République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université d'oran Es-Senia Faculté des Sciences Département de Biologie MEMOIRE DE MAGISTER Option: Microbiologie Alimentaire Thème Etude de performance des bifidobactéries isolées d un yaourt fabriqué en Algérie Devant le jury: Présenté par Mademoiselle ABDELMALEK ASMAA Soutenu le: / /2008 Président : Pr. BELKHOUDJA Moulay Université d'oran Examinateur : Pr. SLIMANI Miloud Examinateur : Dr. CHEKROUNE Abdallah Examinateur : Dr. HADADJI Miloud Rapporteur : Pr. BENSOLTANE Ahmed Université d'oran Université d'oran Université d'oran Université d'oran Année universitaire 2007-2008
Remerciements J adresse mes sincères remerciements au Pr BENSOLTANE Ahmed qui m a offert par ses compétences scientifiques et pédagogiques et ses qualités humaines, les moyens de mener à bien ce travail. Je tiens également à le remercier pour la confiance et le soutien permanent. J adresse toute ma reconnaissance au Pr BELKHODJA Moulay d avoir accepter de présider le jury de soutenance. Je remercie Pr SLIMANI Miloud, Dr CHEKROUN Abdallah et Dr HADADJI Miloud d avoir accepter de juger mon travail. Je remercie Dr REZEILE médecin chef du laboratoire d hygiène de la wilaya d Oran de m avoir accueilli au cours d un stage dans son laboratoire ainsi que tout le personnel du laboratoire. Des remerciements chaleureux vont à ma famille. Enfin je remercie aussi tous ceux qui ont de prés ou de loin contribué à la réalisation de ce travail.
A ma famille
Résumé Nous avons isolé des bifidobactéries à partir du yaourt fabriqué et commercialisé en Algérie. L étude macroscopique montre que ces bactéries forment des petites colonies blanchâtres, l étude microscopique montre la présence des formes typiques au genre Bifidobacterium, de Gram positif et ne possèdent pas de catalase. Les souches isolées poussent au température 37 et 45 C et au ph 6.5 et 7. Les souches étudiées ont montré un pouvoir acidifiant important, un taux de croissance qui dépasse 0.4 h -1 et un temps de génération important qui confirme ses aptitudes technologiques et ses caractères probiotiques. L étude de la viabilité sur milieu lait pendant 21 jours à un ph initial égale à 4.5 a montré la résistance des souches étudiées à l acidité et à une température de conservation égale 4 C avec une létalité moyenne égale à 2.5 Log UFC/ml. Le dénombrement des bifidobactéries à partir du produit commercialisé a montré la présence d un nombre Log 4.2 UFC/ml pour le yaourt aromatisé et un nombre Log 5.5 UFC/ml pour le yaourt fruité. Par contre le nombre de Strepfococcus thermophilus est supérieur à 10 7 pour les deux produits le jour d expiration et le nombre de Lactobacillus bulgaricus est supérieur à 10 6 pour tous les échantillons le jour d expiration. Les analyses microbiologiques des échantillons utilisés dans notre travail ont démontrés qu ils sont de bonne qualité. Mots clés : Bifidobacterium, yaourt, probiotique, viabilité.
الملخص قمنا بعزل Bifidobacteria من یاغورت مصنع و مسوق في الجزاي ر. الدراسة الماكروسكوبیة تبین أن البكتیریا المعزولة تكون مستعمرات صغیرة بیضاء اللون. الدراسة المیكروسكوبیة تبین وجود أشكال خاصة بنوع Bifidobacterium موجبة الغرام (Gram) بدون كاتالاز. السلالات المعزولة تنمو عند درجة حرارة 37 و 45 درجة مي ویة. السلالات المدروسة أظھرت قدرة على تكوین درجة حموضة ھامة درجة النمو تفوق 0.4 التكنولوجیة و قدراتھا العلاجیة. وقت تناسل مھم یو كد كفاءتھا دراسة إمكانیة العیش في وسط الحلیب لمد ة 21 یوم ph ابتداي ي یعادل 4.5 أظھرت السلالات مع المدروسة مقاومة للحموضة و لدرجة التخزین التي تعادل 4 درجات مي ویة مع نقص للبكتیریا بمعدل Log 2.5ufc/ml تعداد Bifidobacteria مباشرة من المنتج یاغورت المسوق بی نت وجود Log 4.2 ufc/ml للیاغورت المعطر و Log 5.5 ufc/ml للیاغورت المثمر ) الفواكھ ). على العكس عدد Strepfococcus thermophilus یفوق 7 10 لكل یاغورت یوم انتھاء الصلاحیة و عدد Lactobacillus bulgaricus یفوق 6 10 لكل العینات المدروسة. التحالیل المیكروبیولوجیة للعینات المستعملة في دراستنا بی نت المنتوج جید الجودة. الكلمات المفتاحیة : Bifidobacterium الیاغورت قدرات علاجیة إمكانیة العیش.
