9
Chlorure de potassium 0,03 9
L'on ensemence uniquement la solution B avec 50 g de kefir
par litre, et l'on maintient le contact pendant 8 heures, à la
g
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temperature de 32C. Après filtrage, l'on aiuste le pH à la valeur
6,5 puis l'on conditionne en récipients aérosols la solution B
ainsi ensemencée.
Les récipients sont mis ~ l'étuve à la temperature de 32
et la press;on se stabilise au bout de 8 jours a la valeur de 6 kg,
mesurée à 25.
A l'aide du dispositif représenté a la figure 3, l'on in-
jecte ensuite dans les récipients, sous une pression supérieure a
la pression interne de l'aérosol, 55 cc de la solution A. Par ail-
leurs, I g d'allantoine et 0,3 9 de triéthanolamine sont ajoutes aumoyen du dispositif represente aux figures 1 et 2. On agite afin
d'assurer l'homogeneite.
La solution A contient notamment l'alcool et le parfum,
qui sont incompatibles avec le developpement des microorganismes
'- et ne sont donc aioutes qu'apras la fermentation.
Dans les quatre exemples qui viennent d'être decrits, 1'
on a utilise comme agent de fermentation une association de bacte-
ries et de levures particuliarement active et facile a cultiver et
a utiliser, à savoir le kefir, mais il ne s'agit la que d'un mode
avantageux d'execution du procede. Si, d'une facon generale, les
levures sont ~ preferer aux bacteries parce qu'elles n'exigent
qu'un milieu de culture peu elabore, donc peu coû~eux, et qu'elles
sont robustes vls-a-vis des divers constituants des produits, et
vis-a-vis de l'excès d'acidite et du gaz carbonique, l'on pourra
. .
aussi utiliser par exemple le saccharamyces cerevisiae, le saccha-
romyces apiculatus ou le saccharomyces mali. Il est de même possi-
ble d'utiliser avec succes certaines bacteries anaerobies non pa-
thogenes, de preference choisies dans les familles suivantes : les
bacteries telles que : lactobacillus fermenti, lactobacillus pasto-
rianus, lactobacillus bifidus ; les micrococcacées, telles que :
leuconostoc ectrovorum~ leuconostoc dextranicum, leuconostoc mesen-
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tero~de , les actinomycetacees, telles que le propionibacterum pen~
tosaceum , les clostridiacees, telles que le clostridium aceto bu-
tylicum, le clostrid;um saccharobutylicum, le clostridum aceton~
cum, le clostridium butylicum, le clostridium toanum, le clostridium
butyricum , les bacillacees, telles que : le bacillus acetoethyli~
cus ou le bacillus polymyxa.
Le choix de l'agent de fermentation pourra s'effectuer,
dans chaque préparatlon, en fonction de la pression recherchée
pour le gaz carbonique propulseur et des métabolites que l'on
désire biosynthétiser
Exemple 5
: Emulsibn adbucissante
1 L'on prépare, en en faisant fondre les constituants a 65,
une phase grasse comportant :
Lanoline 40 g
Huile de noisettes 50 9
Huile de germes de blé 30 9
Monostéarate de glycérol 30 g
Monostéarate de glycol 20 g
Alcool stéarylique 15 g
L'on prépare une phase aqueuse comportant :
Phosphate de potassium 0,2 9
Sulfate de magnésium 0,1 9
Sulfate d'ammonium 0,1 9
Maltose 40 9
Infusion de tilleul Q.S~P 1000
:~- Alcool gras polyethoxyle a 17
molécules d'oxyde d'éthylène 30 9
La phase aqueuse, chauffée jusqu'a la température de 65,
est mélangee a la phase grasse, qui a eté maintenue a la même tem-
perature, en versant lentement, sous agitation faible, la phase
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grasse dans la phase aqueuse. On maintient l'agitation jusgu'a re~
froidissement à 30, L'ensemencement du mélange s'effectue ensuite
en introduisant 1 9 de saccharomyces cerevisiae (levure basse)
lyophylisé pour 100 9 d'émulsion a 30, et en laissant en contact
pendant 6 heures, Apres filtrage sur tissu, l'on ajuste le pH a
6,5.
Le conditionnement s'effectue en répartissant l'émulsion
dans les récipients aerosol (on introduit 80 cc d'émulsion dans un
récipient de contenance totale 115 cc), en purgeant le volume ré-
siduel a l'azote et en fixant les valves,
; j
Les récipients sont mis a l'étuve a 30 pendant 8 jours.
