Bactéries lactiques
De la génétique aux ferments

Sommaire et contenu du livre "Bactéries lactiques - De la génétique aux ferments"

Table des matières


Chapitre 1

The taxonomy of lactic acid bacteria (Bruno Pot) 1

1.
Introduction 1

2.
Sorne definitions 2

3.
The techniques used for the classification and identification of LAB 7

3.1.
Phenotypic techniques 7

3.1.1.
Morphology 7

3.1.2.
Physiology 7

3.1.3.
Carbohydrate fermentation patterns : 7

3.1.4.
Cell wall composition 8

3.1.5.
Electrophoretic mobility oflactic acid dehydrogenases 9

3.1.6.
Sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE)
of whole-cell proteins 10

3.1.7.
Serology 10

3.1.8.
Chemotaxonomicmarkers..................................... .. Il

3.1.9.
Structure and immunological relationships oflactic acid dehydrogenases
and other enzymes 12

3.2.
Genotypic techniques 12

3.2.1.
Plasmid profiling 12

3.2.2.
DNA base content and DNA:DNA reassociation studies 12

3.2.3.
DNA:rRNA hybridization 13

3.2.4.
Comparative analysis of 16S/23S rRNA sequences 13

3.3.
Typing techniques 15

3.3.1.
Sequencing of housekeeping genes 15

3.3.2.
DNA Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) 16

3.3.3.
Typing methods based on the Polymerase Chain Reaction (PCR) 16

3.3.4.
The Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP)
fingerprinting technique 17

3.3.5.
Pulsed-Field Gel Electrophoresis (PFGE) 17

3.3.6.
Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis (ARDRA) 18

3.4. Methods to study complex populations 18
3.4.1. Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE); Temperature Gradient Gel Electrophoresis (TGGE) , 18
3.4.2. Identification microarrays , 19
4. The taxonomy of LAB ' 19
4.1. A liule bit ofhistory ' 41
4.2. The genus Laclobacillus 42
4.2.1. The Laclobacillus acidophilus group 44
4.2.2. The Laclobacillus casei group 46
4.2.3. The Laclobacillus corynejormis group 50
4.2.4. The Laclobacillus perolens group and Paralaclobacillus selangorensis 51
4.2.5. The Laclobacillus planlarum gr4.2.6. The Laclobacillus buchneri group 56
4.2.7. The Laclobacillus reuleri group 59
4.2.8. The Laclobacillus salivarius group and Laclobacillus vilulinus 65
4.2.9. Non-validated lactobacilli 7J
4.2.1 OThe Pediococcus group 71 4.2.IIThe genus Aerococcus 73 4.2.12The genus Telragenococcus 74 4.2.13The genus Enlerococcus 76 4.2.l4The genus Carnobaclerium 80 4.2.15The genus Vagococcus 82 4.2.16The genus Weissella 83 4.2.17The genera Leuconosloc and Oenococcus 85 4.2.18The genera SIreplococCUs and Laclococcus 88 4.2.19The genera Bifidobaclerium, Gardnerella, Scardovia
and Parascardovia 92 4.2.20The genus Sporolaclobacillus 103 4.2.21The genera Alopobium and Olsenella 105 4.2.22The genera Dolosigranulum and Alloiococcus 106
5. Conclusions and future perspectives 106 References ' 109
Chapitre 2
Génétique des bactéries lactiques (Pierre Renault) . 153
1.
Introduction . 153

2.
Techniques de biologie moléculaire . 154 :a; u


::l
2.1. Méthodes d'analyse des écosystèmes et de la biodiversité . 154 c:
''
2.1.1. Analyse de la diversité des espèces . 155
'
'
2.1.2. Analyse de la diversité des souches . 159 :~
.9
::l 2.1.3. Méthode de suivi des individus dans les écosystèmes . 162
2.1.4. Analyse de la viabilité et de l'activité métabolique au sein c:0c: des écosystèmes . 164 '0.'
0
2.1.5. Conclusion . 166 .9'
0
2.2. Techniques de modification des bactéries lactiques . 167 .I:. c. -'
2.2.1. Vecteurs et hôtes , . 167 1
2.2.2. Transformation . 169 ,nQi
>
2.2.3. Modifications ciblées et remplacement de gène . 17J '0...J
2.3. Séquençage des génomes . 171 cg
2.4.
Analyse bio-informatique des génomes et bases de données 176

