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Semestre 04 : 2021/2022

2eme Année biologie tronc commun

UE :

Matière : Biotechnologie et applications

Chapitre II :

Utilisation des

microorganismes dans les fermentations alimentaires

Réalisé par : Dr. CHERIET D.

Maître de conférences

Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie

Université Batna 2, Algérie

Chapitre II : Utilisation des microorganismes dans les fermentations alimentaires

1/- Définition de la fermentation

La fermentation constitue un moyen important de conserver des aliments. La croissance de populations microbiennes naturelles ou inoculées occasionne des modifications chimiques et / ou de texture, formant un produit qui peut être stocké longtemps. ation sera : Créer de nouveaux goûts et parfums alimentaires agréables. Les principales fermentations utilisées en microbiologie alimentaire sont : - Fermentation lactique. - Fermentation propionique - Fermentation alcoolique

1-1- La Fermentation lactique

Lors de cette fermentation il y a la dégradation du glucose disponible en acide lactique appelé

Lactate utilisé pour la fabrication du fromage et du yaourt. Glucose Acide lactique (lactate) NB :

1-2- La Fermentation propionique

Elle est réalisée par des bactéries anaérobies appartenant au genre Clostridium ou

Propionibacterium .

Glucose Propionate + acétate + Co2+ énergie

Cette fermentation est caractérisée des boites de conserves périmées (dégagement de forte odeur de rance plus le gonflement de la boite dû à la libération de dihydrogène.

Cette fermentation si elle est contrôlée elle peut être utilisée pour la fabrication de

1-3- La Fermentation alcoolique

Cette fermentation a lieu dans un milieu à pH acide et riche en sucre, le glucose est utilisé 2.

Glucose Ethanol+CO2+H2O+énergie

Bactéries lactique (fermentation)

Clostridium (fermentation)

Levures ou bactéries (fermentation alcoolique)

Chapitre II : Utilisation des microorganismes dans les fermentations alimentaires Cette fermentation est réalisée par des levures exp Saccharomyces cereviciae et des bactéries du genre Zymomonas. La fermentation alcoolique fait partie de la production des boissons alcolisés et la panification.

La microbiologie des aliments fermentés

1- Les laits fermentés :

Il existe à travers le monde plus de 400 types de lait fermentés différemment, les

fermentations sont conduites par des bactéries mésophiles lactiques, thermophiles, thérapeutiques.

1-1-La fermentation par des bactéries mésophiles :

- Sa provient de technique de production similaire.

1-2-La fermentation thermophile :

- La fermentation est réalisée à des températures de 45 0C exp : le Yaourt. - Le yaourt est fabriqué via un levain spécial (Streptococcus thermophiles Lactobacillus bulgaricus (composées aromatique)).

1-3-La fermentation thérapeutique :

Les laits fermentés ont des effets bénéfiques exp : le lait à acidophilus produit par

Lactobacillus acidophilus inferieur et améliore la santé. Le rôle des microorganismes dans la production alimentaire

Généralités :

microbes utilisés pour la production alimentaire. Cette avancée a permis une meilleure

compréhension de la relation entre des microbes donnés et leurs produits et activités. On

considère que cette période marque le début de la microbiologie de l'industrie alimentaire. Par

données produit de la bière et, d'autre part, que certaines bactéries sont susceptibles d'altérer la

bière, a permis aux brasseurs de maîtriser la qualité de leur produit. Des industries ont entrepris des recherches en microbiologie et ont sélectionné des microbes en fonction de qualités particulières. Ainsi, brassicole a mené des recherches Chapitre II : Utilisation des microorganismes dans les fermentations alimentaires isolement et la détermination des levures, et elle a sélectionné celles qui produ e présent chapitre, nous allons étudier le rôle des microorganismes dans la production de plusieurs aliments de consommation courante.

1- Le pain

Le pain est une denrée alimentaire humaine les plus anciennes et est produit avec microorganismes. Au cours de la préparation du pain, la levure se développe en aérobiose. Ce type de développement augmente la production du CO2 et La fermentation du pain comporte plusieurs étapes : 1- La les alpha et betaamylase.

2- Saccharomyces cerevisiae.

3- La production du CO2 par la levure donne la texture légère de nombreux pains et les

traces de produits de fermentation contribuent au goût final. NB : Habituellement, les boulangers ajoutent suffisamment de levure pour permettre au pain de lever en deux heures. Plus long est le temps de levage, plus les germes contaminants se développent (bactéries et mycètes). En utilisant des ensembles plus complexes de microorganismes, les boulangers peuvent produire des pains spéciaux comme les pains au levain. La levure Saccharomyces exiguus et une espèce de Lactobacillus donnent le g

2- Le fromage

de caillé, que l'on sépare du liquide principal appelé petit lait (figure 01).

enzyme, la rennine (ou chymosine), dont l'action est favorisée par les conditions acides

fournies par des bactéries lactiques.

