Les bactéries lactiques Flashcards
gram
+
sporule?
non
catalse
-
cytochrome?
non
type de fermentation?
homo ou hétérofermentaire
condition O2?
anaérobie facultative, alotolérante ou microaérophile
Le manganèse est important et est très élevée dans les cellules. Pourquoi?
Structuration et activation d’enzyme
protection contre la toxicité de l’O2
pH
entre 4.4 et 9.6
4 genres de bactéries lactiques principaux
Lactobacillus
Leuconostoc
Pediococcus
Streptococcus
Quelles sont les 2 voies principales de fermentation des sucres?
Glycolyse
VPP
Quel type de fermentation par la glycolyse?
Homolactique
Quel type de fermentation par VPP?
hétérolactique
Quelles sont les enzymes importantes pour la fermentation par glycolyse?
Lactate DH
FDP aldolase
Pour la fermentation par la glycolyse, qu’est-ce qui entre et qu’est-ce qui sort?
glucose –> 2 acide lactique + 2 ATP
Quel genre fait la fermentation via glycolyse?
Toutes sauf quelques-unes
(ex Lactobacillus groupe III)
Quelles sont les enzymes importantes pour la fermentation par VPP?
Perméases
Phosphocétolase
Pour la fermentation par VPP sur glucose, qu’est-ce qui entre et qu’est-ce qui sort?
glucose –> 1 acide lactique + 1 EtOH + 1 CO2 + 1 ATP
Pour la fermentation par VPP des pentoses, qu’est-ce qui entre et qu’est-ce qui sort?
pentose –> 1 acide lactique + 1 acide acétique + 1 ATP
Pour la fermentation par VPP des pentoses, qu’est-ce qui entre et qu’est-ce qui sort?
pentose –> 1 acide lactique + 1 acide acétique + 1 ATP
Quel genre fait la fermentation via VPP?
Toutes les bactéries lactiques sauf Lactobacillus groupe I
Comment sont regroupés les bactéries lactiques?
En trois regroupements fonctionnels, selon la voie fermentaire utilisée
Quels critères pour être dans le groupe 1? Enzyme?
Obligatoirement homofermentaire
Présence de FDP aldolase, abscence de phospocétolase
(Lactobacillus groupe I)
Quels critères pour être dans le groupe 2? Enzyme?
Hétérofermentaire facultatif
FDP aldolase constitutive (homofermentation des hexoses)
Phosphocétolase pour les pentoses
Quels critères pour être dans le groupe 3? Enzyme?
Obligatoirement hétérofermentaire
Absence de FDP aldolase
Présence de phosphocétolase
Quelles sont les 2 façons de transporter les sucres?
Force proton-motrice
Transport PTS
Comment fonctionne le transport par la force proton-motrice?
perméase membranaire achemine un sucre spécifique à travers la membrane grâce à un gradient de proton (symport)
Comment est généré la force proton-motrice pour le transport de sucre?
Le gradient de proton est généré par un enzyme membranaire qui ressemble à ATP synthase, mais qui dégrade l’ATP en ADP pour évacuer un proton hors de la cellule
Quel est le processus de transport PTS?
complexe d’enzymes (spécifique ou non).
Le PEP est changé en pyruvate, ce qui permet de déclencher la phosphorylation d’enzymes en cascade.
L’enzyme finale est EIIBC est dans la membrane et agit avec EIIA-P, ce qui permet de reconnaître, déplacer et phosporyler un sucre à l’intérieur de la bactérie.
Par quoi est fourni l’énergie pour le transport PTS?
Le lien phosphate du PEP
Avec quoi est associé la présence d’un PTS?
la fermentation d’un substrat par la glycolyse
Glucose et lactose utilisés de façon préférentiel
Le transport du sucre préférentiel dépend de…
La compétition entre les enzymes EII et la compétition pour pour différents substrats
Par quoi est coupé le lactose et quels sont les sucres produits?
Par hydrolase
Glucose + galactose
Quelles sont les trois fonctions des plasmides qui contribuent au fonctionnements des bactéries lactiques?
