Amélioration de la cryo-résistance d'une bactérie lactique en modulant les conditions de fermentation et de stabilisation : conséquences sur les propriétés de la membrane lipidique
Auteur / Autrice : | Maria de Lourdes Tovilla Coutino |
Direction : | Yann Gohon, Marie-Hélène Ropers |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Sciences des aliments et des bioproduits |
Date : | Soutenance le 22/09/2022 |
Etablissement(s) : | université Paris-Saclay |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....) |
Partenaire(s) de recherche : | référent : AgroParisTech (France ; 2007-....) |
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Biosphera (2020-....) | |
Laboratoire : Paris-Saclay Food and Bioproduct Engineering (Massy, Essonne ; 2020-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Timothy Vogel |
Examinateurs / Examinatrices : Claire Bourlieu-Lacanal, Jean-Marie Perrier-Cornet, Eric Dubreucq, Marina Cretenet, Yves Le Loir | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Claire Bourlieu-Lacanal, Jean-Marie Perrier-Cornet |
Résumé
Les Bactéries Lactiques (BL) sont largement utilisées pour produire une diversité d'aliments fermentés et fonctionnels. À l'échelle industrielle, les BL sont produites et stabilisées par congélation et lyophilisation. Selon les souches, ces procédés de cryoconservation conduisent à la dégradation plus ou moins importante de leurs propriétés fonctionnelles. Ainsi, certaines souches de BL, comme L. bulgaricus CFL1, restent inexploitées à l'échelle industrielle. Différentes stratégies existent pour limiter cette dégradation : la première consiste à modifier les conditions de fermentation mais au détriment de la quantité produite, la deuxième stratégie consiste à ajouter une solution de sucre.Dans ce contexte, L. bulgaricus CFL1, une souche sensible à la cryoconservation, a été utilisée comme modèle de bactérie lactique. Ce travail de thèse visait à identifier les conditions d’amélioration de la résistance de L. bulgaricus CFL1, en mettant en œuvre les deux stratégies et en analysant leurs effets sur la membrane cellulaire, reconnue comme le site primaire de dommages. La première stratégie a consisté à optimiser les conditions de fermentation afin d'obtenir un compromis entre une bonne production de biomasse et une résistance élevée à la congélation et à la lyophilisation, à l’aide de l’optimisation multi objectif. Il en ressort qu’il n’y a pas de conditions de fermentation uniques pour satisfaire à la fois à l’exigence de biomasse et propriétés fonctionnelles mais que celles-ci doivent être adaptées au procédé de stabilisation choisie.Chacune de ces conditions de fermentation a eu un impact sur les propriétés de la membrane lipidique, qui ont alors été reliées aux propriétés de cryo-préservation de la bactérie. Pour la résistance à la congélation, ce sont les conditions de fermentation qui génèrent le plus d’acides gras insaturés et une membrane plus fluide qui sont bénéfiques. Pour la lyophilisation, les conditions favorisant la production d’ acides gras cycliques contribuent significativement maintien des propriétés fonctionnellesLa deuxième stratégie a impliqué la sélection d’une solution protectrice de sucre, parmi des molécules de glucose de différents degrés de polymérisation. Les résultats ont montré que le choix optimal du sucre dépendait des procédés de stabilisation.Ce projet de thèse ouvre donc de nouvelles approches pour la production de BL: 1) en dehors des conditions optimales de production d’une bactérie, existent des conditions un peu moins productrices mais très bénéfiques pour le maintien de leurs propriétés biologiques. Ainsi, le choix du procédé de stabilisation est à réaliser en amont pour cibler les bonnes conditions de fermentation et la solution protectrice de sucre la mieux adaptée. 2) Favoriser la formation d’acides gras instaurés ou cycliques portés par les lipides membranaires contribuera à préserver la bactérie des dommages liées à la congélation et à la lyophilisation.