Les bactéries probiotiques doivent être en mesure de survivre pendant la digestion gastrique afin d'atteindre le côlon et ainsi conférer des bienfaits sur la santé humaine. Le potentiel des matrices d'origine laitière pour soutenir les probiotiques a souvent été décrit, mais celui des produits végétaux tels que la sève d'érable pour cette application reste peu connue, alors que l'engouement pour ces produits est en croissance. L'objectif de ce mémoire était d'évaluer la viabilité cellulaire par l'utilisation du propidium monoazide (PMA) couplé à la qPCR, ainsi que d'évaluer l'expression de cinq gènes reliés au stress atpA, dnaK, galK, groEL et hrcA par RT-qPCR lors de la digestion gastrique in vitro (TIM-1) de trois souches commerciales (Bifidobacterium animalis ssp. lactis A026, Lacticaseibacillus paracasei A234, Lacticaseibacillus rhamnosus A119) ainsi que de la souche de référence Lacticaseibacillus rhamnosus GG (ATCC 53103) contenues dans de la sève d'érable. Les résultats ont indiqué que toutes les souches ont maintenu un taux de survie élevé suite à la digestion gastrique; B. animalis ssp. lactis A026 (7.14 log de cellules viables/mL), L. paracasei A234 (8.12 log de cellules viables/mL), L. rhamnosus A 119 (8.48 log de cellules viables/mL) et L. rhamnosus GG (8.36 log de cellules viables/mL) et que l'expression de certains gènes de stress ciblés avait été modulée pendant la digestion gastrique. Seule la souche L. rhamnosus GG a montré une modulation au niveau de l'expression de tous les gènes ciblés. Dans l'ensemble, l'expression d'au moins un gène associé à la réponse au stress a été modulée pour toutes les souches probiotiques pendant la digestion gastrique dans la matrice de sève d'érable. Face aux stress de la digestion gastrique, les différentes réponses du métabolisme des bactéries probiotiques permettent une meilleure survie cellulaire. En définitive, ces quatre souches ont le potentiel d'être utilisées comme probiotiques dans une matrice de sève d'érable, ce qui pourrait mener au développement d'une boisson fonctionnelle. / The probiotic bacteria must be able to survive during gastric digestion in order to reach the colon and thus provide human health benefits. The potential of dairy matrices to support probiotics has often been described, but plant products such as maple sap for this application remains little known, while the interest for these products is growing. The objective of this thesis was to evaluate cell viability by the use of propidium monoazide (PMA) coupled to qPCR, as well as to evaluate the expression of five genes linked to stress atpA, dnaK, galK, groEL and hrcA by RT-qPCR during in vitro gastric digestion (TIM-1) of three commercial strains (Bifidobacterium animalis ssp. lactis A026, Lacticaseibacillus paracasei A234, Lacticaseibacillus rhamnosus A119) as well as the reference strain Lacticaseibacillus rhamnosus GG (ATCC 53103) delivered in maple sap. The results indicated that all strains maintained a high survival rate after gastric digestion; B. animalis subsp. lactis A026 (7.14 log of viable cells/mL), L. paracasei A234 (8.12 log of viable cells/mL), L. rhamnosus A119 (8.48 log of viable cells/mL), and L. rhamnosus GG (8.36 log of viable cells/mL) and that the expression of certain target stress genes was modulated during gastric digestion. Only L. rhamnosus GG strain showed modulation in the expression of all target genes. Overall, the expression of at least one gene associated with the stress response was modulated for all probiotic strains during gastric digestion in the maple sap matrix. Faced with the stress of gastric digestion, the different responses of the metabolism of probiotic bacteria allow better cell survival. Ultimately, these four strains have the potential to be used as probiotics in a maple sap matrix, which could lead to the development of a functional drink.