Fonctions métaboliques
Production de composés antagonistes
Résistance
Pour quels composés antagonistes un plasmide peut coder?
Nisine et diplococcine (bactériocines)
Nommer des exemples de fonctions métaboliques par les plasmides
Enzyme de fermentation des sucres (bêta-gal)
Protéinase
Perméase pour citrate
Prod d’exopolysacc
Nommer des résistances possibles grâce aux plasmides
Res à… :
Composés antagonistes
Sels minéraux
Rayons UV
Phages
Prod de prot heat shock
Définir ferments lactiques
Bactéries que renferme le lait non stérilisé et qui transforme le lactose an acide lactique. Ils déterminent la qualité finale et les propriétés des produits.
Dans quoi sont utilisés les ferments lactiques mésophiles?
fabrication de fromage
produits laitiers fermentés
Dans quoi sont utilisés les ferments lactiques thermophiles?
fromage sous cuisson haute température
yogourt
Quelles sont les fonctions des ferments lactiques?
-Fermentation des sucres
-Activité protéolytique
-Synthèse de composés aromatiques (fromage)
-Agents rhéologiques (Exopolysacc)
-Composés inhibiteurs
Qu’apporte la fermentation des sucres et pourquoi c’est important?
Baisse de pH
Important pour:
-Coagulation du lait = précipitation de la caséine
-prévention/réduction de la croissance des m.o. indésirables
Comment fonctionne l’activité protéolytique?
Protéinases associées à la paroi cell qui hydrolysent des prot du lait (caséine) en plus petits peptides
Peptidases continuent de couper la caséine en plus petit, c’est ce qui donne la texture au fromage
À quoi servent les agents rhéologiques et à quoi ils ressemblent?
Attachée à la cell, slime désorganisée
+/- efficace pour la res aux phages
Procure la viscosité et la texture aux produits
Quels sont les composés inhibiteurs produits par les ferments lactiques?
-Acides organiques
-réduction du pH
-H2O2
-diacétyle
-Bactérioncines
-Hypothiocyanate
qu’est-ce qu’une bactériocine?
groupe de substances antimicrobiennes avec spectre d’action étroit
Une partie est un peptide = vulnérable aux protéases
Par quoi est produit l’hypothiocyanate?
H2O2 + thiocyanate
par la lactoperoxydase
Inhibe la croissance des m.o.
nommer les 2 facteurs qui influencent l’activité des ferments lactique
Résidus d’antibiotique
Les bactériophages
D’où proviennent les résidus d’antibio qui affectent les ferments lactiques?
Antibio utilisé pour traiter la mammite bovine
Quelle est la cause majeure d’échec pour la fermentation?
Les bactériophages
Quelles sont les étapes d’infection des bactériophages?
-Phage reconnait un récepteur
-Injecte son matériel phagique (ADN)
-la cellule fabrique de nouvelles particules phagiques
-Enzyme lytique ou une lysine détruit la cellule
Comment une bactérie peut être résistante aux phages?
-Mutation récepteur de surface
-Méthylation de l’ADN bactérien et dégradation du génome viral par les enzymes de restriction
-Infection inefficace
-Immunité à la lyse
Quels sont les trois types de ferments lactiques?
Ferment…
- liquide
-lyophilisé
- concentrés puis gelés
Quels sont les milieux de culture pour la production de ferments lactiques?
Lait
Lactosérum (besoin d’ajouter nutriments)
PIM (phage inhibitory media) (sels de phosphate ou citrate dans lait)
Qu’est-ce qui maintien le pH dans le milieu PIM?
NH4OH
Comment est produit le ferment liquide?
Augmentation du volume par des préculture successives jusqu’à l’inoculation
Comment est produit le ferment lyophilisé?
culture congelée puis déshydratée par sublimation, entreposage à -25C pendant des mois
Comment est produit le ferment concentré puis congelé?
Conditions de croissance optimales
Séparation par centrifugation ou filtration
Congélation rapide avec cryoprotecteur
Quel est l’avantage des ferments concentrés puis congelés?