2.4.1.
Outils d'analyse et d'annotation des séquences 176

2.4.2.
Bases de données 177

2.5.
Nouvelles techniques moléculaires 178

2.5.1.
Transcriptomique 178

2.5.2.
Protéomique 185

2.5.3.
Réseau d'interaction des protéines 188

2.5.4.
Métabolomique 190

3.
Génomeset évolution................................................. .. 191

3.1.
Génome des bactéries lactiques 191

3.1.1.
Chromosome .............................................. .. 191

3.1.2.
Éléments génétiques mobiles 192

3.2.
Mécanismes régi'ssant les échanges génétiques 199

3.2.1.
Conjugaison 200

3.2.2.
Transduction 203

3.2.3.
Transformation naturelle 203

3.2.4.
Barrières aux transferts de gène 205

3.3.
Variabilité des génomes 205

3.3.1.
Vues actuelles sur l'évolution des génomes procaryotes 206

3.3.2.
Modifications spontanées du génome 207

3.3.3.
Perte massive de gènes 208

3.3.4.
Acquisition de gènes 209

3.4.
Conclusion: « le génome» et « l'espèce» chez les bactéries lactiques 210

4.
Contrôle de l'expression et adaptation 212

4.1.
Mécanismes de bases 213

4.2.
Régulation des signaux de l'environnement. 216

4.2.1.
Facteurs sigma 216

4.2.2.
Systèmes à deux composants (TCS) 218

4.2.3.
Réponses aux changements d'osmolarité, aux ions
et au stress oxydatif 220

4.2.4.
Contrôle des gènes impliqués dans les chocs thermiques 221

4.3.
Contrôle du métabolisme carboné 223

4.3.1.
Contrôle du catabolisme des sucres 223

4.3.2.
Régulation transcriptionnelle des gènes de la glycolyse 229

4.3.3.
Régulation du métabolisme des acides organiques 230

4.4.
Contrôle du métabolisme des composés azotés 231

4.4.1.
Régulation du système protéolytique 232

~ 4.4.2. Régulation des voies de biosynthèse des acides aminés 235

§'' 4.4.3. Régulation du métabolisme de l'urée 239

~ 4.5. Contrôle des voies de synthèse des nucléotides 240

~ 4.6. Réseaux de régulation 241

rn 4.7. Communication cellulaire 243

c
g 5. Conclusion et perspectives 245
'
.
~ Références bibliographiques
9
Chapitre 3

Métabolisme et ingénierie métabolique (Véronique Monnet, Danièle Atlan,
Catherine Béai, Marie-Christine Champomier-Vergès, Marie-Pierre Chapot­
Chartier, Hichem Chouayekh, Muriel Cocaign-Bousquet, Marie Deghorain.
Philippe Gaudu, Christophe Gilbert, Eric Guédon, Isabelle Guillouard,
Philippe Goffin, Jean Guzzo, Pascal Hols, Vincent Juillard, Victor Ladero,
Nic Lindley, Sylvie Lortal, Pascal Loubière, Emmanuelle Maguin,
Christophe Monnet, Françoise Rul, Raphaëlle Tourdot-Maréchal
et Mireille Yvon) 271

