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Institut national supérieur des sciences agronomiques, agroalimentaires, horticoles et du paysage

THÈSE : Séchage par atomisation des bactéries probiotiques : du mécanisme moléculaire à la production à l'échelle pilote

Date : 30/05/2017

Lieu : Rennes

Song Huang soutiendra sa thèse intitulée

Séchage par atomisation des bactéries probiotiques : du mécanisme moléculaire à la production à l'échelle pilote

dirigée par Romain Jeantet, professeur, UMR INRA / AGROCAMPUS OUEST Science et technologie du lait et de l'oeuf (STLO)

 

Résumé

Les probiotiques sont des « microorganismes vivants qui, lorsqu'ils sont ingérés en quantité suffisante, exercent des effets positifs sur la santé ». La lyophilisation, qui maintient au mieux la viabilité des bactéries, est aujourd’hui questionnée quant à sa consommation d’énergie et son caractère discontinu. Le séchage par atomisation, s’il offre une alternative pour produire massivement des poudres probiotiques à faible coût, induit des stress thermiques et oxydatifs qui conduisent à des pertes de viabilité rédhibitoires.
Dans ce travail, un procédé innovant de séchage par atomisation a été évalué. Du lactosérum doux concentré (matière sèche jusqu’à 30% p/p) a été utilisé à la fois comme support de culture et de séchage de Propionibacterium freudenreichii et Lactobacillus casei. Ce procédé élimine les étapes intermédiaires à risque de contamination élevé, accroît le niveau de population en fin de croissance et améliore le rendement du séchage et la viabilité des bactéries.
Les mécanismes sous-jacents ont été explorés au plan de la résistance bactérienne et des conditions de séchage. Le stress associé au milieu concentré induit une osmoadaptation des bactéries via l’expression de protéines de stress et l’accumulation de solutés compatibles, conduisant à une tolérance accrue des probiotiques à différents stress. La présence d’agrégats protéiques et la concentration en Mg2+ du milieu concentré pourraient également expliquer leur protection améliorée.
Le scale-up du procédé a été conduit à échelle semi-industrielle. Un schéma technologique impliquant à la fois des températures basses de séchage par atomisation, un séchage sur bande et en lit fluidisé a permis d’atteindre une viabilité de l’ordre de 100% (> 109 CFU g-1). Par ailleurs, la fonctionnalité des poudres probiotiques obtenues a été évaluée in vitro and in vivo sur modèle porcelet. Ce travail ouvre de nouvelles perspectives pour l’obtention à grande échelle et selon un procédé sobre et durable de préparations probiotiques.

 

Mots clefs

Probiotiques ; séchage par atomisation; osmorégulation; tolérance; viabilité

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