Généralité sur le lait de chamelle et les bactéries lactiques

Généralité sur le lait de chamelle et les bactéries lactiques :

Les bactéries lactiques

Définition et caractéristiques

Les bactéries lactiques sont des cellules procaryotes organotrophes formant un groupehétérogène constitué de cocci et de bacilli (Badis et al., 2005). Ce sont des bactéries à Gram positif dont la teneur en guanine et cytosine (G+C) est inférieure à 50%. Elles sont asporulantes, aéro anaérobie facultatives ou micro-aérophiles, à métabolisme fermentaire strict, acido-tolérantes et capables de croître à des températures comprises entre 10°C et 45°C et à des pH allant de 4.0 à 4.5. Ces bactéries sont généralement immobiles et se caractérisent par la production d’acide lactique comme produit majeur du métabolisme. Leur division se déroule sur un seul plan à l’exception des genres Pediococcus, Aerococcus, et Tetragenococcus. (Salminen et al.,2004; König et Fröhlich, 2009 ; Pringsulaka et al., 2011).
En général ces bactéries ne possèdent ni catalase, ni nitrate réductase, ni cytochrome oxydase (à l’exception de quelques souches sous certaines conditions), elles sont protéolytiques, ne liquéfient pas la gélatine, et ne forment plus d’indole ni d’hydrogène sulfureux, ces bactéries sont également incapables de fermenter le glycérol (Dellaglio et al., 1994; Salminen et al., 2004).
En plus de l’acide lactique et des autres acides organiques qui empêchent le développement des microorganismes indésirables par diminution du pH du milieu, les bactéries lactiques produisent d’autres métabolites ayant des propriétés antimicrobiennes tels que le peroxyde d’hydrogène, le diacétyl, la reutérine, le dioxyde de carbone et les bactériocines (Dortu et Thonart, 2009).
Les bactéries lactiques colonisent les habitats riches en nutriments, tels les plantes, les fruits, les produits laitiers, les eaux et les eaux usées, les jus, ainsi que les cavités buccales, vaginales et intestinales de l’homme, sans pour autant lui provoquer des maladies, à l’exception de quelques cas causés par les streptococci et certains lactobacilli (König et Fröhlich, 2009).

