Étude des interactions entre Saccharomyces cerevisiae et Oenococcus oeni : impact sur la réalisation de la fermentation malolactique en cultures séquentielles et mixtes

Study of the interactions between saccharomyces cerevisiae and oenococcus oeni : impact on malolactic fermentation during sequential fermentations and co-cultures

• Auteur / Autrice : Nancy Nehme
• Direction : Patricia Taillandier, Florence Mathieu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés et de l'environnement
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vinification

Lactobacillaceae

Saccharomyces cerevisiae

Fermentation malolactique

Résumé

Pour une bonne maîtrise de la fermentation malolactique (FML) en vinification, il est important d’étudier les différents types d’interactions pouvant exister entre les souches de Saccharomyces cerevisiae et d’Oenococcus oeni, d’identifier les phénomènes et les molécules qui en sont responsables et de définir la façon pertinente de gérer le procédé notamment pour l’inoculation de ces souches. Dans ce travail, nous avons testé plusieurs couples levure-bactérie en appliquant deux stratégies d’inoculation différentes : cultures séquentielles et co-cultures, dans des milieux synthétiques liquides simulant les milieux naturels. Pour les cultures séquentielles, les bactéries lactiques ont été ensemencées à la fin de la fermentation alcoolique alors que pour les cultures mixtes les levures et les bactéries ont été ensemencées simultanément. La réalisation des cultures séquentielles a permis de quantifier l’inhibition ou la stimulation de la FML en fonction des souches sélectionnées dans un couple. Nous avons pu mettre en évidence que l’inhibition de la FML peut être en partie due à des peptides inhibiteurs, piste peu exploitée jusqu'à présent. La caractérisation partielle de deux peptides inhibiteurs synthétisés par deux souches de levure a pu être réalisée. Cet effet inhibiteur se rajoute à celui de certaines molécules inhibitrices déjà connues. Comme alternative aux cultures séquentielles, des cultures mixtes de certains couples ont été réalisées dans un bioréacteur à membrane, outil d’étude dont l’avantage est de séparer physiquement les souches tout en permettant l’homogénéisation du milieu. Pour certains couples, la co-inoculation a pu améliorer le rendement de la FML sans risque de déviation. Les résultats montrent que le choix du couple levure-bactérie est un critère très important dans la réussite de la FML. La réalisation de la co-culture peut être intéressante pour certains couples. En revanche une interaction positive a pu être observée pour d’autres couples dans le cas de cultures séquentielles. Cette stratégie classique peut alors être conservée.

A good control of malolactic fermentation (MLF) during vinification, implies first to study the different kinds of interactions which may occur between Saccharomyces cerevisiae and Oenococcus oeni strains, second to identify the molecules responsible of these interactions and third to define the pertinent way of running the process notably in what concerns the inoculation of these strains. In this work, we have tested several yeast-bacteria couples by applying two different inoculation strategies: the sequential fermentation and the co-culture, using synthetic liquid media which composition simulates natural ones. While during the sequential fermentations, the lactic acid bacteria were inoculated at the end of the alcoholic fermentation; both yeasts and bacteria were inoculated simultaneously during the co-culture. The sequential fermentations allowed us to quantify the inhibition or stimulation of the MLF depending on the choice of the strains within a couple. We have also showed that the inhibition of MLF can be partially due to inhibitory peptides in addition to some classical inhibitory molecules already described. The partial characterization of two inhibitory peptides synthesized by two yeast strains was carried out in this work. This factor has not been intensively investigated till now. As an alternative for sequential fermentations, co-cultures of certain couples were carried out in a membrane bioreactor which advantage was to keep the strains physically separated while the medium was homogenous. For certain couples, the co-culture strategy improved the MLF output without a risk of deviation. Results show that the choice of a yeast-bacteria couple constitutes an important criterion for the success of MLF. The co-culture can be interesting for certain couples. However, a positive interaction was observed with other couples in the case of sequential fermentation. Therefore, this classical strategy has to be maintained.