Summary We isolated the bifidobacteria from yoghurt manufactured and marketed in Algeria. The macroscopic study shows that the bacteria form small white colony, the microscopic study shows the presence of the typical forms to Bifidobacterium genus, positive Gram and do not have catalase. The strains push at the temperature 37 and 45 C and to ph 6.5 and 7. The strains show an important acidifying capacity, a growth rate exceeds 0.4 h -1 and important generation time witch confirm these technological qualification and probiotics characters. The viability in milks during 21 days with initial ph=4.5 shows that the strains isolated resist to acidity and to temperature of conservation= 4 C with rate of lethality = 2.4 Log ufc/ml. The enumeration of bifidobacteria from marketed yoghurt showed the presence Log 4.2 ufc/ml in aromatized yoghurt and Log 5.5 ufc/ml in fruity yoghurt. On the other hand the number of Strepfococcus thermophilus is higher than 10 7 in all yoghurts on day of expiry and the number of Lactobacillus bulgaricus is higher than 10 6 in all yoghurts on day of expiry. The microbiological analyses of the yoghurts used in our work showed that it is of good quality. Key words: Bifidobacterium, yoghurt, viability, probiotic.
Liste des abreviations ADN Acide désoxyribonucleique. ARN Acide ribonucleique ribosomale. B1 Bifidobactérie isolée du yaourt Danone aromatise. B2 Bifidobactérie isolée du yaourt Danone fruité. B3 Bifidobactérie isolée du yaourt Soummam aromatisé. B4 Bifidobactérie isolée du yaourt Soummam fruité. Bif Bifidobacterium C Degrée celsius CO2 Gaz carbonique CF Coliformes fécaux CT Coliformes totaux cys Cystéine D degrée dornic E,M,P Embden Meyerhof parnas Fig Figure g/l Gramme par litre GT Gélose témoin h Heure Hcl chlohydrate Kcal Kilocalorie Lb Lactobacillus LHWO Laboratoire d Hygiène de la Wilaya d Oran NYA National Youghurt Asotiation (Etats unies) Ox Oxydase P1 Yaourt Danone aromatisé P2 Yaourt Danone fruité
P3 P4 ph St Tab Ufc Yaourt Soummam aromatisé Yaourt Soummam fruité Potentiel d hydrogène Streptococcus Tableau Unité formant colonies
Liste des figures figure1 :Schéma du métabolisme complémentaire de Streptococcus thermophilus et Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus dans le lait...11 figure 2 :Procédure de fabrication du yaourt...13 Figure 3 : Schéma simplifié décrivant les compartiments de l appareil digestif de l homme et leurs microflores...22 Figure 4 : la voie du fructose 6-phosphate ou bifid(us) shunt.30 Figure 5 : Les principaux effets bénéfiques attribués aux probiotiques.. 45 Figure6 Technique d isolement des bifidobactéries...51 Figure 7 Tests de fermentation des sucres..55 Figure8Technique de dénombrement des lactobacilles et streptococcus..58 Figure 9 Technique de recherche des coliformes fécaux et totaux.60 Figure 10 Recherche Staphyloccocus aureus.61 Figure 11 Recherche d E. coli.. 62 Figure 12 Recherche Salmonnelles...63 Figure 13 Recherche des levure et moisissures..63 Figure 14: Aspect macroscopique de la souche B1 sur milieu MRScys après 48 h à 37º 65 Figure 15:Aspect microscopiques de la souches B1 100..65 Figure 16: Aspect macroscopiques de la souche B2 sur milieu MRScys après 48 h à 37º 66 Figure 17 : Aspect microscopiques de la souche B2 100 66 Figure 18 : Aspect macroscopiques de la souche B3 sur milieu MRScys après 48 h à 37º 67 Figure 19 : Aspect microscopique de la souchesb2 100.67 Figure 20: Aspect macroscopique de la souche B4 sur milieu
