ferments lactiques M1 Fichier - UHA

- 1 -
D:\documents N\autres formations\master Colmar\souches\ferments lactiques\ferments lactiques.doc
Ferments lactiques
1 Flore lactique
1.1 Définition
Microflore hétérogène dont la fonction principale est d’excréter de l’acide lactique.
Agents technologiques dans la transformation de la matière première mais aussi agents
d’altérations (piqûre acétique). La qualité sanitaire du produit n’est pas altérée mais sa valeur
marchande.
Remarque sur l’acide lactique (ou lactate) : il se présente donc sous forme de deux énantiomères :
D(–)-acide lactique
L(+)-acide lactique
1.2 Représentants
Microflore hétérogène dont la fonction principale est d’excréter l’acide lactique (D, L ou DL).
Caractères généraux :
- bactéries Gram +, coccoïdes ou coccobacillaires
- asporulées
- métabolisme fermentatif par voie homofermentaire (production d’acide lactique à partir
d’un substrat glucidique) ou hétérofermentaire (production d’acide lactique et d’autres
produits d’excrétion comme CO2, éthanol, acide acétique)
- anaérobies, catalase -
Genre
Espèce
Type
fermentaire
Isomère
acide
lactique
Température
de croissance
Domaines d’utilisation
Lactococcus
lactis ssp lactis
lactis ssp cremoris
lactis ssp diacetylactis
Homo
L ( + )
10 - 40 °C
Fromages, laits et crèmes
fermentées
Streptococcus
thermophilus
Homo
L ( + )
40 - 45 °C
Laits fermentés, fromages
Leuconostoc
mesenteroïdes ssp
mesenteroïdes
mesenteroïdes ssp
cremoris
oenos
Hétéro ( O )
Hétéro ( O )
Hétéro ( O )
D ( - )
D ( - )
D ( - )
10 - 30°C
10 - 30°C
12 - 37 °C
Formages, laits et crèmes
fermentés
Vins
Pediococcus
pentosaceus
acidilactici
Homo
DL
25- 35 °C
35 - 50°C
Saucissons et ensilages
Saucissons et ensilages
Lactobacillus
delbrueckii bulgaricus
helveticus
acidopilus
casei ssp casei
casei rhamnosus
plantarum
curvatus
sake
brevis
Homo
Hétéro ( F )
D (- )
D ( - )
D ( - )
L ( + )
L ( + )
DL
DL
DL
DL
45 - 50 °C
45 - 50 °C
45 - 50 °C
15 - 40°C
15 - 45 °C
15 - 40 °C
5 - 40 °C
5 - 40 °C
15 - 40 °C
Laits fermentés, fromages
Laits fermentés, fromages
Probiotiques
Fromages
Probiotiques
Saucissons, pains,
Ensilages, probiotiques
Viandes, saucissons
Saucissons, pains, kéfir

- 2 -
D:\documents N\autres formations\master Colmar\souches\ferments lactiques\ferments lactiques.doc
2 Généralités sur les propriétés technologiques
2.1 Aptitude acidifiante
Mesuré par la quantité d’acide lactique produite et la nature des produits et type d’acide lactique.
On peut estimer la vitesse de production de l’acide lactique :
1. La souche testée est ensemencée dans un lait écrémé reconstitué (incubation à 22 °C). On
note la capacité de coagulation de la souche :
- rapide, coagulation en moins de 18 heures (fast acid producer),
- lente, coagulation après 18 à 28 heures (slow acid producer)
2. Mise en évidence des capacités protéolytiques et acidifiantes des bactéries sur milieu gélosé
FSDA = fast slow differential agar. Milieu au lait écrémé tournesolé et glycérophosphate de
sodium. Incubation en anaérobiose à 30 °C pendant 24 à 48 h.
- colonies lactose + et protéolytiques rapides sont rouges, diamètre de 1 à 32 mm
- colonies lactose + et non protéolytiques lentes sont rouges, diamètres 0,2 à 0,5 mm
2.2 Aptitudes arômatisantes
Sécrétions de composés organiques source de flaveurs, d’arômes.
Production à partir du citrate de diacétyle, acétaldéhyde, acétate, dioxyde de carbone. Le diacétyle
est réduit en acétoïne et butanediol.
2.3 Aptitudes texturantes
Synthèse d’exopolysaccharides, de glucanes (dextranes) et fructosanes (levanes).
Mise en évidence par culture en milieu saccharosé liquide à 5 %.
Exopolysaccharides mis en évidence par précipitation à l’éthanol.
2.4 Aptitudes antagonistes
Capacités antagonistes développées par la production de métabolites excrétés et de substances
antibiotiques.
Métabolites
antagonistes
acide lactique
autres acides organiques diacétyle, peroxyde d’hydrogène
Substances
inhibitrices à
activité
antagoniste
Nisine : substance inhibitrice produite par Lc lactis ssp lactis (utilisée dans les
fromages fondus pour inhiber la germination des spores de Clostridium)
Bactériocine : substance de nature protéique, à activité antibactérienne, inactivé
par les protéases et thermostable (Lc lactis ssp cremoris, Lc lactis ssp diacetylactis ..).
Ex : Pédiocine, Lactoccine ...
2.5 Aptitude à résister aux bactériophages
Les bactériophages peuvent s’attaquer aux bactéries lactiques, provoquer leur lyse et générer des
défauts d’acidification au cours de fermentations. La résistance assurée par le système de
restriction – modification.
Rm : la production d’acide lactique par un levain infecté par des phages peut s’arrêter en 30
minutes !
2.6 Aptitudes probiotiques
Préparations microbiennes vivantes utilisées comme additifs alimentaires ayant une action
bénéfique sur l’hôte en améliorant la digestion et l’hygiène intestinale.
Implantation dans le tube digestif, synthèse d’acides, de bactériocines à effets antagonistes à l’égard
de micro-organismes indésirables (Listeria, Salmonella, Staphylococcus ...)
Remarques : l’aptitude de rapidité d’acidification, l’aptitude antagoniste et probiotique et la
capacité de résistance aux bactériophages sont liées à la présence d’un plasmide.

