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par medkhaldi Mer 12 Aoû 2009, 14:56La caractéristique qui fait l'unité de ce groupe bactérien est la production de l'acide lactique à partir de différents substrats carbonés. En dehors de ce point commun, les nombreux genres et espèces qui constituent ce groupe présentent une grande diversité de caractéristiques morphologiques et physiologiques. Cela se traduit par l'existence au sein des espèces de nombreuses souches possédant des propriétés technologiques différentes. (Desmazeaud 1998).
Ce sont des cellules vivantes, procaryotes et hétérotrophes dont les caractéristiques sont les suivantes: bacilles ou coques gram positif, généralement immobiles, asporulées, aérotolérants, chimiotrophes et ne possèdent ni catalase, ni nitrate-réductase et ni cytochrome oxydase (Stiles et al., 1997 ). Le genre le plus fréquemment isolé des levains est le genre Lactobacillus.
Le genre Lactobacillus
Les lactobacilles sont présent naturellement dans la nature et sont rarement pathogènes. Ce sont des cellules allongées, régulières en forme de bâtonnets ou coccobacilles isolés ou en chaînettes de taille variable, asporogènes, immobiles ou mobiles grâce à des flagelles péritriches, anaérobies facultatifs. Leurs exigences nutritionnelles complexes et leurs températures de croissance (2 à 53°C) sont très variables d'une espèce à l'autre mais elles sont toutes acidophiles avec un pH optimal de croissance de 5,5 a 6,2. Leurs GC% sont de 36 à 47. Leur mode de fermentation est
à la base de la subdivision en trois groupes.
-Groupe I: forme de lactobacilles
homofermentaires stricts qui ne fermentent que les hexoses par la voie d'Embden-Meyerhof en produisant presque exclusivement du lactate. Ce groupe comprend notamment Lb. acidophilus, Lb. farciminis, Lb. johnsonii, Lb. amylovorus, Lb. paralimentarius (Cai et al., 1999), Lb. delbrueckii subsp. delbrueckii, Lb. delbrueckii subsp. lactis, Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus (Torriani et al., 1999), Lb. nantensis (Valcheva et al., 2006).
-Groupe II: renferme les lactobacilles
homo-hétérofermentaires facultatifs qui fermentent les hexoses mais aussi les pentoses en lactate et acétate par la voie d'Embden-Meyerhof. Il s'agit en particulier de Lb. alimentarius, Lb. casei, Lb. curvatus, Lb. plantarum, Lb. graminis, Lb. paracasei, Lb. paraplantarum, Lb. pentosus, Lb. sakei (Stiles et al., 1997). Ces
espèces bactériennes sont présentes dans les végétaux fermentés comme l'ensilage et dans les produits
carnés et laitiers fermentés.
-Groupe III: forme de lactobacilles
hétérofermentaires stricts qui fermentent les hexoses en lactate, acétate (ou éthanol) et CO2. Les pentoses
aussi sont fermentés en lactate et en acétate. Ces Lactobacillus ont un faible pouvoir acidifiant et produisent des
substances aromatiques. Il s'agit notamment de Lb. brevis, Lb.buchneri, Lb. fermentum, Lb.hilgardii, Lb.fructivorans, Lb.panis (Wiese et al., 1996) , Lb.pontis, Lb. reuteri, Lb.hammesii (Valcheva et al., 2005), Lb. sanfranciscensis, Lb. spicheri, Lb. kimchii et Lb. frumenti (Müller et al., 2000). Ces espèces se retrouvent dans les levains de panification et les produits laitiers fermentés (Oheix 2003).
La flore bactérienne peut se classer en deux types selon l'âge des levains: la flore des levains jeunes est hétérogène, surtout homofermentaire et d'une minorité hétérofermentaire et la flore des levains plus
âgés devient majoritairement hétérofermentaire. Elle comprend en majorité Lb. brevis et Lb. sanfranciscensis (86 à 95 % de la flore totale) (Spicher 1987).
III.3 : Les principaux rôles des bactéries lactiques en panification
Parmi les effets bénéfiques des levains de panification sur la qualité du pain citons: le retard du rassissement, l'augmentation de l'acidité, la protection contre les moisissures, l'abaissement de l'index glycémique et l'amélioration du flaveur et de la texture (De Vuyst et al., 2002).
III.3.1. Le rôle protéolytique des bactéries lactiques :
La dégradation des protéines est due, soit à l'activité protéolytique bactérienne, soit à l'activation des protéases de la farine en milieu acide. Les bactéries lactiques provoquent une augmentation des protéines solubles dans la pâte et l'apparition de peptides et d'acides aminés qui outre le fait qu'ils stimulent la croissance des microorganismes, interviennent dans la formation de certains composés aromatiques. Par ailleurs, le pH optimal des protéases de la farine étant voisin de 4, l'acidification de la pâte favorise leur activation et la production des acides aminés à partir du gluten (Onno et Roussel 1994). La dégradation du gluten affecte les caractéristiques rhéologiques des pâtes et la texture du pain. Les études ont montré que l'acidification par les acides lactique et acétique change complètement les caractéristiques rhéologiques durant la fermentation (Thiele et al., 2004) et est à l'origine d'une diminution de viscosité et d'extensibilité. Ce changement est prononcé pour un pH allant de 3,8 a 4,1.
