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Séchage des probiotiques : un procédé innovant, simple et efficace

En revisitant complétement le procédé de production des probiotiques avec une vision intégrée et multidisciplinaire, les chercheurs du laboratoire « Science et Technologie du Lait et de l’œuf » (STLO) innovent avec une méthode de séchage par atomisation simplifiée.

Séchage des probiotiques : un procédé innovant, simple et efficace. © Inra, Romain Jeantet
Mis à jour le 23/02/2016
Publié le 16/11/2015

Qu’il s’agisse de levains de fermentation ou de probiotiques, l’utilisation de micro-organismes par l’industrie nécessite le recours à des procédés de production et de conservation susceptibles d’altérer l’intégrité structurelle et fonctionnelle des cellules. La lyophilisation qui agit par combinaison du froid et du vide, est la méthode de séchage la plus répandue à grande échelle, pour conserver des bactéries. Si elle apparait comme une solution pratique pour stabiliser des populations microbiennes et faciliter leur manipulation et stockage, elle reste néanmoins onéreuse et gourmande en énergie. D’autres alternatives comme l’atomisation et la fluidisation existent, mais font appel à la chaleur, avec pour conséquences, des taux de survie inférieurs et des pertes de fonctionnalité des souches.

Un procédé de séchage « deux en un »…

Les scientifiques du laboratoire « Science et Technologie du Lait et de l’œuf » (STLO) ont imaginé un procédé simplifié et peu coûteux de séchage par atomisation, ayant une efficacité proche de celle d’un séchage par lyophilisation. Contrairement à l’atomisation classique qui nécessite une première étape de culture du micro-organisme sur milieu optimisé (souvent non alimentaire), suivie d’un rinçage et d’une remise en suspension dans un nouveau milieu avant séchage à haute température, le procédé mis au point comprend uniquement un séchage effectué directement sur milieu de culture. Outre le gain de productivité, cette simplification du  procédé élimine tout risque de contamination aux étapes intermédiaires.

…Simple et efficace

Testé sur deux souches probiotiques, l’une fragile (Lactobacillus casei) et l’autre robuste (Propionibacterium freudenreichii), le procédé a démontré une efficacité comparable à celle d’un séchage par lyophilisation, avec des taux de survie respectifs de l’ordre de 40-50% et de 100% en fonction des micro-organismes. Le milieu de culture développé utilise du lactosérum,  un co-produit de l’industrie fromagère abondant et peu coûteux. La concentration en matière sèche de ce milieu a ici été optimisée afin d'obtenir un effet protecteur vis-à-vis des cellules bactériennes lors de l’atomisation. La stabilité des micro-organismes dans le temps a également été vérifiée à 4 et 6 mois, avec des résultats comparables à ceux d’une lyophilisation, pour des coûts de production nettement inférieurs, avec notamment une consommation d’énergie bien plus basse.

Des applications multiples

Par ses coûts de production réduits, le procédé breveté* semble particulièrement adapté à la production de probiotiques destinés à l’alimentation animale, surtout dans les pays en voie de développement, vers lesquels se délocalisent progressivement les productions animales.  Les probiotiques pourraient ainsi constituer une réponse naturelle, efficace, éthique,  économique et durable aux problèmes de rentabilité de production et de sécurité sanitaire. Le secteur de l’alimentation humaine constitue également une voie de valorisation de cette innovation pour la production en masse de probiotiques destinés à des produits de consommation courante.

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*Références du brevet : Institut National de la Recherche Agronomique, Institut supérieur des Sciences Agronomiques, Agroalimentaires, Horticoles et du Paysage (2015) Method for preparing a probiotic powder using a two-in-one whey-containing nutrient medium. Demande de brevet déposée en Europe le 21 septembre 2015 sous le n° EP 15 306465.4. Inventeurs : Jeantet R, Huang S, Jan G, Schuck P, Le Loir Y, Chen XD.

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

Département(s) associé(s) :
Caractérisation et élaboration des produits issus de l’agriculture
Centre(s) associé(s) :
Bretagne-Normandie

Le marché des probiotiques

L'Organisation mondiale de la Santé (OMS) et l'Organisation des Nations unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), ont défini officiellement les probiotiques en 2001, comme étant des « micro-organismes vivants qui, lorsqu'ils sont ingérés en quantité suffisante, exercent des effets positifs sur la santé, au-delà des effets nutritionnels traditionnels ». S’ils sont généralement associés aux produits laitiers, on les retrouve actuellement dans diverses applications alimentaires aussi bien pour l’homme que pour l’animal.

Selon certaines estimations, le marché mondial des probiotiques (alimentation animale et humaine), évalué à 33.19 milliards de dollars en 2015, devrait suivre une croissance annuelle de 7 %, pour atteindre 46.55 milliards de dollars en 2020 (source Markets and Markets). Ce marché dominé par l’Asie, est également très dynamique aux États-Unis, ainsi qu’en Europe et ce, malgré l’absence de validation d’allégation santé par l’EFSA et l’interdiction qui en découle d’apposer le terme probiotique sur les emballages des aliments.