1.
Vue globale du métabolisme et des voies de production d'énergie
chez les bactéries lactiques 271

LI.
Les bactéries lactiques: des bactéries au métabolisme carboné relativement
simple 271

1.2.
Les bactéries lactiques: des bactéries aux sous-produits métaboliques
intéressants mais qu'il faut domestiquer! 274

1.3.
Les bactéries lactiques: des bactéries bien adaptées à leur niche écologique 274

1.4.
Les bactéries lactiques: des bactéries qui n'ont pas encore tout dit
de leur métabolisme? 275

2.
Outils de modification génétique des bactéries lactiques 277

2.1.
Vecteurs de clonage 278

2.1.1.
Vecteurs de clonage réplicatifs chez les bactéries lactiques 278

2.1.2.
Vecteur de clonage intégratif en un site spécifique du chromosome
des bactéries lactiques 279

2.2.
Inactivation de gènes 280

2.2.1.
1nactivation par recombinaison homologue 280

2.2.2.
Inactivation par transposition 283

2.2.3
Retrohoming par les introns de groupe Il 285

2.3.
Promoteurs inductibles et production contrôlée de protéines chez les BL 285

2.4.
Gènes rapporteurs -Mesure de l'expression des gènes 288

2.5.
Marqueurs de sélection chez les bactéries lactiques 288

2.6.
Conclusions 290

3. Métabolisme carboné des bactéries lactiques 29]
3.1.
Transport des sucres 291

3.1.1.
Système perméase 291

3.1.2.
Système PTS 292

3.1.3.
Système d'entrée en fonction du sucre 293

3.1.4.
Régulation de l'entrée des sucres 294

3.2.
Catabolisme des sucres 297

3.2.1.
Voies métaboliques centrales 297

3.2.2.
Voies métaboliques spécifiques des sucres 298

3.2.3.
Voies métaboliques en aval du pyruvate 300

3.2.4.
Régulation des voies métaboliques 301

3.3.
Métabolisme de l'acide citrique 307

3.3.1.
Transport du citrate 307

3.3.2.
Hydrolyse du citrate 309

3.3.3.
Décarboxylation de ]'oxaloacetate 309

3.3.4.
Utilisation du pyruvate 310

3.4.
Métabolisme de l'acide malique 313 '
3.4.1.
Acide L-malique et maturité du fruit. 313

3.4.2.
MétaboliSme de l'acide malique ou fermentation malolactique
des vins 313

3.4.3.
Enzymes impliquées dans le métabolisme du L-malate 314

3.4.4.
Le métabolisme de l'acide malique génère une force protomotrice
membranaire 317

3.4.5.
La fermentation malolactique est-elle régulée? 318

3.5.
Production de polysaccharides 319

3.5.1.
Nature des exopolysaccharides produits par les bactéries lactiques 320

3.5.2.
Hétéropolysaccharides 323

3.5.2.
Aspects qualitatifs et quantitatifs de la production des EPS
chez les bactéries lactiques 327

3.5.3.
Applications industrielles des EPS de bactéries lactiques 329

2.5.4.
Conclusions 331

2.6.
Ingénierie du métabolisme carboné 332

2.6.1.
Ingénierie des voies de transport et du catabolisme des sucres 332

3.6.3.
Réorientation des intermédiaires de la glycolyse 340

3.6.4.
Conclusions et perspectives 342

4.
Métabolisme azoté 343

4.1.
Auxotrophies, besoins en azote et protéase de paroi 343

4.1.1.
Auxotrophies 343

4.1.2.
Besoins azotés et rôle du système protéolytique 348

4.1.3.
Les protéases de paroi 349

4.2.
Transport des acides aminés et des peptides 356

4.2.1.
Le transport: une nécessité pour la bactérie 356

4.2.2.
Le transport des acides aminés 356

4.2.3.
Le transport des peptides 357

4.2.4.
Rôle des différents transporteurs sur la croissance en lait 363

4.2.5.
Conclusions 363

4.3.
Peptidases et ingénierie de la protéolyse 364

4.3.1.
Nomenclature -classification des peptidases 364

4.3.2.
Peptidases spécifiques d'une espèce 372

4.3.2.
Localisation cellulaire des peptidases 372

4.3.3.