L'inoculation de ces dernière

fermentés leur saveur et leur arôme caractéristiques. On applique au caillé un procédé

: la ricotta et le cottage. En général, ou classe les fromages en fonction de leur consistance, qui dépend du processus Chapitre II : Utilisation des microorganismes dans les fermentations alimentaires fromage est ferme. Le romano et le parmesan, par exemple, sont des fromages à pâte très ferme, alors que le

cheddar et le suisse sont des fromages à pâte ferme; le limburger, le bleu et le roquefort sont

des fromages à pâte semi-molle, tandis que le camembert est un exemple de pâte molle. Le cheddar et le suisse - des pâtes fermes sont affinés au moyen de bactéries lactiques qui croissent, dans des conditions anaérobies, à l'intérieur du fromage. Les fromages de ce type peuvent être de grandes dimensions. Plus la durée de l'incubation est longue, plus le fromage est acide et piquant. Une espèce de Proptonibacterium produit du dioxyde de carbone, responsable de la formation de trous dans le suisse.

Les fromages à pâte semi-molle tels que le limburger sont affinés par des bactéries et d'autres

organismes contaminants qui croissent sur la surface. Le bleu et le roquefort sont affinés par

la moisissure Pénicillium avec laquelle ils sont ensemencés. Étant donné que la texture de ces

fromages est relativem La croissance de Pénicillium se manifeste par la formation de grumeaux bleu-vert. Quant au camembert, on raffine par petites quantités afin que les enzymes de Pénicillium qui croit sur la surface, dans des conditions aérobies, diffusent dans le fromage. a) On utilise la rennine pour faire coaguler le lait (formation du caillé), puis on son acidité. La photo montre des ouvriers en train de découper le caillé en blocs. Chapitre II : Utilisation des microorganismes dans les fermentations alimentaires b) On émince le caillé en petites lanières pour faciliter l'égouttage, qui consiste à séparer le caillé du petit lait. c) On passe le caillé au moulin pour en extraire plus de petit lait, puis on le presse de manière à former des meules, qui seront soumises à un affinage prolongé. Le fromage

Figure 01 : La fabrication du cheddar.

3- Yaourt ou yogourt

Partout dans le monde, on trouve une large gamme de produits laitiers légèrement acidulés, qui nous viennent probablement des anciens nomades. Beaucoup de ces produits font partie

Russie.

-Unis.

Le yogourt industriel est fait à parut de lait à basse teneur en matière grasse, dont l'eau a été

en grande partie éliminée par évaporation dans un autoclave à vide. Le lait ainsi épaissi est

ensemencé avec une culture mixte de Streptococcus thermophilus, principalement pour ses

propriétés acidogènes et de Laclobacillus bulgaricus, qui modifie la saveur et l'arôme du

produit. Chapitre II : Utilisation des microorganismes dans les fermentations alimentaires On fait fermenter le mélange à environ 45 °C pendant plusieurs heures, durant lesquelles S. thermophilus supplante L. bulgaricus. NB : Le secret de la fabrication du yogourt réside dans le maintien d'un équilibre approprie entre les bactéries responsables de la saveur et les bactéries acidogènes. derniers ne sont pas tous détruits lors de leur passage dans le tube digestif; certains restent e intestinale, où ils se font une place parmi la flore permanente; ils sont appelés probiotiques. De plus en plus d'études tendent à montrer que certaines souches de probiotiques ont des

effets bénéfiques sur la santé. Par exemple, on ajoute fréquemment des souches de

lactobacilles et de bifidobactéries tel Bifidobacterium bifidus, aussi nommé B. lattis aux tion, voir dans le

4- Les boissons alcoolisées

¾ Des microorganismes participent à la production de presque toutes les boissons des levures (tableau 01).

4-1 Fabrication de la bière :

¾ Les amidons et les protéines complexes de ces grains doivent être transformés en un ¾ és à germer et à activer leurs enzymes pour produire le malt. ¾ Le brassin est obtenu lorsque le mout de brasserie subit un chauffage en présence de houblon.

¾ Houblon humulus lupulus

Houblon aromatisé et facilité

la clarification du mout. ¾ tape de chauffage on inactive les enzymes hydrolytiques. ¾ Le mout est ensuite ensemencé avec la levure désiré ¾ La plupart des bières sont fermentées avec des levures basses Chapitre II : Utilisation des microorganismes dans les fermentations alimentaires

¾ Le gout de la bière est influencé par la production de petite quantité de glycérol et

¾ Les levures de fermentation basse produisent après 7 à 12 jours de fermentation des bières dont le pH 4.1 -4.2 ¾ Avec une levure de fermentation haute comme Saccharomyces cerevisiae le pH est baissé à 3.8 pour produire des ales (bière anglaise). ¾ Les bières fraichement fermentées subissent un affinage ou vieillissement. ¾ Lors de la mise en bouteille on ajoute habituellement le CO2.