Classification des bactéries lactiques

La classification phénotypique des bactéries lactiques est largement basée sur lamorphologie, le mode de fermentation de glucose, la croissance à différentes températures, lacapacité de croissance à de hautes concentrations de sel (6.5%, 18%), la tolérance aux pHacides, alcalins et à l’éthanol, la configuration de l’acide lactique produit à partir de glucose,l’hydrolyse de l’arginine, la formation d’acétoϊne, etc. Les marqueurs chimiotaxonomiquescomme la composition en acides gras et les constituants de la paroi cellulaire peuvent aussiêtre utiles dans la classification (König et Fröhlich, 2009).L’identification des espèce de bactéries lactiques peut être réalisée par l’analyse de leurprofil fermentaire des carbohydrates à l’aide du système API50CH (Curk et al., 1993).
L’analyse comparative des séquences d’ARN ribosomal 16S a entrainé des changements importants dans la taxonomie des bactéries lactiques (Salminen et al., 2004). Selon la dernière édition de Bergey’smanual of systematicbacteriology(2009), les bactéries lactiques sont classées dans le Phylum des Firmicutes, la Classe des Bacilliet l’Ordre des Lactobacillalesrenfermant trente cinq genres répartis sur six familles (Fig.1). Parmi ces genres, seulement douze sont utilisés dans la biotechnologie alimentaire, il s’agit de Aerococcus les cellules de ce genre sont de forme ovoïde (1-2μm de diamètre), α- hémolytiques, non-gazogènes, arginine(-), pouvant croitre à une concentration de 6.5% de NaCl, la division se déroule sur deux plans formant ainsi des tétrades. Cependant, des cellules isolées ou en paires peuvent être observées au milieu de la phase exponentielle.
Carnobacterium ce genre est constitué de bâtonnets courts parfois incurvés isolés ou en paires, psychrotolérants, pouvant se développer à pH 9 et incapables de croitre à 8% de NaCl ; quelques espèces sont catalase (+) en présence d’hème.
Enterococcus ce genre comprend des cellules ovoïdes isolées, en paires ou en courtes chaines, homofermentaires. Quelques espèces sont mobiles par des petits flagelles et d’autrespossèdent une pseudo-catalase. Ce genre se caractérise par sa tolérance à 6.5% de NaCl, au pH 9.6 et par la croissance à 10°C et 45°C avec une température optimale de croissance de 35°C à 37°C.
Lactobacillus les cellules de ce genre sont soit des bacilles longs parfois incurvés ou des coccobacilles courts isolés, comme elles peuvent former des chaines. Elles sont généralement immobiles à l’exception de quelques espèces qui possèdent des flagelles péritriches. Les souches sont acidophiles et peuvent croitre à un pH égal à 5 ou moins avec un optimum de5.5 à 6.2. La température optimale de croissance est de 30°C à 40°C, mais peuvent croitre àun intervalle de température allant de 2°C à 53°C. Les thermophiles sont incapables de se développer à moins de 15°C.
Le genre Lactobacillus peut être divisé en trois groupes homofermentaires stricts, hétérofermentaires facultatifs et hétérofermentaires stricts.
Lactococcus les cellules de ce genre sont sphériques ou ovoïdes isolées, en paires, ou en chaines. De type mésophiles, leur température optimale varie de 10 à 40°C mais sont incapables de se développer à 45°C. Celles-ci se développent généralement à 4% de NaCl et à un pH proche de la neutralité, leur croissance s’arrêtant lorsque le pH du milieu atteint 4,5. Ce genre est un habitant typique des plantes, des animaux et de leurs produits.
Leuconostoc ce genre comprend 10 espèces fastidieuses dans leurs exigences nutritionnelles, les cellules sont ellipsoïdales à sphériques généralement allongées qui s’arrangent en paires ou en chaines, non acidophiles avec un pH optimum de croissance égal à 6.5. Néanmoins, certains leuconostocs peuvent croitre même à un pH de 4,5. La température optimale est comprise entre 20°C et 30°C mais la croissance peut aussi avoir lieu même à 5°C. Les leuconostocs sont des hétérofermentaires obligatoires. Sur un milieu concentré en saccharose, certaines souches produisent des dextranes extracellulaires.
Oenococcus les cellules sont immobiles, asporulantes de forme ellipsoïdale à sphérique, avec un arrangement en paires ou en chaines, non hémolytiques et généralement non protéolytiques. Elles exigent un milieu riche en acides aminés et en facteurs de croissance, leur pH optimum étant de 6 à 6,8 et la température optimale de 20°C à 30°C.
Pediococcus ce genre est représenté par neuf espèces ayant un métabolisme homofermentaire. Il rassemble des cellules immobiles de forme sphérique parfois ovoïdes, isolées ou en paires qui se divisent dans deux directions perpendiculaires formant ainsi les tétrades mais jamais les chaines. Certaines espèces produisent une catalase ou une pseudocatalase. Les cellules sont acidophiles mais non halophiles et croîssent à pH 5 mais pas à pH 9, la température optimale de croissance varie de 25°C à 35°C.
Streptococcus les cellules de ce genre sont immobiles, sphériques ou ovoïdes qui ont un diamètre inférieur à 2μm avec une disposition en paires ou en chaines longues. Lafermentation des carbohydrates produit principalement de l’acide lactique mais il n’y a pas deproduction de gaz. Le peptidoglycane est du groupe A et leur température optimale de croissance est 37°C. Elles sont incapables de se développer à 15°C et à pH 9.6. Beaucoup d’espèces sont commensales ou parasites de l’homme et des animaux et certaines sont hautement pathogènes.
Vagococcus les cellules sont ovoïdes isolées, en paires ou en chaines. La plupart des espèces sont mobiles par des flagelles péritriches. Elles sont capables de croitre à 10°C mais non à 45°C sans production de gaz ni d’arginine dihydrolase (ADH).
Tetragenococcus ce genre rassemble des cellules immobiles, sphériques ou ovoïdes avec un diamètre de 0.5-1.0 μm formant des tétrades après leur division dans deux directions perpendiculaires; comme elles peuvent être isolées ou en paires. Le métabolisme des tétragenococci est homofermentaire. Ils ne produisent pas de CO2 à partir de glucose comme ils sont incapables de réduire les nitrates ni d’hydrolyser l’arginine. Leur température optimale de croissance se situe entre 25°C et 35°C et ne peuvent pas croitre à 10°C et à 45°C.
Weissella les cellules de ce genre sont ovoïdes ou de courts bâtonnets à extrémités rondes qui s’associent en paires ou en courtes chaines. Elles sont immobiles et hétérofermentaires. La température optimale de croissance est de 15°C, mais quelques espèces peuvent croître entre 42°C et 45°C.
Parmi tous ces genres cités, seulement cinq (Aerococcus, Lactobacillus, Streptococcus, Leuconostocet Pediococcus) répondent aux caractéristiques générales d’une bactérie lactiquetypique (Salminen et al. 2004).
Fig.1. Dendrogramme illustrant les relations phylogénétiques de l’ordre « Lactobacillales» dans la classe des « bacilli» (De Vos et al., 2009).