Rôle physiologique et technologique des peptidases 372

4.3.4.
Ingénierie de la protéolyse 374

4.4.
Régulation du système protéolytique 375

4.4.1.
La régulation de la protéolyse par la source d'azote

chez les lactocoques
: Un modèle de régulation globale 375

4.4.2.
La régulation de la protéolyse par la source d'azote chez d'autres
bactéries lactiques 377

4.4.3.
D'autres signaux, d'autres régulateurs pour d'autres modèles
de régulation 378

4.5.
Catabolisme des acides aminés, production de molécules aromatiques
et ingénierie 379

4.5.1.
Voies cataboliques impliquées dans la production d'énergie 379

4.5.2.
Voies cataboliques impliquées dans la production de molécules
aromatiques 382

4.5.3.
Ingénierie du catabolisme des acides aminés par les bactéries lactiques
pour la production de molécules aromatiques 392

5.
Métabolisme lipidique: lipases et estérases, synthèse et hydrolyse d'esters 393


5.1. Activités estérasiques des bactéries lactiques
5.1.1. Contenu en estérases
5.1.2. Spécificité d'hydrolyse des estérases
5.2. Synthèse versus hydrolyse: quels sont les paramètres qui font pencher la balance?
5.1.3. Rôles des estérases
5.1.4. Ingénierie de la lipolyse et perspectives
6. Métabolisme de la paroi et lyse des bactéries lactiques
6.1. Composition, biosynthèse et catabolisme de la paroi
5.1.1. Le peptidoglycane
6.1.2. Les acides téichoïques
6.1.3. Les polysaccharides de paroi
6.1.4. La couche S
6.2. Autolysines des bactéries lactiques et mécanisme de lyse
6.2.1. Caractérisation moléculaire des hydrolases du peptidoglycane
6.2.2. Mécanismes de lyse
6.2.3. Conditions environnementales et déclenchement de la lyse
6.2.4. Conclusion
6.3. Lyse et conséquences sur la protéolyse et la formation d'arômes
6.3.1. La lyse des levains dans les fromages: état des connaissances
6.3.2. Lyse des levains dans les fromages et impact sur l'affinage
6.3.3. Impact sur l'affinage et accélération de la lyse, perspectives
6.3.4. Les questions qui demeurent
6.3.5. Conclusions
7. Remaniements métaboliques liés aux stress
7.1. Réponses générales aux stress: cas des Heat Shock Proleins
7.2. Réponses spécifiques: Les stress acide et oxydant et leurs interactions
7.2.1. Le stress oxydant
7.1.2. Systèmes de défense limités contre les espèces oxygénées
7.2. Le stress acide
7.2.1. Effet toxique de l'acide lactique
7.2.2. Les cibles cellulaires
7.2.3. Rôle des ATPases
7.3. Interactions entre J'acidité et l'oxygène
7.4. Remaniements métaboliques liés aux stress
7.4.1. Voies dépendantes de l'oxygène
7.4.2. Voies indépendantes de l'oxygène
7.5. Conclusions et perspectives
8. Interactions métaboliques
8.1. Classification des interactions
8.2. Phénomènes d'interaction observés lors de l'élaboration des laits fermentés
8.2.1. Interactions entre bactéries lactiques thermophiles du yaourt
8.2.2. Interactions entre bactéries lactiques et probiotiques ,,
8.3. Phénomènes d'interaction observés en fabrication fromagère
8.3.1. Interactions entre bactéries lactiques protéolytiques
et non protéolytiques
8.3.2. Interactions entre bactéries lactiques mésophiles ,
8.3.3. 1nteractions entre bactéries lactiques et propioniques
8.3.4. 1nteractions entre bactéries lactiques et levures ou moisissures
394

394

397

397
398
399
399
399
400
403
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407
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413
415
415
415
416
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419
421
422
423
423
425
425
428
429
429
431
431
432
432
432
434 ~

