Sélection de bactéries probiotiques et amélioration de la survie et de la fonctionnalité d'une bactérie modèle, Bifidobacterium bifidum, par modification du potentiel d'oxydoréduction par bullage de gaz

Selection of probiotic strains and improving the survival and functionality of an academic strain, Bifidobacterium bifidum, by changing the redox potential by gas bubbling

• Auteur / Autrice : Bruno Ebel
• Direction : Rémy Cachon, Patrick Gervais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'alimentation
• Date : Soutenance le 28/09/2012
• Etablissement(s) : Dijon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM) (Dijon) - Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Christine Chagnon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Corinne Grangette
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Michel Fick, Philippe Schmitt

Mots clés

Mots clés contrôlés

Probiotiques

Lait fermenté

Expériences

Oxydoréduction

Bifidobacterium

Mots clés libres

Bactéries probiotiques

Bifidobacterium bifidum

Screening

Potentiel redox

Pouvoir antioxydant

Groupements thiols

Produits laitiers fermentés

Probiotic strains

Bifidobacterium bifidum

Screening

Redox potential

Antioxidant

Thiol groups

Fermented dairy products

Résumé

L'objectif de ce travail était de sélectionner de manière rationnelle une bactérie probiotique par la mise en place d'un crible ainsi que d'étudier et de comprendre l'impact du potentiel d'oxydoréduction (Eh) et du bullage de gaz sur la survie de Bifidobacterium bifidum dans un produit laitier fermenté. Nous avons tout d’abord développé des techniques de sélection des bactéries sur des critères de viabilité / vitalité (analyse par cytométrie en flux) ainsi que sur des critères de fonctionnalité (pouvoir antioxydant). Nous avons pu sélectionner des souches d'intérêt industriel ainsi qu'une souche d'étude académique, Bifidobacterium bifidum.Nous avons ensuite étudié l'effet de la modification du Eh par bullage de gaz sur la survie de B. bifidum dans un produit laitier fermenté. Les laits fermentés conditionnés sous atmosphère anaérobie (Azote) et/ou réductrice (Azote-Hydrogène) permettent une meilleure survie de la souche au cours du stockage (28 jours – 4 °C) par rapport au Contrôle. Puis, nous avons analysé l'effet d'une croissance sous différents Eh sur la viabilité en milieu modèle et la fonctionnalité de B. bifidum. Une croissance en condition anaérobie et/ou réductrice permet d’améliorer à la fois la résistance aux stress (stress oxydant d’ordre physiologique, stress aux sels biliaires et stress côlon), le pouvoir réducteur (sels de tétrazolium), le pouvoir antioxydant (test KRL et test des comètes) et l’adhérence par rapport au Contrôle. Une modulation des propriétés biochimiques membranaires sous Azote et sous Azote-Hydrogène pourraient expliquer ces phénomènes. L’augmentation des composés thiols exofaciaux et l’augmentation des acides gras insaturés à longues chaines est observée pour des cellules produites sous conditions Azote et Azote-Hydrogène. Ainsi ces conditions de croissance présentent une amélioration majeure de l’effet probiotique de B. bifidum, à la fois d’un point de vue de sa résistance aux stress que d’un point de vue de sa fonctionnalité

The aim of this work was to select rationally a probiotic strain by setting up a screening method as well as study and understand the impact of the redox potential (Eh) and gas bubbling on the survival of Bifidobacterium bifidum in a fermented dairy product. In a first time, we have developed selection techniques of probiotic bacteria on the criteria of viability / vitality (flow cytometry analysis) and on the criteria of functionality (antioxidant). We were able to select strains of industrial interest as well as an academic strain, Bifidobacterium bifidum.Secondly, we have studied effect of modifying redox potential by gas bubbling on the survival of B. bifidum in a fermented dairy product. Thus, fermented milk manufactured under anaerobic condition (Nitrogen,) and/or under reducing one (Nitrogen-Hydrogen) allow a better survival of the probiotic strain during the storage (28 days) at 4 °C compared with the Control fermented milk. Yogurt starter strains are not impacted. Then, we have analysed the effect of a growth under various Eh on the viability in model medium and the functionality of B. bifidum. A growth under anaerobic and/or reducing condition thus improved resistance to stress (physiological oxidative stress, bile salts and intestinal stress) the reducing power (tetrazolium salts) and the antioxidant power (KRL test and comet assay) compared with the Control. The adhesion to Caco-2 cells under these conditions is also improvedModulation of biochemical membrane properties under Azote and Azote-Hydrogen conditions could explain these phenomena. An increase in the proportion of exofacial thiol groups and in the proportion of unsaturated fatty acids with long chain was observed for cells produced under Nitrogen and Nitrogen-Hydrogen. These growth conditions present a major improvement for the probiotic effect of B. bifidum, regarding its resistance to stress and its functionality