Th.--Sci. phys.--Nancy--I.N.P.L., 1985.

Reproduction de : Thèse de doctorat : Génie des procédés et de l'environnement : Toulouse, INPT : 2007. / Titre provenant de l'écran-titre. Bibliogr. 179 réf.

Le gari, une semoule de manioc (Manihot esculenta, Crantz) fermentée, gélifiée et déshydratée, représente le produit alimentaire le plus populaire de lAfrique de lOuest. Les bactéries lactiques constituent lun des plus importants groupes de micro-organismes impliqués dans létape de la fermentation du manioc, principalement en raison de leurs rôles établis dans le développement de la saveur et la préservation des aliments obtenus. Dans le but de fournir au consommateur un produit sain, de qualité organoleptique constante et acceptable, des efforts damélioration et de contrôle de la fermentation du manioc ont été entrepris. Seize souches de bactéries lactiques ayant des caractéristiques technologiques appropriées, ont été précédemment isolées et sélectionnées au cours de la fermentation du manioc en vue de leur utilisation comme culture starter pour la production de gari. Lobjectif de ce travail est de contribuer à un meilleur contrôle de la fermentation du manioc à travers la production dun starter de bactéries lactiques lyophilisées pour la production de gari. A lissue de la première partie du travail, les souches Lactobacillus plantarum VE36, G2/25, L. fermentum G2/10 et Weissella paramesenteroides LC11 ont été sélectionnées sur base de : (i) leur capacité à survivre après un test de déshydratation dans une solution de glycérol de concentration croissante suivi dun marquage par des marqueurs fluorescents, (ii) leur taux de survie après la lyophilisation, (iii) leur capacité dutilisation dune source de carbone après la lyophilisation, (iv) leur stabilité au cours du stockage sous forme lyophilisée. Nous avons cependant noté que la plupart des souches lyophilisées perdaient plus de 50% de leur viabilité après 60 jours de stockage à basse température. Dans la seconde partie du travail, nous avons essayé de comprendre lun des mécanismes à lorigine de la perte de viabilité au cours du stockage des souches lyophilisées : loxydation des lipides membranaires. Pour ce faire, limpact de la dégradation des acides gras polyinsaturés sur la survie cellulaire ou le pouvoir dacidification de la souche lyophilisée W. paramesenteroides LC11 a été évalué pendant 90 jours de stockage dans différentes conditions de stockage (différentes températures, présence ou absence dair et dhumidité). Un dosage des produits primaires de dégradation des acides gras polyinsaturés a aussi été effectué pour les échantillons stockés dans des conditions daération. A lissue de cette étude, une corrélation a été établie entre la perte de viabilité cellulaire et/ou du pouvoir dacidification et la dégradation des acides gras polyinsaturés. Dans loptique de confirmer ces résultats, leffet de composés protecteurs tels que les cryoprotecteurs et/ou des antioxydants (acide ascorbique et/ou butyle hydroxytoluene) sur la viabilité cellulaire, lintégrité membranaire et loxydation des lipides de la souche lyophilisée W. paramesenteroides LC11, ont été évalués pendant 90 jours de stockage dans des conditions daération et en présence dhumidité. Après le 90ième jour de stockage, les acides gras membranaires totaux ainsi que ceux de la fraction polaire ont également été analysés. La présence des cryoprotecteurs et du butyle hydroxytoluene avait considérablement réduit la perte de viabilité et dintégrité membranaire, ainsi que la dégradation des lipides de la fraction polaire. Une possible relation entre loxydation des acides gras polyinsaturés, plus précisément ceux de la fraction polaire des lipides, et la perte de viabilité cellulaire au cours du stockage des souches lyophilisées, a été confirmée. Des corrélations entre loxydation des acides gras polyinsaturés de la fraction polaire des lipides et la perte dintégrité cellulaire et, dautre part, entre la perte dintégrité cellulaire et la perte de viabilité cellulaire, ont été établies. Alors que les phénomènes doxydation des lipides se déroulaient au cours du temps, la perte de viabilité cellulaire survenait dès les premières heures du stockage. Les changements dans la perméabilité membranaire de la souche W. paramesenteroides LC11 ont ainsi été évalués 20h après la lyophilisation, à travers les déterminations du nombre de cellules viables et de la conductivité dune solution de réhydratation dont nous avons fait varier la température, la concentration en sels (NaCl), protons et composés protecteurs (glycérol, saccharose, maltodextrine, glutamate monosodique). Une augmentation de la température et de la concentration en sels (NaCl) ou en glutamate monosodique, ainsi quune baisse de la concentration en protons entraînaient une augmentation de la concentration en substances ioniques dissoutes et une baisse du nombre de cellules viables. Cependant, une augmentation de la concentration en glycérol, sucrose ou maltodextrine entraînait une diminution de la concentration en substances ioniques dissoutes et un maintien de la viabilité cellulaire. Ces résultats nous suggèrent quil pourrait se produire une rupture cellulaire durant la déshydratation et que cette situation pourrait influencer la stabilité de la souche lyophilisée dès les premières heures du stockage.