436 §
436 ~
437 ..~
438 ~
''
438 g
440 .~
8

441 9

o
~ 442 ~ '' 442 .*
442 .~
....J 443 @
8.4. Autres phénomènes d'interaction faisant intervenir des bactéries lactiques 444 8A.1. Interactions lors de la fabrication de la choucroute ' 444 8A.2. Interactions lors de l'élaboration des vins 444 8A.3. Interactions lors de l'élaboration de la pâte à pain 446
8.5. Conclusions et perspectives 446
9. Conclusions générales et perspectives de recherche sur les bactéries lactiques 447 Références bibliographiques 449
Chapitre 4
Croissance et propriétés fonctionnelles des bactéries lactiques
(Christophe Monnet, Éric Latrille. Catherine Béai et Georges Corrieu) 512
1. Croissance des bactéries lactiques 512
1.1. Généralités sur la croissance bactérienne 512
1.2. Méthodes d'évaluation de la croissance 513
1.2.1. Dénombrements sur milieux gélosés 514
1.2.2. Comptages microscopiques 517
1.2.3. Microscopie de fluorescence 518 1.2A. Cytométrie en flux 521
1.2.5. Comptage électronique 522
1.2.6. Mesures spectrophotométriques 522
1.2.7. Méthode pondérale 523
1.2.8. Méthodes basées sur l'analyse des acides nucléiques 523
1.2.9. Autres méthodes d'évaluation de la croissance 526
1.3. Facteurs influençant la croissance des bactéries lactiques 527
1.3.1. Milieu de culture 527
1.3.2. Effet de la température et du pH 533
1.3.3. Effet de l'oxygène 534 I.3A. Nature du micro-organisme 534 lA. Les cultures mixtes de bactéries lactiques 537
1.4.1. Classification et caractérisation des interactions 537
1.4.2. Conséquences des interactions microbiennes 539
1.4.3. Méthodes d'étude des interactions 540 IAA. Principales interactions intéressant les bactéries lactiques 542
2. Activité acidifiante des bactéries lactiques 542
2.1. Considérations générales 542 :0; 2.2. Mécanismes et réaction d'acidification 543
'0
5 2.3. Propriétés acidi fiantes des bactéries lactiques 546
2A. Détermination de l'activité acidifiante 548
..,'
'

2A.1. Mesure de l'acidité titrable et du pH 549
'g
S <'il 2A.2. Détermination dynamique de l'activité acidifiante
oc:c: avec le système CINAC 550 ci'2A.3. Méthodes indirectes de mesure de l'activité acidifiante 559
o
u
o 3. Modélisation de la croissance et de l'acidification 560
o
.<:: 3.1. Méthodes de modélisation 560
0. <'il
--J1 3.1.1. Modèles de connaissance 561
Qi
'in 3.1.2. Modèles statistiques ou « boîte noire» 563
.~
<'il 3.2. Des modèles pour décrire et comprendre les processus
--J
@ de fermentation lactique 563
3.2.1. Le découplage entre la croissance, 1'acidification et l'état physiologique 563
3.2.2. La dynamique de développement des chaînettes de Streptococcus thermophilus 566
3.3. Des modèles pour concevoir des capteurs logiciel intéressant la fermentation lactique 568
3.3.1. Le suivi de la fermentation 568
3.3.2. L'aide à la décision d'arrêt de la fermentation 569
3.3.3. La prédiction de l'instant d'arrêt de la fermentation en production de yaourt brassé 572
3.4. Des modèles pour prédire le comportement de bactéries lactiques en mélange 574
3.4.1. Détermination des proportions d'un mélange de souches constituant un ferment 574
3.4.2. Prédiction de la proportion des souches dans une culture mixte continue 575
4. Autres propriétés fonctionnelles 576
4.1. Propriétés aromatisantes 576
4.1.1. Diacétyle 576
4.1.2. Acétaldéhyde 581
4.2. Propriétés gazogènes 582
4.2.1. Méthodes d'analyse 583
4.2.2. Production de CO2 par les bactéries lactiques 584
4.3. Propriétés texturantes 587
4.3.1. Méthodes d'analyse 588
4.3.2. Amélioration de la texture des produits laitiers par les bactéries lactiques 591
5. Conclusion générale 592 Références bibliographiques 594
Chapitre 5
Les phages des bactéries lactiques (Alain Chopin. Susana Domingues et Marie-Christine Chopin) 613
1. Généralités 614
1.1. Présentation....................................................... 614