MRScys après 48 h à 37º...68 Figure 21 : Aspect microscopique de la souche B4 100...68 Figure 22 : Aspect microscopiques de la souche B2 après plusieurs repiquages..69 Figure 23 : Aspect microscopique de la souche B3 après plusieurs repiquages...69 Figure 24 : les sucres dégradés par la souche de la souche B1...71 Fig 25: la sensibilité des bifidobactéries a la Ery, Sulp, Pénn, Chlo, Amp, amox.73 Fig 26 : cinétique d évolution de l acidité Dornic produite par les souches B1, B2,B3 et B4 à 42 C.. 74 Fig 27 : Variation du ph des souches B1,B2,B3 et B4 lors du suivie de l acidité titrable... 75 Fig 28 : La survie des souches B1,B2, B3 et B4 dans milieu lait a ph 4.5 Pendant 21 jours..76 Fig 29 : Viabilité des bifidobactéries et les bactéries lactiques dans P1 Aromatisées de Danone..77 Fig 30 : Viabilité des bifidobactéries et les bactéries lactiques dans P2 Fruité de Dannone..77 Fig 31 : Viabilité de bifidobactéries et les bactéries lactiques dans P3 aromatisé de Soummam..78 Fig 32 : Viabilité de bifidobactéries et les bactéries lactiques dans P4 fruité de Soummam.78
Liste des tableaux Tableau 1 : nombre de microorganismes retrouvés dans un yaourt répondent à la norme de qualité 6 Tableau 2 : Apports des différents yaourts pour un pot de 125 g 15 Tableau 3 : Principales bactéries lactiques associées aux produits laitiers fermentés et leurs rôles 20 Tableau 4 : Les différentes espèces de bifidobacterium et leur origines.25 Tableau 5 : Quelques produit laitiers commercialisés contiennent de Bifidobacterium...33 Tableau 6 : les microorganismes considérés comme probiotiques...46 Tableau 7 : Différents aspects macroscopiques et microscopiques 64 Tableau 8 :Mise en évidence de certaines activités enzymatiques chez les souches étudiées. 70 Tableau9 :Type fermentaire des souches des bifidobactéries 70 Tableau 10: Effets Température, ph, oxygène sur la croissance des béfidobactéries.72 Tableau 11 :Résultat de l antibiogramme des souches isolées 72 Tableau 12 :Taux de croissance spécifiques et temps de génération des souches B1, B2,B3,B4. 73 Tableau 13 : contrôle de qualité des yaourts utilisés.79
Sommaire page Introduction 3 Etude bibliographique I- Laits fermentés et yaourt 4 1. Les laits fermentés 4 1.1. Divers laits fermentés. 4 2.Le yaourt...5 2.1 Définition. 5 2.2. Les micro-organismes retrouvés dans le yaourt. 6 2.2.1 La microflore essentielle...7 2.2.2 La microflore non essentielle 7 2.2.3 La microflore contaminantes 8 2.3 Le métabolisme et fonction des bactéries du yaourt 8 2.4 Procédure de fabrication du yaourt 10 2.5 Les modifications du yaourt..12 2.6 La composition chimique du yaourt..14 2.6.1 Les glucides.14 2.6.2 Les protéines 14 2.6.3 Les lipides 14 2.6.4 Les minéraux...14 2.6.5 Les vitamines...15 2.7 Apports nutritionnels du yaourt.15 2.8.Les effets bénéfiques du yaourt 16 II- Les bactéries lactiques et bifidobactéries..18 1-Les bactéries lactiques.18 1.1Définition.18 1.2.Principales caractéristiques 18 1.3.Taxonomie et classification...18
1.4. Bactéries lactiques et produit alimentaires fermentés... 19 1.4.1. Les bactéries lactiques dans les produits laitiers 19 2.LES BIFIDOBACTERIES..21 2.1.Définition 21 2.2.Ecologique des bifidobactéries...21 2.3.Taxonomie et les différents espèces..23 2.4.Caractéristiques morphologiques,physiologiques et biochimiques des bifidobactéries. 26 2.4.1. Morphologie...26 2.4.2. Physiologies des bifidobacteries.27 2.4.2.1 Température 27 2.4.2.2 L Oxygène..27 2.4.2.3 Le ph..28 2.4.2.4 la sensibilité aux antibiotiques 28 2.4.2.4 Les besoins nutritionnels des bifidobactéries.29 2.4.3. Biochimie des bifidobactéries.29 2.4.3.1 Le Métabolisme..29 2.4.3.2 Métabolisme des vitamines.31 2.4.3.3. Production des substances antimicrobiennes.31 2.4.3.4 Les bifidobactéries en tant qu'agents aromatisants.32 2.5.L utilisation des bifidobactéries dans les produits laitiers...33 2.5.1 La viabilité des bifidobacteries dans les produits laitiers 35 2.6. Milieux sélectifs utilisés pour la détection des bifidobactéries dans les produits laitiers...36 2.7. Génétique des bifidobactéries 39 2.7.1. Pourcentage en base cytosine guanine de l ADN 39 2.7.2. Les plasmides des bifidobactéries...39 2.7.3. L étude de la séquence d ADN.. 40