- 3 -
D:\documents N\autres formations\master Colmar\souches\ferments lactiques\ferments lactiques.doc
3 Genre Lactobacillus
3.1 Caractères morphologiques
http://www.musee-afrappier.qc.ca/fr/index.php?pageid=3114c&image=3114c_lactobacillus
 Bâtonnets Gram positifs (parfois faiblement)
 Immobiles
 Isolé, par deux ou en chaînettes
 Acapsulés, asporulés et non ramifiés
3.2 Caractères culturaux
3.2.1 Bactéries exigeantes
 Nécessitent de nombreux facteurs de croissance : vitamines, acides aminés, acides gras…
Ex : 18 facteurs de croissance différents pour certaines souches
 Utilisés pour le dosage microbiologique des vitamines (Ex : vitamine B2)
 Les milieux de culture doivent contenir :
- glucide fermentescible (5%)
- peptones ou extrait de levure (facteurs de croissance)
- suppléments pour bactéries exigeantes : sang, jus de tomate, petit lait
- tampon (carbonate de calcium, CaCO3) car beaucoup d’acide produit (effet néfaste même
s’ils sont acido-tolérants).
 Milieu de culture le plus simple est le lait stérilisé écrémé additionné d’extrait de levure.
 Milieu de culture le plus utilisé est le milieu M.R.S(Man Rogosa Sharpe)
3.2.2 Bactéries anoxybiontiques
 Ne se développent pas aux pressions partielles en oxygène habituelles : bactéries
microaérophiles ou même anaérobies
 Source primaire d’énergie : fermentation des glucides
 Capacités respiratoires restreintes
 Particularité physiologique provient d’une déficience biosynthétique :
- incapables de fabriquer des pigments héminiques et donc ne contiennent pas de
système cytochromique
- oxydase -, nitrate réductase -, catalase –
- peuvent se développer en présence d’O2 (possèdent d’autres systèmes pour éliminer
l’H2O2)
 Fermentent principalement les oses et les diholosides et quelques fois l’amidon
 En conséquence, la culture doit se faire en milieu appauvri en oxygène obtenu par :
- Culture en boîte en double couche (parfois insuffisant)
- Culture en boîte en jarre avec système générateur de CO2
- Culture en tube sous vaseline ou paraffine

