INRA – Agrocampus Ouest – Rennes

INRA – Agrocampus Ouest – Rennes
UMR Science et Technologie du Lait et de l’Œuf
CDD Ingénieur d’Etudes -20 mois
Profil de poste
M-N. Madec – INRA-STLO
M-N. Madec – INRA-STLO
« Exploration de l’interface bactéries/matrice fromage par des techniques in situ nondestructives, utilisant la microscopie confocale et les marquages fluorescents»
1. Enjeux et Contexte
L’affinage des fromages est l’étape pendant laquelle les arômes et la texture se développent jusqu’aux
caractéristiques finales recherchées. Les micro-organismes présents, dans et sur le fromage, pendant la
fabrication et l’affinage, sont les principaux acteurs de ses modifications, car les principaux pourvoyeurs
d’enzymes.
Les bactéries, qu’elles soient présentes initialement dans le lait ou qu’elles soient ensemencées via l’ajout
de levains, sont immobilisées dans la matrice fromage lors de la coagulation. Elles se développent en colonies
bactériennes (photos ci-dessus), créant ainsi une concentration d’enzymes, et donc des réactions métaboliques,
localisées en ce point. Les phénomènes réactionnels enzymatiques nécessaires à l’affinage se produisent, de
fait, autour des colonies bactériennes. La compréhension des réactions enzymatiques et de la physiologie
bactérienne in situ implique donc une exploration du microenvironnement de ces colonies. Cette vision à l’échelle
de la colonie doit permettre une connaissance plus générique des mécanismes d’affinage et de ses facteurs
éventuellement limitants.
L’ équipe d’accueil de ce CDD, appelée D2R « Dynamiques diffusionnelle et réactionnelle au sein des
matrices laitières » a de ce fait pour objectifs : (1) d’explorer le microenvironnement spatio-temporel des colonies
bactériennes dans la matrice fromagère, en fonction de la microstructure de la matrice, par des techniques de
marquages fluorescents in situ et non destructifs (2) d’explorer les propriétés de diffusion des solutés, autour et
au sein des colonies bactériennes par des techniques de fluorescence dynamiques (FCS, FRAP…) en collaboration
avec la plateforme d’imagerie MRic de l’Université Rennes 1, et (3) d’établir l’influence respective des deux
premiers points sur l’expression métabolique bactérienne et les réactions enzymatiques clés de l’affinage (thèse
qui débute au 1er décembre 2011).
Parmi les résultats notables de ces dernières années, cette équipe a décrit la distribution spatiale des
colonies et quantifier la surface d’échange avec la matrice en fonction du taux d’ensemencement (Jeanson et al.,
2011). Elle a également, par des méthodes novatrices de fluorescence, fourni des données sur la diffusion des
petits solutés au sein de la matrice fromage solutés modèles qui représentent les nutriments, ou les produits du
métabolisme bactérien (Floury et al., 2010; Aly et al., 2011, Floury et al, soumis).
De nombreux développements techniques sont encore nécessaires pour comprendre l’interface entre la
colonie bactérienne et la matrice. Ces développements techniques donneront lieu à des résultats novateurs, qui
pourront être utilisés dans d’autres matrices alimentaires. Ce projet a aussi la particularité et l’avantage d’intégrer
des connaissances de plusieurs domaines scientifiques (microbiologie, biochimie, physico-chimie et
mathématiques) pour aboutir à des méthodes novatrices à l’interface entre ces disciplines.
2. Objectifs
Caractériser les interactions « colonie bactérienne/matrice fromagère » par une approche in situ et l’utilisation
de la microscopie confocale, pour accéder à des paramètres tels que :
a. le pH autour des colonies
b. les propriétés de surface et la porosité des colonies
c. l’évolution de la matrice autour des colonies
d. évaluer la diffusion, voire calculer des coefficients de diffusion, pour des protéines bactériennes
marquées (nisine, protéases, peptidases…) ou des molécules modèles
3. Programme

Poursuite des travaux engagés sur la mesure, à l’échelle microscopique, du pH en fonction de la
distribution et de la taille des colonies (analyse spatio-temporelle) et sur la porosité des colonies
bactériennes.

Utilisation d’une gamme de marqueurs fluorescents spécifiques pour mettre en évidence une évolution
spatio-temporelle de la matrice autour de la colonie bactérienne.
L’optimisation des marquages fluorescents reste à faire. Il s’agit de choisir et d’essayer des sondes fluorescentes
commerciales, et/ou de créer de nouvelles sondes ou marquages plus adaptés à notre environnement solide
laitier.
4. Compétences recherchées
Le candidat devra avoir des compétences en chimie, et particulièrement en marquages fluorescents. Des
compétences et une expérience en microscopie confocale, ainsi qu’en techniques de fluorescence dynamiques
(FRAP, FCS…), seront très appréciée. Enfin, ce projet imposera des compétences en analyse d’images que nous
nous attachons à acquérir dans l’équipe mais qui seraient les bienvenues si le candidat les possédait.
Si la connaissance du lait et des produits laitiers n’est pas nécessaire, le candidat doit avoir la volonté de
s’approprier ces connaissances dans la mesure où elles lui seront indispensables pour bien appréhender et
interpréter les résultats obtenus. Esprit d’équipe et goût marqué pour le développement méthodologique sont
recherchés !
Début de contrat : dès que possible en 2012
Niveau : minimum Bac+5
Salaire brut mensuel : 1935 €/mois (IE INRA)
Localisation : Rennes avec quelques déplacements pour collaborations
CONTACT : Sophie Jeanson (02 23 48 53 37) ou, en cas d’absence, Sylvie Lortal (02 23 48 53 21)
References
Aly, S., Floury, J., Famelart, M. H., Madec, M. N., Dupont, D., LE GOUAR, Y., Lortal, S., & Jeanson, S. (2011). Nisin
quantification by ELISA allows the modeling of its apparent diffusion coefficient in model cheeses. Journal of Agricultural and
Food Chemistry, 9484-9490.
Floury, J., Jeanson, S., Aly, S., & Lortal, S. (2010). Determination of the diffusion coefficients of small solutes in cheese: A
review. Dairy Science and Technology, 90, 477-508.
Foury, J., Madec, M-N., Waharte, F., Jeanson, S. & Lortal, S., First assessment of diffusion coefficients in model cheese by
Fluorescence Recovery after Photobleaching (FRAP). Food Chemistry, en révision.
Jeanson, S., Chadoeuf, J., Madec, M.-N., Aly, S., Floury, J., Brocklehurst, T. F., & Lortal, S. (2011). Spatial distribution of
bacterial colonies in a model cheese. Applied and Environmental Microbiology, 77, 1493-1500.