¾ La bière peut être pasteurisé à 60 0C ou stérilisé par un passage à travers des

membranes filtrantes pour minimiser les modifications du gout.

5- autres produits PARTIE TD

5-1 La choucroute

¾ La choucroute est un dérivé de chou émincé on utilise habituellement la communauté

microbienne mixte du chou. bactéries Gram négatif et favorisent celui des bactéries lactique. ¾ Les microorganismes principaux participant à la préparation de ce produit sont : Leuconostoc mesenteroides et Lactobacillus plantarum ¾ A ce stade Lactobacillus plantarum et Lactobacillus brevis poursuivent leurs activités.

5-2 Les pickles

¾ Les pickles sont des produits plaçant les concombres ; cornichons dans des tonneaux

à neuf semaines.

¾ Le sel inhibe non seulement le développement des bactéries indésirables mais extrait des concombres. ¾ Les glucides solubles sont convertis en acide lactique.

¾ La fermentation qui peut exiger de 10 à 12 jours implique le développement des

Leuconostoc des Enterococcus ; Pediococcus ; Lactobacillus brevis et Lactobacillus plantarum. Lactobacillus plantarum joue un rôle important dans cette fermentation. NB : La fabrication du saké, le vin de riz japonais, ne comporte pas d'étape de maltage, car on utilise d'abord la moisissure Aspergillus pour convertir l'amidon de riz en glucides fermentescibles. Chapitre II : Utilisation des microorganismes dans les fermentations alimentaires

Tableau 01

Boissons Levure Méthode de fabrication Rôle des levures

Bières et vins

Bière, lager Saccharomyces

uvarum (levure de fermentation basse) enzyme (maltage). Les enzymes du malt hydrolysent (moût) est stérilisé. On ajoute du houblon, pour la saveur, et de la levure, puis on laisse incubera une température de 3 à 10 °C.

Convertissent le sucre

en éthanol et en CO2 ; plus de 6% d'éthanol.

Les levures croissent au

fond de la cuve de fermentation.

Bière, ale Saccharomyces

cerevisiae (levure de fermentation haute) Même méthode que pour les lagers, mais l'incubation se fait à une température plus élevée, comprise entre 10 et

21 °C.

Convertissent les

glucides en éthanol et en

CO2; moins de 4%

d'éthanol. Les levures croissent dans la partie supérieure de la cuve de fermentation. Saké S. cerevisiae transforme amidon du riz cuit à la vapeur en glucides: on ajoute de la levure et on fait incuber à 20 °C.

Convertissent les

glucides en éthanol ; de Vin naturel S. cerevisiae La saveur et la concentration en glucides dépendent des variétés de raisins utilisées. On broie ces derniers de manière à obtenir un moût; on ajoute du dioxyde de soufre pour inhiber la levure sauvage puis on ajoute de la levure. Dans le cas des vins rouge à 25 3C. On fan vieillir le vin en fût de chêne pendant 3 à

5 ans et en bouteille pendant 5 à 15 ans. Dans le cas des

vins blancs, l'incubation a lieu entre 10 et 15 °C, et on fait vieillir le vin entre 2 et 3 ans en bouteille.

Convertissent les

glucides du raisin en

éthanol ; au plus 14%

Vin mousseux

(champagne) S. cerevisiae Le procédé est le même que pour les vins naturels, la fermentation complémentaire se faisant en bouteille. On ajoute 2,5% de sucre et de la levure au vin embouteillé; l'incubation a lieu à 15 °C; on renverse les bouteilles de manière à recueillir la levure dans le col.

Produisent du CO2

durant la fermentation complémentaire; les levures décantent rapidement

Boissons

distillées Rhum Levure sauvage De la mélasse de canne est inoculée par une fermentation antérieure. Le vieillissement en fût de chêne ajoute de la couleur. On distille le produit pour le concentrer.

Convertissent les

glucides en éthanol ; de Brandy S. cerevisiae On presse des fruits auxquels on ajoute de la levure. On distille le produit pour en accroître la concentration en alcool. On mélange le liquide obtenu avec d'autres brandys.

Convertissent les

glucides en éthanol ; de

Whisky S. cerevisiae

On distille le produit pour en accroître la concentration en alcool, puis on le fait vieillir en fût de chêne charbonné.

Convertissent les

glucides en éthanol ; dequotesdbs_dbs21.pdfusesText_27

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