Une utilisation innovante du lactosérum pour la production et le séchage de bactéries probiotiques

Notre alimentation comporte environ 30 % d’aliments fermentés qui incluent fromages, yaourts, autres laits fermentés, saucisson et produits végétaux fermentés. Leur élaboration, autrefois traditionnelle et empirique, repose aujourd’hui sur l’utilisation pragmatique de bactéries bénéfiques, véritables ouvrières microscopique de la production de ces aliments. Ces bactéries sont intentionnellement introduites dans les aliments, de façon à maîtriser les fermentations alimentaires, et ceci pour deux raisons principales. Premièrement, les matières premières comme le lait sont aujourd’hui de plus en plus pauvres en bactéries, ce qui nécessite un ensemencement important pour démarrer les fermentations (on parle d’ailleurs de « starters », levain en français, au sujet de ces bactéries bénéfiques). Deuxièmement, cet ensemencement permet de contrôler la qualité du produit fermenté, au plan hédonique comme au plan des bénéfices pour la santé. En effet, nous disposons d’un nombre croissant d’évidence d’un rôle bénéfique de certaines espèces bactériennes pour la santé, dénommées alors bactéries « probiotiques ». Des scientifiques de l’UMR STLO ont récemment montré que certaines souches de bactéries fromagères présentaient des propriétés exceptionnellement prometteuses à la fois en tant que « starter » et en tant que « probiotique », ouvrant ainsi de nouvelles perspectives en termes de produits laitiers fonctionnels fermentés [1 brevet, 2]. Disposer à tout moment de bactéries bénéfiques caractérisées Les professionnels de l’aliment fermenté doivent disposer de bactéries bénéfiques faciles à stocker et mettre en œuvre dans leurs produits. Celles-ci sont majoritairement produites et conservées sous la forme de stocks déshydratés, qui sont ensuite réhydratés dans le produit pour démarrer la fermentation. Ces poudres sont relativement faciles à stocker et à mettre en œuvre. Leur production, en revanche, pose des problèmes en termes de développement durable. A l’échelle industrielle, les bactéries sont cultivées sur un milieu de culture, puis séparées de ce milieu épuisé, lavées, récoltées et remises en suspension dans un milieu de séchage. Ces suspensions sont dans la majorité des cas ensuite congelées avant lyophilisation (séchage sous vide, au froid). Ce procédé génère des milieux de culture épuisés qui doivent être retraités. Il consomme par ailleurs une quantité importante d’énergie pour l’élimination de l’eau par lyophilisation. Une alternative séduisante à ce procédé est le séchage par pulvérisation (air chaud), largement utilisé pour la production de poudres laitières au niveau industriel. La limite majeure de cette méthode de séchage appliquée aux cultures de bactéries bénéfiques est la grande fragilité de celles-ci vis-à-vis de la chaleur. Ainsi, peu de bactéries bénéfiques survivent au séchage par atomisation. Le séchage « 2-en-1 », une innovation majeure Nous avons mis au point un procédé « 2-en-1 » de culture et séchage sur lactosérum de fromagerie hyperconcentré. L’idée de départ est simple : puisqu’il est difficile de retirer l’eau après la culture des bactéries, essayons de cultiver avec moins d’eau dans la culture. Utilisons pour cela un coproduit de l’industrie laitière abondant : le lactosérum. Nous avons donc réalisé des cultures de bactéries bénéfiques sur du lactosérum 4 fois concentré. Les bactéries s’y développent, et elles acquièrent en plus une résistance exceptionnelle à la chaleur, par un mécanisme dit de « réponse adaptative » induit par ce nouveau milieu de culture [3]. Elles résistent donc parfaitement au séchage par pulvérisation grâce aux mécanismes d’adaptation [4], et présentent une survie accrue au cours du stockage. Les cultures sur lactosérum hyperconcentré sont directement séchées par pulvérisation sans étape de récolte ni d’élimination du milieu, puisque celui-ci est de qualité alimentaire, ce qui simplifie l’application du procédé et limite les risques de contamination. Ce séchage, sur un produit à teneur réduite en eau, se fait à des températures plus basses, en consommant moins d’énergie. Cette nouvelle méthode de production et de conservation de bactéries bénéfiques [5. brevet] permet de cultiver et de sécher « 2-en-1 » différentes bactéries dans une formulation laitière prête à l’emploi. Cette innovation offre de nouvelles perspectives pour la production de bactéries probiotiques à bas coût et pour leur usage étendu en nutrition humaine ou animale