Les bactéries lactiques, des acteurs précieux de l’industrie alimentaire
Si les bactéries lactiques sont indissociables de la fermentation du lait en yaourts ou en fromages, elles interviennent aussi dans la vinification, la salaisonnerie ou la boulangerie. Depuis 50 ans, les mesures d’hygiène et l’industrialisation de la transformation laitière avec utilisation de ferments sélectionnés contribuent à réduire le potentiel biologique - microbien et enzymatique - du lait dont le rôle est déterminant dans la typicité des produits. L’industrie laitière française est l’héritière de nombreuses générations de tradition fromagère et elle s’est enrichie au cours des ans par le progrès de la technologie, fruit de la recherche. La préservation de ce patrimoine sert tout autant notre richesse culturelle que l’avenir puisque les microorganismes d’intérêt laitier représentent une ressource biologique et génétique importante. Aussi, les collections de microorganismes, dans lesquelles l’industriel peut trouver des souches aux propriétés connues voire originales, sont indispensables pour l’avenir de l’industrie laitière. Elles sont également des outils essentiels pour la recherche, à condition que les souches soient facilement identifiables et accessibles.
Quelques bactéries d'intérêt fromager
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© Inra, A.H. Cain
Fromage à pâte pressée et Lactococcus lactis, colonies sur milieu gélosé nutritif (en haut)
Maroilles, fromage à pâte molle et à croûte lavée et Brevibacterium linens, colonies sur milieu nutritif gélosé (en bas)
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La collection CNRZ, une ressource riche et diversifiée
Née en 1961, la collection de bactéries d’intérêt laitier de l’Inra, connue sous le sigle CNRZ (centre national de recherches zootechniques) est localisée dans l’unité de recherches laitières et génétique appliquée du centre de recherches de Jouy en Josas ; elle a pour rôle d’isoler et de conserver des souches bactériennes d’origine laitière. Cette collection s’est progressivement enrichie et diversifiée. Elle renferme aujourd’hui près de 2500 souches, appartenant aux genres Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Streptococcus, Weissella, Propionibacterium, Enterococcus, Staphylococcus, Pediococcus, Arthrobacter, Brevibacterium, Corynebacterium et Brachybacterium … C’est, dans le monde, l’une des plus importantes collections ouvertes en terme de quantité de souches d’intérêt laitier, de diversité d’espèces - environ 60 - et de niveau de caractérisation des propriétés physiologiques et métaboliques dont les caractères d’intérêt technologique que sont l’acidification et la formation d’arômes.
 
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© Inra, M. Rousseau, C. Slagmulder
Bactérie lactique Lactococcus lactis. Coupe en microscopie électronique à transmission (à gauche)
Ampoules renfermant des cultures de ferments lyophilisées (à droite)
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Des outils moléculaires au service de la biodiversité
L’identification taxonomique des souches de la collection CNRZ a d’abord fait appel à des outils phénotypiques puis à des outils moléculaires. Ces dernières années, la diversité des ressources bactériennes de la collection CNRZ a été mise à profit pour construire une base de données originale. Elle permet d’identifier rapidement les bactéries présentes dans un écosystème laitier (fromages, laits crus) tout en s’affranchissant des limites, liées surtout à la cultivabilité des souches, des méthodes classiques d’analyses microbiologiques. Pour cela, des techniques de biologie moléculaire comme la Temporal Temperature Gradient Gel Electrophoresis (PCR-TTGE) et la Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (PCR-DGGE) ont été adaptées à la caractérisation des écosystèmes bactériens laitiers. La base de données comprend actuellement les empreintes génétiques de 170 espèces bactériennes différentes, soit celles d’environ 600 souches pures isolées de la niche écologique laitière. Ainsi, à partir de l’ADN (ou de l’ARN) extrait d’échantillons divers de produits laitiers, ces techniques permettent en 48 heures d’identifier les espèces bactériennes présentes par simple assignation des bandes des profils d’électrophorèse de l’échantillon à la base de données. La comparaison de profils permet également de suivre la dynamique des espèces en mélange au cours du temps ou à la suite des traitements technologiques et l’émergence de pathogènes.
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Référentiel d’espèces de bactéries d’origine laitière : électrophorèse de fragments d’ADN (vue d’ensemble et détail).
(Ac. Acinetobacter, Ec. Enterococcus, L. Legionella, Lb. Lactobacillus, Ln. Leuconostoc, S. Staphylococcus)
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© Inra, J.C. Ogier
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La collection CNRZ, un patrimoine à entretenir pour mieux le transmettre
Les collections doivent fournir de façon pérenne des cultures pures de microorganismes, viables et stables. Cependant, les méthodes utilisées pour conserver les souches de microorganismes en collection demeurent encore très empiriques et les bactéries sont susceptibles d’évoluer rapidement en réponse à des changements de leur environnement. Les souches de la collection CNRZ sont conservées congelées ou lyophilisées. Elles subissent donc un stress lié au refroidissement à très basse température. L’effet de la congélation sur la viabilité des bactéries lactiques et la stabilité de leurs propriétés fait l’objet d’un programme de recherche financé par le Bureau des ressources génétiques (BRG) et Arilait recherches. Il a débuté en 2003 et implique les collections du réseau des microorganismes d’intérêt laitier (Resomil), dont la collection CNRZ. Il a pour objectif d’optimiser les procédures de congélation des souches microbiennes.
L’accessibilité et l’avenir des collections Inra de microorganismes sont actuellement envisagées à travers une base de données informatisée (Gisil) récemment mise en service pour les différentes collections de microorganismes d’intérêt laitier et un centre de ressources biologiques (CRB) qui réunirait sur un site géographique unique l’ensemble des collections.
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Voir aussi