Une recherche de souches bactériennes lactiques productrices de bactériocine a été entreprise à partir daliments traditionnels dorigine sénégalaise et les souches les plus actives ont été mises en uvre comme barrière en supplément du sel (NaCl) contre la croissance de la flore contaminante de différents poissons maigre [sompat (Pomadasys jubelini)], moyennement gras [capitaine (Polydactylus quadrifilis)], et gras [mâchoiron (Arius heudeloti)] de production artisanale au Sénégal. La prévalence des bactéries lactiques a été déterminée à 109 UFC/(g ou ml) dans les produits fermentés traditionnels à base de céréale et de lait, et 103 UFC/g dans les produits de la pêche fermentés. Douze souches bactériennes à activité inhibitrice de type bactériocine ont été détectées au sein de 220 souches de bactéries lactiques isolées de 32 échantillons de ces différents types de produits. Les 11 souches ont été caractérisées (API 50 CH, 16S rDNA) comme étant des souches de Lactococcus lactis subsp. lactis qui portent le gène codant pour la nisine, la souche restante est une souche dEnterococcus faecium et possède le gène codant pour lEntérocine B. Les deux souches, Lactococcus lactis subsp. lactis CWBI-B1410, isolée de farine de mil fermentée et productrice de nisine, et la souche Lactobacillus curvatus CWBI-B28 provenant de la collection du CWBI de la FUSAGx, produisant trois bactériocines de type curvalicine 28a, b et c, ont été mises en uvre en combinaison avec du sel comme barrière contre la croissance de la flore contaminante dans les poissons. La flore totale dans les poissons de production artisanale atteingnait 5,70 log UFC/g. La transformation des poissons par fermentation naturelle à 30°C (sans traitement préalable : procédé traditionnel), entraîne une prolifération de bactéries Gram-négatives comme Proteus sp, Shewanella putrefaciens et des souches de Bacillus sp qui atteignent 109-10 UFC/g en moins de 24 h dans les produits. Lutilisation de CWBI-B1410 (107 UFC/g) comme ferment avec ajout de glucose (1% m/m) dans les filets, entraîne une production in situ de substances antagonistes (acides organiques et bactériocine). Il en résulte une réduction du niveau de la flore contaminante entérique de 2 (P. quadrifilis) et de 4 (P. jubelini) log UFC/g par rapport aux poissons préparés traditionnellement. Lajout de sel dans des produits ainsi fermentés réduit la flore entérique. Laddition des surnageants de culture neutralisés (pH 6) bactéricides issus de CWBI-B1410 ou de CWBI-B28 en combinaison avec du chlorure de sodium (0,14 g/ml) sur les filets crus (100 ml/100 g) incubés à 10°C réduit le niveau de la contamination bactérienne de 1,5 log UFC/g et retarde laugmentation de la flore qui reste à un niveau < 106 UFC/g pendant 13 à 18 jours dincubation à 10°C selon le type de poisson, alors que pour les filets contrôles, traités avec des surnageants de culture neutralisés de souches non productrices de bactériocines (Lactobacillus curvatus LMG 21688 et Lactococcus lactis LMG 6890) salés (NaCl 0,14 g/ml), la flore contaminante dépasse 106 UFC/g au bout de 3 à 7 jours. Les effets antibactériens des surnageants de cultures neutralisés bactéricides et salés (NaCl 0,14 g/ml), sont par ailleurs, plus importants que ceux dune solution salée (NaCl 0,14 g/ml) supplémentée de sels de benzoate et de sorbate en concentration de 0,5 mg/ml chacun sur les poissons riches en lipides. Ces résultats suggèrent que, la combinaison des effets antibactériens des bactéries lactiques productrices de bactériocines et du sel, plus particulièrement lutilisation de SCN salés, comme préservatifs, peut constituer un moyen approprié damélioration de la conservation et de la qualité microbiologique des produits de la pêche artisanale au Sénégal. Le traitement des poissons selon lune ou lautre des stratégies décrites précédemment, combiné à un système de séchage devrait permettre de produire des produits halieutiques traditionnels de meilleures qualités microbiologiques et de durée de conservation plus longue, justifiant limportance de continuer cette étude sur lamélioration de la