III-Les probiotiques et les prébiotiques..41 1. Définition des probiotiques..41 2. Définition des prébiotiques..41 3.Définition des symbiotiques...42 4. les propriétés fonctionnelles des Probiotiques.43 4.1. Survie des probiotiques dans le tube digestif chez l Homme..43 4.2. Mécanismes d action des probiotiques 43 5. Les probiotiques et leurs effets bénéfiques sur la santé 44 5.1.Les probiotiques en pathologie digestive..44 5.2. Probiotiques et immunité..44 5.3 Probiotiques et maladies métaboliques.45 6. Les principales souches microbiennes à potentiel probiotique.46 7. Effets probiotiques des bifidobactéries.47 Matériel et méthodes 49 1.Echantillons.49 2. Milieux de cultures utilisées dans notre étude 49 2.1. Milieux de cultures pour isoler les bifidobactéries..49 2.2. Milieux de culture pour les bactéries lactiques 49 2.3. Milieu lait 49 3.Isolement des bifidobactéries..50 3.1Purification des souches.50 3.2. Pré-identification des souches..50 3.2.1Coloration de Gram..50 3.2.2 Recherche de catalase.50 3.2.3 Recherche de l oxydase...52 3.2.4. L antibiogramme 52 3.3 Caractérisation des espèces 52 3.3.1 Croissance en anaérobiose...52 3.3.2 Production de gaz à partir du glucose..52
3.3.3Production d indole. 53 3.3.4 Production d une gélatinase.. 53 3.3.5 Test de fermentation des sucres. 53 3.3.6 Coagulation du lait écrémé stérile cystéiné 54 3.3.7 Préparation de l innoculum. 54 3.3.8 Effets d oxygène, température et ph sur la croissance.. 54 3.3.8.1 l effet d oxygène.. 54 3.3.8.2 L effet du ph 54 3.3.8.3L effet de température 54 4.Taux de croissance spécifiques et temps de génération des isolats.. 56 4.1 Préparation des cultures 56 5. Suivie de l acidité titrable. 56 5.1 Suivi du ph 56 6.Résistance des souches isolé a l acidité et la survie en milieu lait a 4 C. 57 7. Dénombrement des Bifidobactéries et bactéries lactiques avant la date d expiration... 57 8. Controle de qualité des yaourts utilisés dans notre travail.59 8.1 Recherche des coliformes fécaux et totaux.59 8.2 Recherche d E. coli 59 8.3 Recherche des Staphyloccocus aureus...61 8.4 Recherche des Salmonnelles 61 8.5 Recherche des levures et moisissures 61 Résultats 1.Pré-identification des souches.64 1.1 Aspect macroscopiques.64 1.2 Aspect microscopiques..64 2. Caractérisation du genre.70 2.1 Fermentation des sucres...70 2.2 Effets d oxygène, température et ph sur la croissance 71
2.3. L antibiogramme 72 2.3 Caractérisation du coagulum...73 3. Taux de croissance spécifiques et temps de génération des souches.73 4. L acidification du lait.74 5.La survie de bifidobatérie dans milieu lait.. 75 6. Dénombrement des bifidobactéries et les bactéries lactiques dans le produit commercialisé..76 7. Contrôle de qualité des échantillons des yaourts utilisés dans notre travail..79 Discussion 1.Les conditions et les milieux d isolement...80 2.Identification des souches..80 3.Les aptitudes biotechnologiques 83 4. Dénombrement et viabilité des bifidobactéries et les bactéries lactiques dans un yaourt fabriqué et commercialisé en Algérie.85 5. Contrôle de qualité des échantillons des yaourts utilisés dans notre travail 90 Conclusion et perspectives... 92 Références bibliographiques...93 Annexe