- 4 -
D:\documents N\autres formations\master Colmar\souches\ferments lactiques\ferments lactiques.doc
3.2.3 Bactéries acidophiles
 Se développent préférentiellement à pH  6 et supportent des pH  3,5
 Les limites de température admises par les Lactobacillus dépendent des espèces et sont le point
de départ de la classification des Lactobacillus (souvent croissance à +30°C)
3.2.4 Principaux caractères biochimiques
Catalase negative
Fermentent tous le glucose:
 Sans production de gaz : Lactobacillus homofermentaire ou homolactique
Fermentation homolactique : voie d’Embden Meyerhof
Pyruvate + NADH,H+ acide lactique + NAD+
donc 1 glucose +2 ADP +2 Pi  2 acides lactiques + 2 ATP
 Avec production de gaz : Lactobacillus hétérofermentaire ou hétérolactique
Fermentation hétérolactique : voie de Dickens Horecker
Glucose + ADP + Pi CO2 + acide lactique + éthanol + ATP
3.3 Habitat
Les Lactobacillus sont des saprophytes très répandus :
 Pratiquement absents du sol et des eaux (sauf contamination accidentelle)
 Présents sur les végétaux et dérivés (ensilages, moûts de fermentation, etc.)
 Commensaux et utiles dans le tractus digestif de l’Homme, dans le microbiote du vagin (L.
acidophilus ou bacille de Döderlein),
 Présents naturellement ou par ajout dans de nombreux produits alimentaires où, associés à
d’autres microorganismes, ils sont responsables de fermentation lactique (produits laitiers,
choucroute, marinades, …)
 Bactéries homofermentaires : surface des végétaux, vin, bière, corps des animaux à sang chaud…
 Bactéries hétérofermentaires : végétaux en décomposition, raisins, céréales…
3.4 Les lactobacilles et l’industrie alimentaire : roles utiles
3.4.1 Industrie laitière
 Les ferments lactiques (Lactobacillus et Streptococcus) abaissent le pH du lait ce qui entraîne la
coagulation de la caséine (fabrication du yaourt)
 Certains produisent des enzymes protéolytiques et lipolytiques indispensables dans l’affinage
des fromages
 D’autres produisent du diacétyle, arôme au « goût de noisette ».
Autrefois, l’industrie laitière utilisait des ferments lactiques naturellement présents dans le lait ;
actuellement on préfère ajouter des ferments sélectionnés dans du lait préalablement pasteurisé :
- Ferments acidifiants, comme Streptococcus lactis et Streptococcus cremoris,
- Ferments de l’arôme, comme Lactobacillus citrovorum, Streptococcus diacetylactis
Inconvénient : problème des phages
3.4.2 Autres industries agroalimentaires
Les bactéries lactiques sont utilisées pour favoriser la conservation par acidification de certains
aliments : chou, olives, charcuteries, ensilage d’aliments pour animaux …
L’acidité inhibe la croissance de germes indésirables sauf les champignons (intestin et flore
vaginale). Leur développement augmente les qualités nutritives des aliments en augmentant la
teneur en vitamines (groupe B) et en protéines, …

- 5 -
D:\documents N\autres formations\master Colmar\souches\ferments lactiques\ferments lactiques.doc
3.4.3 Rôles néfastes
 Production de gaz par les Lactobacillus hétérofermentaires (gonflement des fromages)
 Production de viscosité (lait, saumures, cidre, bière, vin …)
 Contamination des produits alimentaires conservés sous vide ou sous film plastifié, ce qui créé
les conditions de microaérophilie favorables au développement des Lactobacillus (exemple : les
Lactobacillus sont responsables du verdissement des viandes sous film plastifié par oxydation
de l’hémoglobine !). A noter que ces altérations des qualités organoleptiques des aliments ne
comportent aucun risque pour le consommateur, mais sont responsables de pertes
économiques importantes.
3.5 Classification
Le type de fermentation est le point de départ de la classification et peut être mis en évidence en
milieu spécial (cf. fiches milieux)
En culture, ils sont peu protéolytiques, peu lipolytiques, gélatinase, indole, H2S et nitrate négatifs.
L’identification des Lactobacillus se fait par l’étude de la capacité de fermenter 4 glucides :
l’arabinose, le lactose, le saccharose et le maltose. Elle peut être affinée par d’autres critères, tous
recherchés en milieux spéciaux
3.5.1 Différenciation des sous-genres de Lactobacillus
Gaz en glucose
Fermentation en ribose
Culture 15 OC
Culture 45OC
Thermobacterium
-
-
-
+
Streptobacterium
-
+
+
-(a)
Betabacterium
+
+
+ (b)
-(b)
(a) sauf L.rhamnosus
(b) sauf L.fermentum
3.5.2 Principales espèces de Lactobacillus
Espèces
Habitat, origine
Rôles en I.A.A (industries agroalimentaires)
Thermobacterium (homofermentaire, 45°C)
L. helveticus
Lait cru, présure
Fromages, yaourt
L .bulgaricus
yaourt
L .lactis
Lait cru
fromages
L .acidophilus
Intestin, vagin
L .delbrucki
Végétaux
L. salivarius
salive
Streptobacterium (homofermentaire, 15 / 30 OC)
L. casei
Lait, végétaux
Fromages
L .plantarum
Végétaux
Choucroute, ensilage
Betabacterium (hétérofermentaire, 45 °C)
L. fermenti
Présures, végétaux
Gonflement des fromages
L. buchneri
Végétaux
Verdissement des viandes
Lactobacillus homofermentaire
Lactobacillus hétérofermentaire
Thermobacterium : thermophiles 45 OC
Streptobacterium : mésophiles +15 / +30 OC
Betabacterium : thermophiles +45 OC