L'activité protéolytique dépend des souches bactériennes. Les travaux de Gobbetti et al., en 1996 ont montré que Lb. sanfranciscensis CB1 isolé du levain naturela une capacité particulière à dégrader les protéines ou les peptides durant la fermentation.
Les espèces suivantes: Lb. sanfranciscensis, Lb. brevis 14G et les souches CRL 759et CRL 778 du Lb. alimentarius sont potentiellement capables d'hydrolyser la gliadine, la fraction protéique du gluten responsable de la maladie coeliaque (Gobbetti et al ., 2005; Rollan et al., 2005; Di Cagno et al., 2002).
III.3.2. La production du gaz carbonique:
En panification directe, les levures de l'espèce Saccharomyces cerevisiae sont les seuls agents de fermentation. Les levures jouent un rôle important dans la production du gaz carbonique provenant de la dégradation des glucides qui contribue à la
levée de la pâte (Onno et Roussel 1994). Les bactéries lactiques homofermentaires produisent seulement de l'acide lactique. Seules les bactéries lactiques hétérofermentaires produisent du gaz carbonique mais comparativement aux quantités produites par les levures, elles contribuent faiblement à la levée de la pâte (Onno et Roussel 1994). Il a été noté que l'association du Lb. sanfranciscensis avec S. cerevisiae et S. exiguus M14 accroissait la production du gaz carbonique en comparaison avec S. cerevisiae seule (Gobbetti et al., 1997).
III.3.3. Les aspects aromatiques:
Les caractéristiques aromatiques du pain font le sujet de plusieurs investigations et plus de 500 composés volatils ont
été signalés dans plusieurs types de pains (Gzerny et Schieberle 2002). L'arôme du pain doit être attribué non pas
à un seul composé, mais à un mélange complexe de substances aromatiques, d'origine microbienne et enzymatique.
La qualité aromatique du pain au levain dépend du pH de la pâte et du rapport acide lactique/ acide acétique appelé quotient fermentaire. (Czerny et Schieberle 2002 ; Rohrlich 1953).
*Le quotient fermentaire
La fermentation lactique confère aux produits finis un goût typique du pain au levain, aigrelet par l'acide lactique et plus
piquant par l'acide acétique. La quantité de chaque acide produite est variable d'un levain à l'autre. On appelle le quotient fermentaire (QF) le rapport molaire des concentrations en acide lactique et acide acétique. Le QF dépend des conditions de fermentation et des espèces présentent dans le levain ou le starter. Pour le pain de levain de froment (farine de blé tendre) caractéristique du pain Français, les valeurs optimales du quotient fermentaire pour définir un bon arôme n'ont pas été déterminées, mais il est préconisé, à titre indicatif, un rapport compris entre 4 et 10. Le pain allemand, plus riche en
acide acétique, a un goût acide plus prononcé que celui du pain français. (Onno et Roussel 1994 ; Roussel et Chiron 2002)
III.3.4. L'activité anti-microbienne:
Les bactéries lactiques ont un rôle fondamental dans l'inhibition des flores non lactiques, dont certaines sont préjudiciables à la qualité du pain. Cette action est due à l'abaissement du pH (qui inhibe la croissance de la plupart des germes non lactiques), à la toxicité propre de l'acide lactique, mais aussi à la sécrétion de bactériocines (facteurs bactéricides) et des substances antifongiques (Desmazeaud 1998).
-L'activité anti-bactérienne:
A côté des composés comme les acides organiques, le peroxyde d'hydrogène et le diacétyle, les bactéries lactiques des levains inhibent les germes indésirables en produisant des bactériocines comme la plantaricine libérée par Lb. plantarum ST31, des substances dites bactériocines-like (BLIS) comme le BLISC57 de Lb. sanfranciscensis C57 et des antibiotiques comme la reutericycline produite par Lb. reuteri LTH2584 (Gobbetti et al., 2005 Gobbetti et al., 1997).
-L'activité antifongique:
Des substances comme l'acide phényllactique et l'acide 4-hydroxy-phényllactique isolées des souches de Lb. plantarum 21B et 20B ont montré une activité inhibitrice contre Aspergillus, Penicillium et Monilia. Par ailleurs, une gamme d'acides organiques tels que les acides:
acétique, formique, caproïque, propionique, butyrique et valérique libérées par Lb. sanfranciscensis CB1, possèdent le même effet contre Aspergillus, Fusarium, Penicillium et Monilia. Ces acides agissent d'une manière synergique (Gobbetti etal., 2005 ; Lavermicocca et al., 2003 ).
