Carnobacterium maltaromaticum : caractéristiques physiologiques et potentialités en technologie fromagère, Carnobacterium maltaromaticum : physiological properties and potentialities in the cheese-making manufacturing process

Sous la direction de Jean-Bernard Millière, Carl Moses Funtong Mbofung
Thèse soutenue le 20 septembre 2007: Université de Ngaoundéré - Cameroun, INPL
La souche Carnobacterium maltaromaticum LMA 28, isolée d’un fromage à pâte molle, possède des propriétés physiologiques non conventionnelles pour une bactérie lactique. Sa croissance en TSB-YE et en lait traduisent son exigence nutritionnelle en facteurs de croissance facilement assimilables et sa faible vitesse de production d’acide lactique à partir de glucose, lactose, fructose et saccharose. Le galactose n’est pas métabolisé et lors de l’hydrolyse du lactose n’est pas excrété dans le milieu de culture. Les caillés lactiques sont obtenus après des durées d’incubation non compatibles avec les cadences industrielles. De plus, ils présentent une texture très friable. La numération et l’identification de cette souche, en vue de suivre son comportement dans une matrice fromagère, ont été optimisées par la mise au point du milieu de culture sélectif CM, à l’aide de plan d’expériences, et par la technique de PCR. Le comportement de C. maltaromaticum LMA 28 a été comparé à ceux de deux souches lactiques d’intérêt technologique Lc. lactis DSM 20481 et S. thermophilus INRA 302, dans une large gamme de températures (3 à 37 °C) et de pH (5,2- 8,0). Des essais en co-culture, associant cette souche avec Lc. lactis DSM 20481 ou avec S. thermophilus INRA 302, ont montré que la production d’acide lactique était due à la croissance de la souche lactique traditionnelle. Cependant C. maltaromaticum LMA 28, souche lente, n’est pas inhibée par cette acidification. L’aptitude fromagère de C. maltaromaticum LMA 28 a été testée lors de deux fabrications de fromages à pâte molle. Inoculée à différents niveaux de population, elle a été mise en évidence à tous les stades de la fabrication. Présente à une concentration très faible dans le lait de fabrication, elle devient une flore lactique dominante après l’affinage et le stockage en réfrigération. Cette aptitude technologique est en relation avec son caractère psychrotrophe et sa faculté à se développer activement à des pH alcalins. Son « alimentarité », testée par la production d’amines biogènes, a montré des niveaux nuls ou très faibles en tyramine et en histamine, comme avec S. thermophilus INRA 302 et avec Lc. lactis DSM 20481. L’optimisation de sa production de flaveurs maltées a été abordée sur milieu TSB-YE et sur lait, supplémentés avec de la leucine, de l’isoleucine ou de la valine. La production de 3-méthylbutanal est la plus importante. Les analyses sensorielles des fromages contenant des niveaux de population importants (108-109 ufc.g-1) de C. maltaromaticum LMA 28 n’ont pas permis de mettre en évidence cet arôme. Présente dans de nombreux fromages français AOC ou non AOC, cette espèce opportuniste, de statut GRAS, pourrait être considérée comme un auxiliaire de fabrication intéressant, car elle permet un ralentissement du vieillissement des fromages, en évitant notamment l’apparition de flaveurs désagréables. Cette flore lactique psychrotrophe pourrait être retenue comme flore bactérienne d’affinage
-Carnobacterium maltaromaticum
-Arôme malté
-Fromage
-Amines biogènes
-Bactéries lactiques
The C. maltaromaticum LMA 28 bacteria strain, isolated from soft cheese, was observed to possess non conventional lactic bacteria physiological properties. Its growth in TSB YE medium and milk was found to be characterised by the requirements for easily assimilated growth nutrients and a low kinetic rate of lactic acid production from glucose, lactose, fructose and sucrose. In addition, it was found to not metabolise galactose or not excrete it during the hydrolysis of lactose. In the process of milk fermentation, it not only took an unusually long duration but produced products of fragile texture. In order to eventually determine the behaviour of this strain in the process of cheese-making, a selective culture medium CM was developed using an experimental design and PCR techniques for its isolation and identification. The behaviour of C. maltaromaticum LMA 28 was compared with that of two strains of lactic bacteria of technological interest namely Lc. lactis DSM 20481 and S. thermophilus INRA 302, within a wide temperature range (3 to 37°C) and of pH (5.2 – 8.0). Tests carried out in co-culture associating this strain with Lc. lactis DSM 20481 or with S. thermophilus INRA 302 showed that the lactic acid production was due mainly to the growth of the traditional lactic strain. In the process, the C. maltaromaticum LMA 28 slow strain was observed not to be inhibited by acidification. The cheese-making potential of C. maltaromaticum LMA 28 was evaluated in the process of two soft cheese manufactures. Inoculated at various levels of population, it was observed to be present at all manufacturing stages. Generally present at very weak concentrations in the starting milk, it becomes a dominant lactic flora following ripening and refrigeration storage. This technological aptitude is in relation with its psychrotrophic character and its ability to actively develop in alkaline medium. Its “alimentarity”, tested by its ability to produce biogenic amines, showed zero or very low levels in tyramine and histamine, as in the case of S. thermophilus INRA 302 and Lc. lactis DSM 20481. The optimization of its malted flavour production capacity was carried out on a TSB-YE medium and on milk supplemented with leucine, isoleucine or valine. In this process the production of 3-méthylbutanal was observed to be the most abundant product while cheese containing high levels (108-109 ufc.g-1) of C. maltaromaticum LMA 28 did not exhibit this flavour. This notwithstanding, the presence of this species of GRAS status in many French AOC and non AOC cheeses could be considered as an interesting auxiliary in cheese manufacturing process since it tends to slow down the aging process and thereby retard the development of unpleasant flavours. In this respect this strain of psychotrophic lactic bacteria could be retained as a flora for cheese ripening process
-Carnobacterium maltaromaticum
-Malted flavour biogenic amines
-Cheese
-Lactic acid bacteria
Source: http://www.theses.fr/2007INPL056N/document