Permet de passer directement à la préparation de l’inoculum massif et à la fermentation
Minimise les volumes à entreposer et manipuler
Quelles sont les applications industrielles qui exploitent les bactéries lactiques?
-Production de polysacc
-Aliments carnés
-Levain
-Fermentation de végétaux
-Industrie laitière (yogourt, fromage)
Quels sont les types de polysacc?
-intracellulaire impliqué dans l’entreposage de carbone
-structure cellulaire (paroi)
-Extracellulaire - exopolysacc (pas spécifique aux lactiques)
-Homopolysacc (un seul monosacc, produit par enzyme simple)
-hétéropolysacc (2 sortes de sucres par complexe enzymatique)
Nommer les 4 exopolysacc d’importance industrielle
dextrane
xanthane
gellane
pullulane
Quelles sont les applications des exopolysacc pour la bactérie?
-Rôle structurant pour le m.o.
-Capture les nutriements et minéraux, influence la diffusion
-augmente la colonisation des bactéries probiotiques
Quelles sont les applications des exopolysacc pour l’industrie?
-Effets anti-tumeurs
-Immunostimulatrices
-Abaisse le taux de cholestérol sanguin
-Alimentaire: boissons
-Industrie: émulsifiant pour extraction du pétrole
-Médicale: substituts de plasma sanguin
Quelles sont les étapes de la production des aliments carnés?
Hachage
Salage
Mélange de départ
Inoculation
Fermentation
Maturation et séchage
Qu’est-ce que le mélange de départ d’un produit carné?
mélange de la viande hachée
Sel/agent de saumure
conservateurs chimiques (nitrites et nitrates)
épices
ferment
Pourquoi des sels sont ajoutés?
Contrer le développement de pathogènes
Extraire les nutriments de la viande pour les bactéries
Pourquoi ajouter des nitrites et nitrates?
Empêchent la croissance de C. botulinum
Matiennent la saveur et l’aspect de la viande
à part le goût, à quoi servent les épices?
Bactériostatique
À quelle température est fermentée la viande?
Ambiante = 15-25C
fermentation de la viande homo ou hétérolactique?
Homo
Quels genres fermentent la viande?
Lactobacillus
Pediococcus
Staphylococcus
Micrococcus
Que fait Piedococcus pour assurer sa dominance dans le produit carné?
Abaissent le pH
Quels genres transforment les nitrites et nitrates dans les aliments carnés et qu’est-ce que ça permet?
Staphylococcus
Micrococcus
Inhibe C. botulinum
améliore les propriétés organoleptiques
À quelle étape se fait le développement de la saveur et de l’arôme?
Maturation et séchage de la viande
Quelles sont les étapes de panification au levain?
Préparation du rafraichi
Pré-fermentation de la pâte (24-48h)
Fermentation
Que contient le rafraichi?
farine
eau
O2
Que produisent les levures et bactéries lactiques lors de la pré-fermentation?
Levures: CO2
Lactique: a. lactique
Inhibe les contaminants
Pourquoi maintenir le rafraichi pendant 4 jours?
Maintenir l’équilibre entre les 2-3 souches présentes
10^10 bactérie lactique
10^8 levures
Qu’ajoute-t’on au rafraichi avant la fermentation?
Eau et farine
Optionnel du sel
Quelles sont les m.o. organismes présents lors de la fermentation du pain?
bactéries lactiques (L. sanfranciscensis)
Levure C. milleri
Pourquoi les bactéries lactiques hétérofermentaires sont cruciales dans le pain?
Acide acétique contribue au goût et à la préservation
Pourquoi C. milleri est meilleure que S. cerevisiae pour le pain au levain?
Meilleure croissance en milieu acide
Échelle de température plus étendue
Décrire la relation symbiotique entre L. sanfranciscensis et C. milleri
C. milleri: Produit des a.a., vitamines et facteurs de croissance utile pour L. sanfranciscensis
L. sanfranciscensis: Acides organiques, supprime la croissance d’autres m.o. indésirables. Dégrade le maltose, la moitié du glucose sera utilisé par C. milleri
Combien de temps dure la fermentation et la maturation du produit carné?