La stabilisation de la pression a la valeur de 6 kg (mesuréè a 25)
est alors atteinte,
A l'aide du dispositif d~ja decrit, l'on lntroduit, apres
fermentation, un agent alcalin pour neutraliser l'exces d'acidité,
et un concentré de parfum.
EXempl~e 6
Lotion astringente
L'on prépare le mélange suivant :
i 20 Eau distillee Q.S,P. 1000
Jus de pomme 300 9
Jus de raisin 150 9
Glucose 20 9
Phosphate de potassium0,2 9
Sulfate de magnesium 0,1 9
Sulfate d'ammonium 0,2 9
L' ensemencement et le conditionnemént se font suivant le
procede utilise dans l'exemple 5, L'agent de fermentation employe
est le saccharomyces aplculatus. La pression développée par la fer-
mentation est stabilisée au bout de 8 jours, mesurée a 25, et est
de l'ordre de 8 a 9 kg, L'addition d'un agent correcteur de p~,
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d'un parfum et d'un solubilisateur, s'effectue comme deja indique.
Exemple 7
Emulsion hydratante
La phase aqueuse de l'emulsion est preparee en dissol
vant, dans un litre de bouillon de pommes de terre préalablement
filtre, lO g de peptone, 30 g de glucose, et 2,5 9 d'asparagine.
L'on ajoute 30 9 d'un emulgateur choisi dans la famille des tensio-
actifs non inoniques résultant de la condensation mixte d'oxydes
d'éthylane et de propylene (HLB 14).
La phase grassè de l'emulsion est preparee en faisant
fondre au bain-marie, puis en melangeant intimement, les consti-
tuants :
Lanoline purifiee 20 g
Huile d'amandes douces 60 g
Monostearate de glycerol 50 g
Alcool cetylique 15 9
On porte a la température de 65, 855 g de phase
aqueuse et l'on y incorpore lentement, sous agitation faible et re-
guliare, 145 g de phase grasse préalablement amenée a la tempera-
ture de 65. L'agitation est poursuivie Jusqu'a refroidissement a
` 30.
L'ensemencement de llemulsion, maintenu a 30, s'effec-
tue par addition de 10 cc d'une suspension de clostridium butyri-
cum dans une ~lution tampon de phosphate M/15 de pH 6,9.
Apres homogeneisation, l'on conditionne l'emulsion comme
decrit dans l'exemple precedent, la stabilisation etant obtenue au
bout de 10 jours avec une valeur de pression~ mesuree a 25, egale
a 4 kg.
L'on ajoute le parfum et l'agent alcalin de neutralisa-
tion de l'exces d'acidjte suivant le procede decrit plus haut.
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Exemple 8
; Eau vitaminee
L'on prepare le melange des constituants suivants :
Extrait etheré de levure 3 9
Melange salin de speakman 2 g
! Sulfate d'ammon;um 0,4 g
Glucose 35 g
Caseine hydrolysée 7 g
Eau distillée Q.S,P, 1000
On chauffe a 50 et on filtre. L'ensemencement est prati-
qùé avec une souche fraiche (moins de 29 heures) de clostridium
acétobutylicum développée sur un milieu constitué de bouillie de
céréales (blé et ma~s), d'extrait de levure et de glucose.
Le conditionnement s'effectue comme a l'exemple précédent;
; la température d'ensemencement et de fermentation est de 33. La
stabilisation est obtenue au bout de 8 jours, la pression attei-
gnant 6 kg (mesurée a 25),
Le parfum, le neutralisateur d'acid~té et le solubilisa-
teur sont ajoutés, apres fermentation, de la maniere déjà décrite,
Il est à nouveau souligné que les exemples ci-dessus ne
sont nullement limitatifs.
; Dans tous les exemples, l'on a choisi un émulgateur ne
nuisant pas de maniere excessive a la fermentation. D'une façon
génerale, on le choisira de preference dans le groupe des esters
de sorbitan polyethoxyles, des tensio-actifs non ioniques resul-
tant de la condensation mixte d'oxydes d'ethylene et de propylene,
ou des alcools gras polyethoxyles, Il convient de souligner que
la plupart des emulgateurs connus sont toxiques aux microorgamsmes
et qu'un choix strict s'impose. Le milieu de culture comporte
necessairement un sucre ou un corps apte a fournir un sucre
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("précurseur" de sucre, tel que l'amidon). Sa composition Variera
suivant les microorgan~smes ut11ises comme egents de fermentation.
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