1.2. Deux modes de vie: phages et prophages 616
1.3. Structure « mosaïque» et évolution des génomes de phages 618 :gj
1.4. Diversité et ressemblance; classification des phages 620 §
2. Le cas des bactéries lactiques 622 '' :
2.1. Des phages spéci fiques pour chaque espèce de bactérie lactique 622 ':}l
'§
2.1.1. Les phages de lactocoques 623 ~
2.1.2. Les phages de Streptococcus thermophilus 626 g
2.J.3. Les phages de lactobacilles 626 'g.
2.2. Biologie des phages de bactéries lactiques 627
2.2.1. Adsorption et injection de l'ADN 628 -g o
2.2.2. Réplication de l'ADN 630 ~ ''
2.2.3. Morphogenèse 630 '*
2.2.4. Lyse cellulaire 63J '~
--'
2.2.5. Régulation de l'expression 632 @ 2.2.6. Intégration et excision des phages tempérés 633
3. Mécanismes bactériens de résistance et adaptation des phages 634 ,
3.1. Adsorption du phage et injection de l'ADN 635
3.2. Restriction/Modification 636
3.3. Les systèmes d'infection abortive 637
304. Accumulation des mécanismes de résistance 640
3.5. Perte et acquisition des mécanismes de résistance 640
4. Comment limiter les nuisances provoquées par les phages? 640
4.1. Au niveau de l'usine 641
4.1.1. Limiter la multiplication des phages 641
4.1.2. Limiter J'introduction de nouveaux types de phages dans l'usine 642
4.2. Au niveau du producteur de levains 643
4.2.1. Organisation de la distribution de levains 643
4.2.2. Choix d'un système de levains 644
4.2.3. Isolement de souches de bactéries lactiques résistantes aux phages 644
5. Conclusions et perspectives 646 Références bibliographiques 647
Chapitre 6
Production et conservation des ferments lactiques et probiotiques
(Catherine BéaI, Michèle Marin, Éloi Fontaine, Fernanda Fonseca et Jean-Philippe Obert) 661
1. Production de ferments commerciaux 661
1.1. Modes d'ensemencement 662
1.2. Formes commerciales 663
1.3. Spécifications des ferments commerciaux 664 lA. Pratique de l'ensemencement dans l'industrie laitière 664
1.5. Le marché des ferments lactiques 665
2. Production de ferments lactiques concentrés 666
2.1. Critères de sélection des ferments 667
2.1.1. Critères de sécurité 667
2.1.2. Fonctionnalités technologiques 668
2.1.3. Performances 668
2.1.4. Propriétés probiotiques 669
2.1.5. Mise au point des ferments 670 :Qi 2.2. Diagramme général de production 670
'C C
2.3. Préparation des milieux de culture 671 Vi 2.3.1. Critères de choix des composants du milieu 672
~
..,'
'
2.3.2. Choix de la source de carbone 673
g''
~
2.3.3. Choix de la source d'azote 674
CIl
C
o 2.304. Besoins en vitamines 675
c
ci'2.3.5. Autres besoins nutritionnels 676 .9 u o 2.3.6. Mélange des composants du milieu 677
o
.c.
a. 204. Traitement thermique des milieux 677
CIl
...J
1 204.1. Objectifs 677
:;;
'iii 204.2. Conséquences du traitement thermique 678
.~
CIl 204.3. Réalisation pratique 678
...J
@ 2.5. Inoculation 679
2.5.. Conservation des souches 679
2.5.2. Contrôle de la qualité de la souche inoculum 680
2.5.3. Préparation d'une préculture inoculum 680
2.5.4. Réalisation de j'inoculation 680
2.6. Mise en œuvre de la fermentation 681 2.6.. Fermenteurs et instrumentation 682
2.6.2. Culture discontinue, ou batch 684
2.6.3. Culture continue 686
2.6.4. Culture continue avec élimination 687
2.6.5. Cultures de cellules immobilisées 689
2.7. Influence des conditions de fermentation 689
2.7.1. Vitesse d'agitation 690
2.7.2. Température de fermentation 690
2.7.3. Contrôle du pH de fermentation 692
2.7.4. Type de neutralisant 693
2.7.5. Concentration en acide lactique 694
2.7.6. Atmosphère 695
2.7.7. Potentiel d'oxydoréduction (redox) 696
2.7.8. Activité de l'eau 696
2.7.9. Cultures pures ou cultures mixtes ? 698
2.8. Suivi et contrôle de la fermentation 699
2.8.1. Croissance bactérienne 699
2.8.2. Consommation de neutralisant. 700
2.8.3. Conductivité électrique 701
2.8.4. Calorimétrie 702
2.9. Récolte et concentration 703
2.9.1. Instant d'arrêt de la fermentation 703
2.9.2. Refroidissement et récolte des cellules 704
2.9.3. Concentration et lavage éventuel des cellules 704
3. Stabilisation des ferments lactiques concentrés 706
3.1. Principaux mécanismes physiques et biologiques intervenant lors de la congélation et de la lyophilisation 706 3..1. Mécanismes physiques intervenant lors de la congélation 707 3..2. Mécanismes physiques intervenant Jors de la sublimation 709
3.1.3. Mécanismes physiques lors de la désorption 710
3.1.4. Dommages cellulaires provoqués par la congélation 71 J
3.1.5. Dommages cellulaires provoqués par la lyophilisation 713 :0;
'0
3.2. Cryoprotection et lyoprotection des ferments 714 §
3.2. t. Molécules protectrices 715 ~
3.2.2. Mécanismes d'action des cryoprotecteurs et des Iyoprotecteurs 716 ~
'B
3.2.3. Propriétés physiques des mélanges protecteurs 719 iil
3.2.4. Molécules protectrices utilisées chez les bactéries lactiques 722 g
3.3. Techniques de congélation 725 .~
3.3.1. Influence de la vitesse de congélation 726 g
'0
3.3.2. Stabilité au stockage 726 a
3.3.3. Influence des conditions de décongélation 727 -t3.3.4. Méthodes employées pour la congélation des bactéries lactiques 728*
3.4. Lyophilisation 728 .~
--'
3.4.1. Techniques de lyophilisation 729 @
3.4.2. Influence de la cinétique de congélation
3.4.3. Dessiccations primaire et secondaire: facteurs de maîtrise du temps de séjour et de la qualité
3.4.4. Stabilité au stockage
3.4.5. Réhydratation
3.5. Techniques alternatives de stabilisation
3.5.1. Mécanismes de dénaturation des micro-organismes lors du séchage
3.5.2. Technologies de déshydratation
3.5.3. Séchage des bactéries lactiques
3.5.4. Microencapsulation des bactéries lactiques
3.6. Effet des facteurs opératoires sur l'aptitude à la stabilisation
3.6.1. Effet de l'espèce bactérienne
3.6.2. Effet du milieu de culture
3.6.3. Effet du mode de conduite de la culture
3.6.4. Effet de la température de culture
3.6.5. Effet du pH de culture
3.6.6. Effet de l'aération
3.6.7. Effet d'une déprivation nutritionnelle
3.6.8. Effet de l'instant d'arrêt de la croissance
3.6.9. Effet des conditions de refroidissement.
3.6.10. Effet de la concentration des cellules
3.6.11. Effet de la densité cellulaire
3.6.12.Synthèse des informations