1 mois
Après la fermentation du pain au levain, en quelle proportion on retrouve l’acide lactique et l’acide acétique?
9:1
pH du pain au levain vs levure
3.8-4.6 vs 5.3-5.8
% d’acide lactique du pain au levain vs levure
0.4-0.8 vs 0.005-0.04
% d’acide acétique du pain au levain vs levure
0.1-0.4 vs 0.05-0.04
densité du pain au levain vs levure
0.22-0.30 vs <0.20
rassissement du pain au levain vs levure
lent vs rapide
conservation microbiologique du pain au levain vs levure
bonne protection contre les bactéries et les moisissures vs sensible
aspect nutritionnel du pain au levain vs levure
Plus vitaminés, hydrolyse enzymatique forte, phytase
vs
faible hydrolyse enzymatique
Qu’est-ce qui cause la rassissement du pain?
cristallisation de l’amidon amenant la dégradation des propriétés organoleptiques du pain
type de biofermenteur pour les fermentation des végétaux?
En batch
Quelles sont les variables de la fermentation des végétaux?
matières premières
concentration en sel
microflore
température
ferment
durée
Quelles sont les étapes de préparation fermentation des végétaux?
Récolte, triage et lavage des légumes
Coupage et salage
Ensemencement avec le ferment
Fermentation à température contrôlée
Maturation
Pasteurisation facultative et emballage
À quelle concentration de sel se faire la salage des végétaux?
5%
Que cause le couplage et le salage?
plasmolyse qui relâche l’eau, le sucre, les sels minéraux et nutriments qui sont importants pour la croissance des bactéries lactiques
Combien de temps dur la fermentation des végétaux et à quelle température?
25C, 4-7 jours
Quelles sont les étapes de la fermentation des végétaux?
-Consommation de l’O2, le milieu devient anaérobie
-Au départ: bactérie lactique indigène, dégradation des sucres et production d’acides organiques
Baisse de pH rapidement
-bactéries lactiques hétérofermentaires fermentent en premier: métabolites aromatique, pH 4.5-5.0
-bactéries lactiques homofermentaires prennent le relais: baisse de pH à 3.5
Peut avoir fermentation secondaire par levure et moisissure résistantes
Que cause la baisse de pH rapide lors de la fermentation des végétaux?
Sélection des bactéries lactiques: élimine les aérobies en 24h
Quelles sont les avantages de la fermentation des végétaux pour leur préservation?
Sûreté hygiénique (arrêt de la croissance des patho)
Naturels et biologiques
Production des métabolites (acide lactique, a.a., composants aromatique)
Faible coût énergétique et facile à entreposer
Qu’est-ce qui cause la coagulation du lait?
Déstabilisation de la caséine par acidification ou par l’action enzymatique de la présure
Qu’est-ce qui cause la coagulation du lait?
Déstabilisation de la caséine par acidification ou par l’action enzymatique de la présure
Quelles sont les étapes de fabrication du yogourt?
Traitements préliminaires
Fermentation lactique
brassage et refroidissement
Sur quel principe se base le yogourt
Principe de la coagulation du lait par l’acide lactique
Sur quel principe se base la production du fomagE?
Principe de la coagulation du lait par l’activité de la présure
Quelle est la différence de mécanisme de la coagulation du lait pour du yogourt vs fromage?
acide lactique vs présure
Quels sont les traitements préliminaires du yougourt?
-Chauffage
-Augmentation de solides et homogénéisation
Pourquoi faire un prétaitrement du yogourt à la chaleur? À quelle température?
80-85C en batch pendant 30 min
90-95C 5-10 min en continue
Destruction de la microflore = moins de compétition pour le ferment
Diminution de l’O2 = promeut la croissance
Dégradation des prot du lactosérum + agrégation des caséines = viscosité
Comment augmentons-nous la texture solide du yogourt de façon préliminaire?
Ajout de poudre ou évaporation selon la texture désirée
Ajout de stabilisateur qui empêche la séparation liquide-solide lors de la coagulation
À quelle température se fait la fermentation lactique du yogourt et pendant combien de temps?