productivité de bactériocine par CWBI-B1410, et les impacts des nouveaux traitements sur les qualités organoleptiques et nutritionelles des produits. A screening of bacteriocin-producing lactic acid bacteria from Senegalese traditional food products was undertaken and the most active strains were tested in combination with sodium chloride as barrier to control spoilage bacteria growth on different artisanal fish products [lean sumpat grunt (Pomadasys jubelini), moderarely fat giant African threadfin (Polydactylus quadrifilis) and fat smoothmouth sea catfish (Arius heudeloti)] in Senegal. The prevalence of lactic acid bacteria was determined at 109 CFU/(g or ml) in traditional fermented cereals and fermented milk products, and 103 CFU/g in fermented seafood products. Twelve bacteriocin-producing strains were detected of 220 lactic acid bacteria strains randomly selected from such products. The eleven were characterized (API 50CH and 16S rDNA) as Lactococcus lactis subsp lactis strains and contain gene encoding nisin, and the remaining one an Enterococcus faecium strain which contains gene encoding Enterocin B. Two strains, Lactococcus lactis subsp. lactis CWBI-B1410, a nisin producer isolated from fermented millet flour from Senegal, and Lactobacillus curvatus CWBI B28 which produces three bacteriocins (Curvalicin 28a, b et c) from CWBI collection, were tested in combination with sodium chloride as barrier to control spoilage bacteria growth on fish from artisanal production. The total bacterial counts of fishes reached 5.7 log CFU/g. The processing of such products by natural fermentation at 30°C (without any preliminary treatment as in traditional process) result in proliferation of Gram-negative bacteria such as Proteus sp and Shewanella putrefaciens, and some Bacillus sp strains, which reached 109-10 CFU/g in products within less than 24 h of incubation. When using CWBI-B1410 living culture (107 CFU/g) with glucose (1% wt/wt) supplementation as barrier against bacterial growth in fishes, a depression of the pH as well as a bacteriocin-like activity were noted, resulting in a decrease of the Gram negative strains counts of 4 log CFU/g (P. jubelini) and 2 log CFU/g (P. quadrifilis) in comparison to fishes prepared in using traditional process. The addition of salt in such fermented products reinforced the antimicrobial effect by CWBI-B1410 strain. The addition of neutralized (pH 6) culture supernatants of CWBI-B1410 or CWBI-B28 strains in combination with sodium chloride (0.14 g/ml) as preservatives on fishes (100 ml/100 g) incubated at 10°C, declined the level of total bacterial counts of 1.5 log CFU/g within 48 h, and delayed the increase of bacteria number in fishes: bacterial counts remained under 106 CFU/g for 13 to 18 days of storage at 10°C following the fish, whereas they were over 106 CFU/g after 3 to 7 days fish storage at 10°C in controls, treated with salted (NaCl 0.14 g/ml) neutralized (pH 6) culture supernatants of non-bacteriocin producers (Lactococcus lactis LMG 6890 and Lactobacillus curvatus LMG 216888). The antimicrobial effects by salted neutralized culture supernatants of the bacteriocin producers were higher to those of salted solution (NaCl 0.14 g/ml) supplemented with benzoate and sorbate acid salts each at concentration of 0.5 mg/ml on the moderate and fat fishes. These data suggest that the use of bacteriocin-producing lactic acid bacteria in combination with sodium chloride as described above, particularly the use of salted bactericidal culture supernatant, as preservatives, can be a suitable strategy to enhance the storage and the bacterial quality of traditional fish products in Senegal. The treatment of fishes in using one of the strategies as described above combined with a drying process could permit production of seafood commodities with higher bacterial quality and time of storage, justifying to continue this investigation on the enhancement of the bacteriocin-productivity by CWBI-B1410, and the evaluation of the effects of the new treatments on the organaoleptic and nutritional quality of products.