3.7. Adaptation des cellules préalablement à la stabilisation
3.7.1. Adaptation thermique
3.7.2. Adaptation acide
3.7.3. Adaptation nutritionnelle
3.7.4. Adaptation osmotique
3.7.5. Adaptation oxydative
3.7.6. Synthèse des informations
3.8. Conditionnement, stockage, étiquetage et utilisation
3.8.1. Conditionnement des ferments concentrés
3.8.2. Étiquetage
3.8.3. Utilisation des ferments commerciaux
4. Évaluation de la qualité des ferments
4.1. Contrôle de la qualité microbiologique
4.2. Microscopie directe
4.3. Détermination de la viabilité cellulaire '' 4.3.1. Dénombrements sur milieux sélectifs
'
'
~ 4.3.2. Dosage de l'ATP intracellulaire
'§
:; 4.3.3. Mesure de viabilité par fluorescence
oc: 4.3.4. Impédancemétrie
c:
ï5.'4.3.5. Turbidimétrie
u
oo 4.4. Mesure de l'activité acidifiante
ë
.c: 4.4.1. Acidité titrable et pH-métrie
0­
-..J
''1 4.4.2. Activité acidifiante CINAC
Q;
4.4.3. Métabolisme des sucres
ïn
.~ 4.4.4. Conductimétrie
-..J
''
@ 4.4.5. Mesure optique du pH
730 '
731
731
733
733
734
735
736
737
738
738
739
741
741
741
742
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743
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745
745
745
746
746
747
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754
754
755
756
756
756
757
761
761
762