40-45C
2-6h
Quelles sont les 2 bactéries principales pour le yogourt? Ratio et quantité?
L. bulgaricus
Streptococcus thermophilus
Ratio 1:1
2% de ferment
Décrire la dynamique de L. bulgaricus et S. thermophilus dans le yogourt
-S. croit plus rapidement - produit de l’acide acétique qui s’accumule
-L. arrive et les populations sont à nouveau égales quand 0.9-0.95% d’acide.
-L. relâche des a.a. utilisé par S.
Quelle des 2 bactéries est majoritairement responsable de la saveur et de l’arôme du yogourt? Que produit-elle?
L. bulgaricus
glycine, acétaldéhyde, diacétyle, acétone…
à quel pH est le yogourt à la fin de la fermentation?
pH 4
Est-ce qu’il y a synergie entre les 2 bactéries pour la fermentation homolactique du yogourt?
OUI
Quelle est la réaction qui produit l’acide lactique du yogourt
lactose –> glucose + galactose –> acide lactique + énergie
À quelle température est refroidie le yogourt? Pourquoi ça doit être fait lentement? En combien de temps? Refroidissement final à?
15-20C
Lentement pour éviter la séparation du lactosérum
30 min à 4h
5C au final
Quels sont les problèmes que l’on peut rencontrer lors de la fermentation du yogourt?
-mauvais balancement des bactéries lactiques
-Phages
-Résidus d’antibio
-contamination levure et moisissure
Comment on s’assure que le yogourt n’est pas contaminé?
Gélose sélective pour compter bactéries lactiques, moisissures et levures et coliformes
Comment peut-on augmenter la durée de conservation du yogourt de 2-3 mois?
pasteurisation après la fermentation à 60-80C
Quelles sont les étapes de fabrication du fromage?
Coagulation du lait
Égouttage
Affinage/maturation
À quel température est tièdie le lait pour la coagulation du fromage?
30C
Quel est6 le ferment lactique pour le fromage et à combien le pH baisse avec la production d’acide lactique?
L. lactis
pH à 4.5
Qu’est-ce que l’emprésurage?
Addition de présure pour coaguler le lait
Action très rapide (30 min)
Formation du caillé (réseau de caséine et lactosérum)
Qu’est-ce que la présure?
Extrait enzymatique d’estomac de veau qui contient entre autres ;a chymosine qui dégrade la caséine
En quoi consiste l’égouttage du fromage?
Extraire une partie du lactosérum pour concentrer le caillé
Par quoi est accéléré l’égouttage?
Découpage, agitation, compression et chauffage
Que permet le salage lors de l’égouttage?
Extraction de l’eau
Sélection pour la croissance
Que détermine l’efficacité de l’égouttage?
La teneur en eau du fromage
Quel est le phénomène majeur de l’affinage du fromage?
poursuite de la digestion enzymatique par la présure ce qui cause l’assouplissement de la pâte par rupture du réseau de caséine, des changements de couleur et de texture
Quels sont les composées qui participent à l’arôme et à la saveur dégagés par la protéolyse et la lipolyse lors de l’affinage du fromage?
amoniaque
acide cétonique
CO2
amines
phénols
composés soufrés
Plus la teneur en eau est basse, plus la conservation du fromage sera…
longue
Quelles sont les caractéristiques du fromage non-affiné?
Fromage frais (70-80% d’eau égouttage lent et peu de présure)
Fromage à pâte demi-ferme (présure et égouttage plus important)
Quelles sont les caractéristiques du fromage affiné?
Pâte non pressée (molle): 45-55% d’eau, pas de pressage. Moisissures qui donnent la croûte, surface lavée à la saumure, persillé, etc.
Pâte pressée: Égouttage accéléré par découpage + brassage du caillé
Fermeté du fromage proportionnel au degré de pressage
Pâte demi-ferme: 45-50% d’eau
Pâte ferme: 35-45% d’eau
Quels sont les problèmes pouvant subvenir lors de la fabrication du fromage?
-phages
-bacilles sporulées: fermentent l’acide lactique en acide butyrique (ark) et dégagement de gaz
-moisissures indésirables