Introduction L histoire des laits fermentés est étroitement liée à la consommation du lait et à sa conservation. Elle est également liée au nomadisme et aux habitudes alimentaires des différentes régions du monde. Les produits eux-mêmes sont très différents d un pays à l autre et en dehors des produits classiques, proches de ceux que nous consommons, on peut trouver des produits pétillants, très acides ou encore plus ou moins alcoolisés (Bourlioux,2007). L industrialisation des laits fermentés n a démarré qu au xx e siècle. En effet, c est en 1919 qu Isaac Carasso commence à produire du yaourt à Barcelone selon des procédés industriels. De nombreuses recherches scientifiques permettent aujourd hui, à la fois de donner des caractéristiques de texture ou de goût, mais surtout de justifier l utilisation des allégations santé pour des produits contenant des probiotiques. Que ce soit pour un produit standard («plaisir») ou un produit probiotique «santé» et «plaisir».(pelletier et al 2007). Le produit yaourt est appelé aussi yoghurt, yogurt, yaourti, yourt, yahourth, yogur or yoghourt et parfois on peut trouver le «Y» remplacée par un «J» (Nilson, 1973). Depuis quelques années, les produits laitiers contenant des bactéries probiotiques ont connu un gain de popularité auprès des consommateurs. Les bifidobactéries d intérêt laitier sont déjà employées dans une grande variété de produits laitiers probiotiques comme le lait, le fromage, le yaourt et la crème glacée (Tamime et al., 1995). Les bifidobactéries, hôtes naturels des intestins de l homme et des animaux à sang chaud, ont des propriétés nutritionnelles et thérapeutiques aujourd hui reconnues. En effet, parmi ces effets, on note le contrôle de la flore intestinale et l inhibition de la croissance de nombreux pathogènes et bactéries
putréfiantes, la régulation du transit intestinal, l amélioration de l intolérance au lactose et des allergies alimentaires aux caséines laitières, certaines propriétés anticancérigènes, anticholestérolémiques et antidiarrhéiques ainsi qu une stimulation du système immunitaire (Modler et al., 1990; Gournier-Chateau et al., 1994; Salminen et Saxelin, 1996; Tannock, 1997). La survie des bifidobactéries dans les produits laitiers fermentés dépend de facteurs divers tels que la souche des bactéries utilisées, les conditions de fermentation, la température d entreposage et les conditions de conservation (Shimamura et al, 1992 ; Roy, 2005). La croissance des bifidobactéries dans le lait est souvent lente ou limitée comparée à celle des bactéries lactiques utilisées dans les produits laitiers fermentés, et ceci semble partiellement dû à de faibles activités protéolytiques. En fabriquant le fromage ou le yaourt, l addition des cultures probiotiques aux ferments a généralement comme conséquence une croissance plus lente des souches probiotiques comparé à si elles étaient ajoutées au lait seules ( Dave et Shah., 1997). L utilisation de plus hauts niveaux d inoculum de bifidobactéries et l addition de facteurs de croissance comme la source d azote devraient améliorer la croissance et la viabilité des bifidobactéries. Le succès de l incorporation des bifidobactéries dans les yaourts dépend des souches de bifidobactéries, de l activité des bactéries lactiques utilisées dans la fabrication du yaourt, de la composition du yaourt, et des conditions de fabrication. Les changements de la composition chimique et de la texture des produits fermentés peuvent se produire dans les yaourts et les laits fermentés à la suite de l incorporation des bifidobactéries, sans affecter les propriétés sensorielles (Roy., 2005).