4.5. Autres activités 762
4.5.1. Activité aromatisante 762
4.5.2. Activité texturante 763
4.5.3. Activité gazogène 763
4.5.4. Activité oxydoréductrice 764
4.6. Stratégies de résistance aux phages des ferments commerciaux 764
5. Développements futurs 765 Références bibliographiques 766
Chapitre 7
Application des bactéries lactiques lors des fabrications fromagères
(Jean-François Chamba) 787
1. Introduction 787
2. Les différentes bactéries lactiques utilisées en fromagerie 788
3. Rôles et propriétés attendues des bactéries lactiques 790
3.1. Acidification et égouttage 790
3.2. Fermentation des citrates 792
3.3. Production d'exopolysaccharides 792
3.4. Protéolyse 793
3.5. Lipolyse 796
3.6. Interactions: activation et inhibition 797
4. Nature et choix des bactéries lactiques selon les technologies fromagères 799
4.1. Fromages frais et autres fromages à caractère lactique 799
4.2. Fromages à pâte molle 799
4.3. Les fromages à pâte persillée ou bleus 800
4.4. Fromages à pâte pressée non cuite 801
4.5. Fromages à pâte pressée cuite 803
4.6. Fromages à pâte filée et fromages à pizza 804
5. Modalités de préparation et de mise en œuvre des ferments lactiques 805
5.1. La propagation des ferments 805
5.2. Les milieux pour la culture des ferments lactiques 807
5.2.1. Le lait 807
5.2.2. Milieux antibactériophages et/ou à haut pouvoir tampon 808
5.3. La maîtrise du risque d'infection phagique 809
5.3.1. La prévention de l'infection phagique lors de la préparation des ferments 809
5.3.2. Choix des cultures 810 ~
c:
5.4. L'ensemencement du lait de fromagerie 811 ~
5.4.1. Les modalités d'ensemencement 812 ~
5.4.2. La dose de ferment lactique 812 '§
s
6. Conclusions et perspectives 813 ~ Références bibliographiques 815 ~
'ô.
o
u
Index 823 ~ o
a.
''