Ce sont des cellules vivantes, procaryotes et hétérotrophes dont les caractéristiques sont les suivantes: bacilles ou coques gram positif, généralement immobiles, asporulées, aérotolérants, chimiotrophes et ne possèdent ni catalase, ni nitrate-réductase et ni cytochrome oxydase (Stiles et al., 1997 ). Le genre le plus fréquemment isolé des levains est le genre Lactobacillus.
Le genre Lactobacillus
Les lactobacilles sont présent naturellement dans la nature et sont rarement pathogènes. Ce sont des cellules allongées, régulières en forme de bâtonnets ou coccobacilles isolés ou en chaînettes de taille variable, asporogènes, immobiles ou mobiles grâce à des flagelles péritriches, anaérobies facultatifs. Leurs exigences nutritionnelles complexes et leurs températures de croissance (2 à 53°C) sont très variables d'une espèce à l'autre mais elles sont toutes acidophiles avec un pH optimal de croissance de 5,5 a 6,2. Leurs GC% sont de 36 à 47. Leur mode de fermentation est
à la base de la subdivision en trois groupes.
-Groupe I: forme de lactobacilles
homofermentaires stricts qui ne fermentent que les hexoses par la voie d'Embden-Meyerhof en produisant presque exclusivement du lactate. Ce groupe comprend notamment Lb. acidophilus, Lb. farciminis, Lb. johnsonii, Lb. amylovorus, Lb. paralimentarius (Cai et al., 1999), Lb. delbrueckii subsp. delbrueckii, Lb. delbrueckii subsp. lactis, Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus (Torriani et al., 1999), Lb. nantensis (Valcheva et al., 2006).
-Groupe II: renferme les lactobacilles
homo-hétérofermentaires facultatifs qui fermentent les hexoses mais aussi les pentoses en lactate et acétate par la voie d'Embden-Meyerhof. Il s'agit en particulier de Lb. alimentarius, Lb. casei, Lb. curvatus, Lb. plantarum, Lb. graminis, Lb. paracasei, Lb. paraplantarum, Lb. pentosus, Lb. sakei (Stiles et al., 1997). Ces
espèces bactériennes sont présentes dans les végétaux fermentés comme l'ensilage et dans les produits
carnés et laitiers fermentés.
-Groupe III: forme de lactobacilles
hétérofermentaires stricts qui fermentent les hexoses en lactate, acétate (ou éthanol) et CO2. Les pentoses
aussi sont fermentés en lactate et en acétate. Ces Lactobacillus ont un faible pouvoir acidifiant et produisent des
substances aromatiques. Il s'agit notamment de Lb. brevis, Lb.buchneri, Lb. fermentum, Lb.hilgardii, Lb.fructivorans, Lb.panis (Wiese et al., 1996) , Lb.pontis, Lb. reuteri, Lb.hammesii (Valcheva et al., 2005), Lb. sanfranciscensis, Lb. spicheri, Lb. kimchii et Lb. frumenti (Müller et al., 2000). Ces espèces se retrouvent dans les levains de panification et les produits laitiers fermentés (Oheix 2003).
La flore bactérienne peut se classer en deux types selon l'âge des levains: la flore des levains jeunes est hétérogène, surtout homofermentaire et d'une minorité hétérofermentaire et la flore des levains plus
âgés devient majoritairement hétérofermentaire. Elle comprend en majorité Lb. brevis et Lb. sanfranciscensis (86 à 95 % de la flore totale) (Spicher 1987).
III.3 : Les principaux rôles des bactéries lactiques en panification
Parmi les effets bénéfiques des levains de panification sur la qualité du pain citons: le retard du rassissement, l'augmentation de l'acidité, la protection contre les moisissures, l'abaissement de l'index glycémique et l'amélioration du flaveur et de la texture (De Vuyst et al., 2002).
III.3.1. Le rôle protéolytique des bactéries lactiques :
La dégradation des protéines est due, soit à l'activité protéolytique bactérienne, soit à l'activation des protéases de la farine en milieu acide. Les bactéries lactiques provoquent une augmentation des protéines solubles dans la pâte et l'apparition de peptides et d'acides aminés qui outre le fait qu'ils stimulent la croissance des microorganismes, interviennent dans la formation de certains composés aromatiques. Par ailleurs, le pH optimal des protéases de la farine étant voisin de 4, l'acidification de la pâte favorise leur activation et la production des acides aminés à partir du gluten (Onno et Roussel 1994). La dégradation du gluten affecte les caractéristiques rhéologiques des pâtes et la texture du pain. Les études ont montré que l'acidification par les acides lactique et acétique change complètement les caractéristiques rhéologiques durant la fermentation (Thiele et al., 2004) et est à l'origine d'une diminution de viscosité et d'extensibilité. Ce changement est prononcé pour un pH allant de 3,8 a 4,1.