Notre travail est divisé en deux parties : La première partie : une étude bibliographique qui révèle plusieurs points sur les différents lait fermentés et le yaourt, les bactéries lactiques et les bifidobactéries. La deuxième partie : composé d une méthodologies de travail, puis résultat et discussion. Le but de notre travail est : 1-Isoler des bifidobactéries à partir d un yaourt fabriqué et commercialisé en Algérie. 2- Etudier leurs caractères et aptitudes biotechnologiques. 3-Dénombrer le taux des bifidobactéries présent dans le yaourt commercialisé avant la date d expiration.
I-Lait fermentés et yaourt 1. Les laits fermentés : Les laits fermentés, un aliment apprécié pour sa saveur, sont préparés depuis une époque très lointaine en Asie centrale, dans les pays méditerranéens et dans la plupart des régions d'élevage où ils constituent un mode de protection et de conservation du lait grâce à l'abaissement du ph en même temps qu'ils sont un aliment apprécié pour sa saveur. (FAO,1998 ; Mahaut et al, 2000 ). Longtemps restés traditionnels, certains de ces produits connaissent depuis quelques années un développement considérable grâce, d'une part, à l'intérêt qu'y trouvent les consommateurs sur le plan organoleptique, nutritionnel, voire thérapeutique et, d'autre part, à la mise en œuvre de procédés de fabrication industriels et aux progrès de la distribution (FAO,1998 ; Mahaut et al, 2000 ). Ces produits présentent un grand intérêt dans les pays en développement en raison de leur acidité qui en fait des aliments hygiéniques, sans inconvénients pour les consommateurs intolérants au lactose. De plus, ils présentent une bonne valeur nutritionnelle, des qualités organoleptiques généralement très bien acceptées ainsi qu'une relative facilité de préparation et de distribution. Enfin, l'attrait pour ces produits est renforcé par leur diversification et par de puissantes campagnes publicitaires. (FAO,1998 ; Mahaut et al, 2000 ). 1.1. Divers laits fermentés : Il existe un nombre considérable de laits fermentés qui diffèrent par leurs origines (vache, chèvre, brebis et chamelle), leur flore totale, leur texture
(liquide, filante ou épaisse), leur acidité et leur durée de conservation qui peut atteindre plusieurs mois (FAO,1998 ; Chougrani et al.,2008). Les principaux laits fermentés sont : Lait fermenté à l acidophile : préparé par Lactobacillus acidophilus, il est apprécié comme aliment hygiénique Lait fermenté au bifidobacterium seul ou associé au Lactobacillus acidophilus ou Lactobacillus casei. Lait fermenté alcoolisé, le Kéfir qui est originaire du Caucase préparé avec un mélange complexe de bactéries lactiques et de levures, et le Koumis originaire de l Asie centrale, est fabriqué avec du lait de Jument ou de chamelle la fermentation résulte d une flore mixte de bactéries lactique et de levures. Il existe Aussi le Zimne obtenu à partir de lait de brebis en Yougoslavie, le touloum en Turquie le Leben en moyen orient et en Afrique du nord. En chine existe le Kurut, riche en éléments nutritionnels, en vitamines, en une grande diversité des bactéries lactiques et en levures.( Zhang et al., 2008). 2.Le yaourt : 2.1 Définition : Les yaourts sont définis comme des laits coagulés qui sont obtenus via une acidification du milieu par l'action de microorganismes spécifiques (Rasic et Kurmann, 1978). Les yaourts sont fabriqués a partir de lait entier ou ses dérivés, généralement d'origine animale (vache, chèvre, brebis, bison. etc.); cependant certains peuples utilisent le lait d'origine végétale (soya) pour la production de lait fermenté (FAO,1998).