Voies métaboliques

En se basant sur la voie empruntée et le produit final de la fermentation, les bactéries lactiques sont divisées en deux groupes (fig.2)
– Homofermentaires toutes les bactéries lactiques (à l’exception des genres Leuconstoc,Oenococcus,
Weissellaet certains membres du genre Lactobacillus ) entravent la voie de la glycolyse pour dégrader les hexoses (ex glucose). Après son transfert vers la cellule, le glucose subit une phosphorylation pour se transformer en fructose qui est à son tour phosphorylé en fructose 1-6 di-phosphate puis clivé en dihydroxyacétone phosphate et glycéraldéhyde phosphate (GAP), ces deux derniers sont convertis en pyruvate.
Le pyruvate est dans une dernière étape réduit en acide lactique qui est le produit unique c’est la fermentation homolactique. Dans les conditions défavorables telles la limitation du glucose, ces bactéries produisent également l’acide formique, l’acide acétique, l’éthanol et/ou le CO2 par la voie de fermentation des acides mixtes (Mozzi et al., 2010)
– Hétérofermentaires ce groupe de bactéries lactiques utilise la voie des pentoses phosphate (ou 6-phosphogluconate) qui consiste à une déshydrogénation du glucose, après sa phosphorylation, pour donner le 6-phosphogluconate qui subira une décarboxylation. Le pentose résultant est clivé en glycéraldéhyde phosphate (GAP) qui suit la voie de la glycolyse donnant l’acide lactique et l’acétyle phosphate qui sera réduit en éthanol. En raison de la production de CO2, d’éthanol ou de l’acétate en plus de l’acide lactique, cette fermentation est appelée hétérolactique (Salminen et al., 2004).

Intérêt des bactéries lactiques

Les bactéries lactiques jouent un rôle important que ce soit dans l’industrie alimentaire ou dans le domaine thérapeutique.

Dans l’industrie alimentaire 

les bactéries lactiques sont impliquées dans la fermentationet la bioconservation de différents aliments. Ainsi, les souches de Lactobacillus bulgaricus,Sterptococcusthermophilussont utilisées pour la production du yaourt, des fromages et des laits fermentés (Yateem et al., 2008). Le vin, les poissons, les viandes, les charcuteries, le pain au levain entre autres sont aussi des produits de fermentation par des bactéries lactiques (Badis et al., 2005). L’utilisation de ces dernières a pour but l’amélioration des caractéristiques organoleptiques des produits fermentés et l’augmentation de leur durée de conservation sans l’utilisation de conservateurs chimiques grâce aux substances antimicrobiennes qu’elles secrètent (Dortu et Thonart, 2009). Les souches utilisées en industrie alimentaire doivent répondre à certains critères absence de pathogènicité ou activité toxique, capacité d’améliorer les caractéristiques organoleptiques, capacité de dominance, facilité de culture et de conservation, et maintenance des propriétés désirables durant le stockage (Marth et Steele, 2001).

Dans le domaine thérapeutique 

étant des probiotiques, les bactéries lactiques apportent des bénéfices à l’hôte en conférant une balance de la microflore intestinale, et en jouant également un rôle important dans la maturation du système immunitaire (Yateem et al.,2008). Différentes études ont démontré le rôle préventif aussi bien que curatif de ces bactéries sur plusieurs types de diarrhées (Mkrtchyan et al., 2010). D’autres ont cité leur capacité de diminuer les allergies liées aux aliments grâce à leur activité protéolytique (El-Ghaish et al.,2011). Uehara et al., (2006) ont démontré la capacité des souches de Lactobacillus crispatus, utilisées sous forme de suppositoires pour empêcher la colonisation du vagin par les bactéries pathogènes et de prévenir ainsi les rechutes chez les femmes qui souffrent d’inflammations fréquentes et répétées de la vessie.

Table des matières

INTRODUCTION
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
Chapitre 1 Généralité sur le lait de chamelle et les bactéries lactiques
1-1 Définition du lait de chamelle
1-2 Caractéristiques du lait de chamelle
1-2-1 Caractères physiques et organoleptiques
1-2-1-1 Composition chimique
1-2-1-2 La matière grasse
Chapitre 2 Les bactéries lactiques
2-1 Définition et caractéristiques
2-2 Classification des bactéries lactiques
2-3 Voies métaboliques
2-4 Intérêt des bactéries lactiques
2-4 Dans l’industrie alimentaire
2-5 Dans le domaine thérapeutique
CHAPITRE 3 Les bactériocines des bactéries lactiques
3-1 Définition et caractéristiques principales
3-2 Nomenclature
3-3 Nature
3-4 Caractéristiques
3-5 Propriétés
3-6 Classification
3-7 Mode d’action
3-8 Conditions de production
3-9 Facteurs influençant la production des bactériocines
3-9-1 Température et pH
3-9-2 Composition du milieu de culture
3-9-3 Temps d’incubation
3-10 Les applications des bactériocines
3-10-1Dans le secteur alimentaire
3-10-2Dans le secteur sanitaire
CHAPITRE 4 Mise en évidence et purification des bactériocines
4-1. Mise en évidence de l’activité bactériocinogène
ETUDE EXPERIMENTALE
Matériel et méthodes
1 Matériel utilisé
1-1 Milieux de culture
1-2 Produits chimiques
2 Les souches pathogènes
.3 Méthodologie
4 Prélèvement et collection des échantillons
5 Isolement et purification des bactéries lactiques
5-1 Isolement et identification des souches lactiques mésophiles
6 .Caractères biochimiques et physiologiques
7 Pouvoir antibactérien des souches
8 technique utilisée
RESULTATS ET DISCUSSIONS
1. Caractéristiques des isolats
2 Caractère microscopique
3 Spectre d’activité
3.1 Activité antagoniste de souches vis-à-vis d’Escherichia coli
3.2. Activité antagoniste de souches vis-à-vis de Staphylococcus aureus 4
CONCLUSION

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