La capacité de la sève d'érable à maintenir la viabilité des souches probiotiques Lactobacillus rhamnosus R0011, Lactobacillus helveticus R0052, Lactobacillus acidophilus LA-5 et Bifidobacterium animalis ssp. lactis BB12 en culture pure ou en combinaison lors d'un entreposage prolongé à 4 °C a été évaluée. La viabilité des cultures pures au sein de sèves de concentration des solides solubles (CSS) différentes (2, 5, 8 et 11 °Bx) a été analysée par dénombrement sur milieu de culture. Après 56 j d'entreposage, les comptes bactériens (CB) de la souche LA-5 étaient nuls alors que les autres souches maintenaient dans les quatre sèves des CB suffisants. La souche LA-5 fut alors rejetée, et la viabilité de l'ensemble des combinaisons possibles des trois souches restantes fut évaluée par dénombrement bactérien sur milieu de culture et par l'utilisation combinée du propidium monoazide (PMA), une molécule capable de distinguer les cellules viables des mortes, et de la qPCR (PMA-qPCR). L'impact sur la viabilité de deux concentrations initiales (CI) d'inoculation (10⁸ UFC/portion et 10¹⁰ UFC/portion) et de trois CSS (2, 5, 8 °Bx) a été analysé. L'acidité engendrée par une CI plus élevée a causé une chute importante des CB des souches R0052 et BB12. Pour les mêmes raisons, à haute CI, la sève de à 2 °Bx a réduit la viabilité de l'ensemble des souches au sein de toutes les combinaisons. Une relation antagoniste mutuelle influant sur la cultivabilité des souches R0052 et BB12 combinées a aussi été observée. La méthode du PMA-qPCR a cependant montré le maintien d'une forte viabilité pour l'ensemble des souches dans toutes les conditions. Ce projet a montré la capacité de la sève d'érable à maintenir la viabilité de combinaisons de souches R0011, R0011 et BB12 à un niveau suffisant pour en faire une boisson probiotique, et de démontrer l'utilité de la méthode du PMA-qPCR pour mesurer la viabilité des souches dans la sève d'érable.

La contamination microbiologique des systèmes de récolte de l'eau d'érable est une préoccupation majeure de l'industrie acéricole. L'objectif de ce projet était d'identifier et d'estimer l'abondance relative des micro-organismes présents dans la sève à différents moments de la saison de récolte de six régions québécoises. A cette fin, deux méthodes de biologie moléculaire ont été utilisées, soit l'analyse de fragments de restriction terminaux et la création de banques de clones. Les résultats de cette étude ont montré que la diversité microbienne était plus élevée en début de saison (0 et 25 %), puis diminuait à la mi-saison (50 %), pour finalement augmenter à nouveau en fin de saison (75 et 100 %). D'une érablière à l'autre, la composition de la communauté bactérienne de la sève était assez stable. Ainsi, 34 genres ont été recensés dans les banques de clones. Pseudomonas spp. dominaient les échantillons à tous les temps de la saison, suivi de Rahnella spp.

Tableau d'honneur de la Faculté des études supérieures et postdoctorales, 2011-2012 / Récemment, les méthodes de récolte de la sève d'érable, mais aussi les méthodes d'analyses microbiologiques ont évolué. Les travaux présentés avaient pour objectif la caractérisation du microbiote acéricole par des méthodes moléculaires et la description de son impact quantitatif et qualitatif sur la qualité du sirop d'érable. Des analyses microbiologiques conventionnelles, physicochimiques et sensorielles ont été effectuées sur des échantillons de sève et de sirop provenant de sites québécois au cours de la période de récolte. De nouvelles méthodes moléculaires culture-indépendantes (profilage PCR communautaire, MARISA) ont permis de caractériser la structure et la composition du microbiote dans le temps et dans l'espace. Le site de production a été identifié comme étant le facteur le plus déterminant pour la composition alors que la période de récolte correspondait à un changement dans la structure des communautés microbiennes. Le séquençage de banques de clones et des essais qPCR spécifiques ont permis respectivement d'identifier et de quantifier les principales bactéries et levures de la sève d'érable. Puisque Pseudomonas fluorescens, Rahnella spp., Mrakia spp., Mrakiella spp. et Guehomyces pullulons ont été retrouvés à chaque site de production et qu'ils étaient aussi présents tout au long de la période de récolte, ces microorganismes sont considérés comme des membres stables du microbiote acéricole. Les analyses multivariées ont révélé des associations entre l'abondance relative de plusieurs contaminants et les propriétés de la sève et du sirop d'érable. Notamment des levures telles que Candida sake, Williopsis sp. et G. pullulons sont successivement associées à la quantité de glucose et de fructose dans la sève d'érable. En fin de saison, les bactéries du groupe P. fluorescens et les levures du genre Mrakia sont positivement associées aux flaveurs d'érable et de vanille. Ces résultats illustrent les deux facettes de l'impact de la communauté microbienne de la sève d'érable qui peut être associée positivement et négativement à la qualité de cette matière première et du produit fini, le sirop d'érable. Éventuellement, la compréhension de ces relations et de ses mécanismes permettra de développer des stratégies de modulation du microbiote et de gestion des systèmes de collecte.