La composition du lait varie généralement avec l'origine et affecte les propriétés du yaourt. Les yaourts faits de lait de bison, de yak ont généralement une meilleure consistance que ceux faits avec du lait de vache ou de chèvre puisqu'on observe une variation au niveau de la structure des particules de caséine et des globules gras (Rasic et Kurrnann, 1978). Industriellement, on standardise le contenu protéique et la teneur en matières grasses du lait de départ afin d'uniformiser le produit. Cette standardisation se fait par l'addition de lait écrémé, de lactosérum, de crème (Rasic et Kurrnann, 1978). 2.2. Les micro-organismes retrouvés dans le yaourt : Les différents microorganismes que l'on retrouve dans le yaourt peuvent être divisés en trois groupes : la microflore essentielle, la microflore non essentielle et les contaminants. Et un bon yaourt doit répondre à norme de qualité. (tableau 1) (Tamime,1999). Tableau 1 : nombre de microorganismes retrouvés dans un yaourt répondent à la norme de qualité (Tamime,1999) Micro-organismes S.thermophilus 10 ufc/ml L. delbrueckii subsp. bulgaricus 10 ufc/ml Coliformes (ufc/ ml) Levures (ufc/ml) Moisissures Nombre > 100 > 100 < 1 < 10 Absence
2.2.1 La microflore essentielle : Composée de Strepfococcus thermophilus et Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus et si l'une de ces bactéries est absente du milieu de fermentation, on ne peut désigner le produit comme étant un yaourt, mais plutôt comme étant un lait fermenté. Les streptocoques de type S. thermophilus sont des bactéries en forme de coques disposées en chaînes, de longueurs variables ou par paires. (Rasic et Kurmann, 1978). La température et le milieu nutritif influencent sur la morphologie de cette souche. La température optimale de croissance pour ce microorganisme varie entre 40 C et 45 C. S. thermophilus possède un métabolisme de type homofermentaire (Rasic et Kurmann, 1978). Les lactobacilles, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, sont des bactéries en forme de bâtonnets isolés ou en courtes chaînes. La température optimale de croissance pour cette bactérie varie entre 40 C et 43 C. L. delbrueckii subsp. Bulgaricus possède aussi un métabolisme de type homofermentaire. (Rasic et Kurmann, 1978 ; Tamime,1999). Généralement, les cultures commerciales ayant une population de bactéries lactiques mixtes utilisent un ratio S. fhermophillus : L. delbrueckii subsp. bulgaricus se situant entre 1/l et 2/l. Le ratio est généralement ajusté selon le type de yaourt fabriqué. (Rasic et Kurmann, 1978). 2.2.2 La microflore non essentielle : Composée de diverses bactéries lactiques homofermentaires et hétérofermentaires, de moisissures et de levures. On rajoute généralement ces bactéries afin d'améliorer la qualité organoleptique ou nutritionnelle du produit. (Tamime,1999).
2.2.3 La microflore contaminantes : La présence de contaminants (coliformes, lactobacilles, etc.) est peu souhaitée puisqu'ils peuvent dégrader la qualité organoleptique du produit(tamime,1999). 2.3 Le métabolisme et fonction des bactéries du yaourt : Après leur inoculation dans le lait, les bactéries du yaourt se multiplient et transforment considérablement les caractéristiques du lait au niveau physique, chimique, bactériologique, organoleptique, nutritionnel et physiologique. Le lactose est le sucre le plus abondant dans le lait et celui-ci est utilisé par la microflore essentielle du yaourt comme source de carbone et d'énergie. (Rasic et Kurmann, 1978). Les bactéries du yaourt sont pourvues d'une perméase qui permet le passage du lactose a travers la membrane cellulaire. Dans la cellule, le lactose est clivé en glucose et en galactose par une 8-galactosidase (Greenberg et Mahoney, 1982 ; Hutkins 2001). Le galactose n'étant pas utilisé par la plupart de ces souches est alors relégué dans le milieu. Par la suite, le glucose est transformé en acide lactique par la voie glycolytique Embden-Meyerhof. La souche S. thermophilus synthétise exclusivement de I'acide lactique sous forme L(+) et cette dernière est la plus facilement métabolisable. Par contre, L. delbrueckii subsp. bulgaricus produit de I'acide lactique de forme D(-) (Rasic et Kurmann, 1978 ; Robinson et al., 2002).