L'activité protéolytique dépend des souches bactériennes. Les travaux de Gobbetti et al., en 1996 ont montré que Lb. sanfranciscensis CB1 isolé du levain naturela une capacité particulière à dégrader les protéines ou les peptides durant la fermentation.
Les espèces suivantes: Lb. sanfranciscensis, Lb. brevis 14G et les souches CRL 759et CRL 778 du Lb. alimentarius sont potentiellement capables d'hydrolyser la gliadine, la fraction protéique du gluten responsable de la maladie coeliaque (Gobbetti et al ., 2005; Rollan et al., 2005; Di Cagno et al., 2002).
III.3.2. La production du gaz carbonique:
En panification directe, les levures de l'espèce Saccharomyces cerevisiae sont les seuls agents de fermentation. Les levures jouent un rôle important dans la production du gaz carbonique provenant de la dégradation des glucides qui contribue à la
levée de la pâte (Onno et Roussel 1994). Les bactéries lactiques homofermentaires produisent seulement de l'acide lactique. Seules les bactéries lactiques hétérofermentaires produisent du gaz carbonique mais comparativement aux quantités produites par les levures, elles contribuent faiblement à la levée de la pâte (Onno et Roussel 1994). Il a été noté que l'association du Lb. sanfranciscensis avec S. cerevisiae et S. exiguus M14 accroissait la production du gaz carbonique en comparaison avec S. cerevisiae seule (Gobbetti et al., 1997).
III.3.3. Les aspects aromatiques:
Les caractéristiques aromatiques du pain font le sujet de plusieurs investigations et plus de 500 composés volatils ont
été signalés dans plusieurs types de pains (Gzerny et Schieberle 2002). L'arôme du pain doit être attribué non pas
à un seul composé, mais à un mélange complexe de substances aromatiques, d'origine microbienne et enzymatique.
La qualité aromatique du pain au levain dépend du pH de la pâte et du rapport acide lactique/ acide acétique appelé quotient fermentaire. (Czerny et Schieberle 2002 ; Rohrlich 1953).
*Le quotient fermentaire
La fermentation lactique confère aux produits finis un goût typique du pain au levain, aigrelet par l'acide lactique et plus
piquant par l'acide acétique. La quantité de chaque acide produite est variable d'un levain à l'autre. On appelle le quotient fermentaire (QF) le rapport molaire des concentrations en acide lactique et acide acétique. Le QF dépend des conditions de fermentation et des espèces présentent dans le levain ou le starter. Pour le pain de levain de froment (farine de blé tendre) caractéristique du pain Français, les valeurs optimales du quotient fermentaire pour définir un bon arôme n'ont pas été déterminées, mais il est préconisé, à titre indicatif, un rapport compris entre 4 et 10. Le pain allemand, plus riche en
acide acétique, a un goût acide plus prononcé que celui du pain français. (Onno et Roussel 1994 ; Roussel et Chiron 2002)
III.3.4. L'activité anti-microbienne:
Les bactéries lactiques ont un rôle fondamental dans l'inhibition des flores non lactiques, dont certaines sont préjudiciables à la qualité du pain. Cette action est due à l'abaissement du pH (qui inhibe la croissance de la plupart des germes non lactiques), à la toxicité propre de l'acide lactique, mais aussi à la sécrétion de bactériocines (facteurs bactéricides) et des substances antifongiques (Desmazeaud 1998).
-L'activité anti-bactérienne:
A côté des composés comme les acides organiques, le peroxyde d'hydrogène et le diacétyle, les bactéries lactiques des levains inhibent les germes indésirables en produisant des bactériocines comme la plantaricine libérée par Lb. plantarum ST31, des substances dites bactériocines-like (BLIS) comme le BLISC57 de Lb. sanfranciscensis C57 et des antibiotiques comme la reutericycline produite par Lb. reuteri LTH2584 (Gobbetti et al., 2005 Gobbetti et al., 1997).
-L'activité antifongique:
Des substances comme l'acide phényllactique et l'acide 4-hydroxy-phényllactique isolées des souches de Lb. plantarum 21B et 20B ont montré une activité inhibitrice contre Aspergillus, Penicillium et Monilia. Par ailleurs, une gamme d'acides organiques tels que les acides:
acétique, formique, caproïque, propionique, butyrique et valérique libérées par Lb. sanfranciscensis CB1, possèdent le même effet contre Aspergillus, Fusarium, Penicillium et Monilia. Ces acides agissent d'une manière synergique (Gobbetti etal., 2005 ; Lavermicocca et al., 2003 ).
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