Étude de la contribution des populations bactériennes actives du fromage Cheddar en cours de maturation

Authors: Desfossés Foucault, Émilie
Advisor: Lapointe, GisèleRoy, Denis
Abstract: Au Canada, l'industrie de la transformation laitière est aux prises avec des pertes économiques importantes causées par la variabilité des fromages produits. Le fromage Cheddar est un écosystème complexe formé des bactéries du ferment (Lactococcus sp.) et de la flore secondaire (principalement des lactobacilles) qui sont essentielles au développement de la flaveur et de la texture typique de ce type de fromage, mais le rôle de chaque espèce reste peu connu. L'objectif de cette étude était de déterminer la contribution des espèces bactériennes les plus actives à la fabrication et à la maturation du fromage Cheddar afin de mieux comprendre leur évolution tout au long de l'affinage. Des méthodes moléculaires ont été utilisées pour évaluer l'abondance, la diversité, la viabilité et l'activité des bactéries. Des fromages Cheddar expérimentaux et commerciaux ont été analysés par banques de clones (basées sur l'ADNr et l'ARNr 16S) et par PCR quantitative (qPCR pour l'ADN et RT-qPCR pour l'ARN) pour évaluer l'impact de la thermisation du lait (fromages faits avec du lait thermisé ou du lait pasteurisé) et de la température de maturation (4, 7 ou 12 °C) sur l'évolution de l'abondance (ADNr 16S) et de la viabilité (ARNr 16S) des populations bactériennes pendant l'affinage, tout en permettant le suivi de gènes liés au développement de la flaveur (Idh, bcaT, araT). Une approche de RT-qPCR à haut débit a aussi été utilisée pour analyser les profils transcriptomiques de Lactococcus lactis subsp. cremoris SK11 et Lactobacillus casei ATCC 334 en culture mixte dans des modèles de fabrication (test d'activité de Pearce) et de maturation fromagère (caillés modèles). La diversité des souches du groupe L. casei I L. paracasei isolées de tous les fromages a aussi été étudiée par séquençage multilocus (MLST). Les résultats démontrent que les lactocoques restent l'espèce dominante tout au long de la maturation et que les lactobacilles les plus abondants ne sont pas nécessairement les plus actifs. L'abondance des lactobacilles diminue pendant la maturation dans les fromages pasteurisés, mais la viabilité de L. casei I L. paracasei et L. buchneri I L. parabuchneri augmente dans les fromages thermisés, surtout après une maturation à 12 °C, L. casei I L. paracasei étant l'espèce la plus active. De plus, les souches de cette espèce qui ont été isolées de tous les échantillons de fromage sont proches phylogénétiquement même si elles proviennent de sources différentes. L'expression des gènes ldh, bcaT et araT suggère que Idh pourrait être utilisé comme marqueur moléculaire pour évaluer la contribution des lactocoques et des lactobacilles pendant la maturation. Dans les modèles fromagers, les gènes liés au métabolisme des carbohydrates étaient plus exprimés chez L. lactis subsp. cremoris SK11 en culture mixte. Cette condition avait aussi un impact sur la réponse transcriptomique des gènes liés au métabolisme des acides aminés, à la dégradation des peptides et à la réponse au stress chez L. casei ATCC 334. Certains gènes (metC pour les deux espèces, galK, adh et Idh pour SK11 et luxS, pepQ, pepM et pepX pour 334) pourraient être utilisés comme marqueurs moléculaires pour suivre des fonctions métaboliques utiles pendant la fabrication et la maturation fromagère dans un environnement à plusieurs espèces bactériennes comme le fromage Cheddar. Cette étude a permis de quantifier l'évolution de l'abondance et de la viabilité des bactéries du fromage Cheddar en cours de maturation tout en identifiant des marqueurs moléculaires pouvant servir à améliorer la reproductibilité des caractéristiques d'un bon fromage. Les prochains travaux devront se pencher sur l'application de cette approche quantitative à d'autres échantillons de fromage Cheddar ou d'autres types de fromages et devront intégrer l'étude du transcriptome d'autres espèces de lactobacilles afin de mieux comprendre leur contribution au développement de la flaveur. À terme, les résultats présentés dans cette thèse pourront être utilisés afin de mieux contrôler l'affinage en industrie.
Document Type: Thèse de doctorat
Issue Date: 2012
Open Access Date: 19 April 2018
Permalink: http://hdl.handle.net/20.500.11794/23827
Grantor: Université Laval
Collection:Thèses et mémoires

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