Lors de la production du yaourt, Streptococcus thermophilus convertit rapidement le lactose en acide lactique. La concentration d'oxygène dans le milieu étant très faible, mais non nulle, de I'acide formique et du CO 2 sont aussi synthétisés. Le CO 2 et I'acide formique stimulent alors la croissance de Lactobocillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Ce dernier se développe et produit de petits peptides et acides aminés qui, à leur tour, encouragent la croissance continue de S. therrnophilus (Rasic et Kurmann, 1978 ; Robinson et al., 2002). Ce métabolisme complémentaire est schématisé a la figure 1 est à noter que la quantité d'acide lactique produite par le mélange des deux bactéries est plus grande que la somme d'acide produite individuellement par les bactéries; on appelle ce phénomène la synergie.(frederickson, 1977 ; Courtin et Rul, 2003). La croissance des deux bactéries est arrêtée lorsque la concentration d'acide lactique totale les inhibe. De plus la présence importante de galactose aurait un effet inhibiteur sur l'activité B-galactosidase, réduisant ainsi la croissance de ces souches. (Rasic et Kurmann, 1978 ; Robinson et al., 2002). Le lait possède un contenu protéique total de 3.2%, dont 80% sont sous formes de caséines. La production bactérienne d'acide lactique se reflète par une diminution du ph du lait; lorsque celui-ci atteint le point isoélectrique des caséines (ph 4.61, le complexe calcium-caséinate-phosphate est déstabilisé et un caillé se forme (Rasic et Kurmann, 1978 ; Robinson et al., 2002). Au cours de la fermentation du lait, on observe la formation d'acide lactique et de métabolites secondaires; ces derniers sont constitués de composés carbonyles, d'acides gras volatils et d'alcools (Gorner et al., 1968; Schulz et al., 1954). Les composés carbonyles que I'on retrouve dans le yaourt sont l'acétaldéhyde, le diacétyle, I'acétoine, l'acétone et le butanone-2. L'acétaldéhyde
est le composé impliqué principalement dans la flaveur du yaourt et cette substance est rnétabolisée principalement par la souche L. delbrueckii su bsp. bulgaricus (Gorner et al., 1968; Schulz et al., 1954). L'acétaldéhyde est généralement transformé en éthanol par l'alcool déshydrogénase des bactéries lactiques, mais la plupart des souches utilisées dans les yaourts sont dépourvues de cette enzyme, ce qui explique la quantité importante d'acétaldéhyde que I'on retrouve dans le lait fermenté de type yaourt.(courtin et Rul, 2003). L'optimum de flaveur est généralement obtenu lorsque les yaourts contiennent d'acétaldéhyde à un ph variant entre 4.0 et 4.4. Le diacétyle et I'acétoine sont des composés qui sont présents en très faible quantité, mais qui contribuent au goût plaisant du yaourt. La synthèse de ces substances est généralement associée au métabolisme de la souche S. thermophilus. Quant à l'acétone et le bufanone-2, ces substances originent généralement du lait, mais peuvent être produites par les bactéries du yaourt (Rasic et al, 1971). Les acides gras volatils (acide acétique, acide propionique, acide formique) et l'éthanol qui sont produits au cours de la fermentation contribueraient aussi à la saveur des yaourts. (Rasic et al, 1971). 2.4 Procédure de fabrication du yaourt : Le lait est standardisé au taux de matière grasse requis pour le produit fini et peut être enrichi en extrait sec laitier. Il est homogénéisé pour favoriser la dispersion de la matière grasse et traitée à 90 C pendant quelques minutes. Ce traitement thermique entraîne notamment la destruction de germes pathogènes, l'inactivation des enzymes, la fixation de la plus grande partie des protéines solubles sur les molécules de caséine.(lamoureux,2000).