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Vous êtes-vous déjà rendu compte du nombre de produits alimentaires dont la fabrication fait appel à des micro-organismes ? Du pain, à la bière et au vin, en passant par le fromage, le saucisson, le kombucha et bien d’autres encore ! Au cours du processus appelé fermentation, les sucres sont transformés en un nouveau produit grâce à des réactions engendrées par les micro-organismes, de véritables chefs cuisiniers! En savoir plus sur le lien entre nos produits alimentaires et les chefs microscopiques. |
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| Bactéries | Champignons | ||||
Bactéries
Les bactéries lactiques
Les bactéries lactiques jouent un rôle crucial dans les processus de vinification conventionnels et naturels. Elles sont responsables de la fermentation malolactique, une fermentation secondaire qui se produit après la fermentation primaire par la levure. La fermentation malolactique transforme l'acide malique (naturellement présent dans le raisin), plus âpre et au goût acidulé, en acide lactique, plus doux. Ce processus peut réduire l'acidité et contribuer à la texture et à la saveur du vin.
Les vins naturels sont souvent produits selon des pratiques agricoles biologiques ou biodynamiques et suivent une approche plus traditionnelle et moins interventionniste de la vinification. La présence de levures et de bactéries indigènes est souvent encouragée. Il s'agit de levures et de bactéries naturellement présentes dans l'environnement du vignoble et du chai. Elles peuvent conférer au vin des saveurs et des caractéristiques uniques, reflétant le terroir local. Cette approche peut conduire à des résultats imprévisibles, ce qui rend encore plus fascinante la découverte de la diversité bactérienne présente.
Le chocolat
Le cacao (poudre) et le chocolat sont des produits transformés à partir de fèves de cacao fermentées. Les fèves de cacao brutes ont un goût et une saveur désagréables, et la fermentation, le séchage et la torréfaction sont nécessaires pour obtenir la saveur, l'arôme et le goût caractéristiques souhaités du cacao et du chocolat.
La fermentation des fèves de cacao commence spontanément après l'extraction des fèves et de la pulpe visqueuse des cabosses de cacao. La fermentation dure généralement de 3 à 6 jours et consiste en une fermentation de levures (24-48h, anaérobie, pic d'éthanol), une fermentation de bactéries lactiques (24-72h, microaérophile, pic d'acide lactique) et une fermentation de bactéries d'acide acétique (24-112h, aérobie, pic d'acide acétique et de température).
L'acide acétique et la chaleur produits lors de la fermentation par les bactéries acétiques (la température peut atteindre 50 °C) tuent les fèves et détruisent la structure interne des fèves. Cela déclenche une série de réactions biochimiques et enzymatiques qui influencent la couleur et le développement de l'arôme des fèves. Il a été démontré que les enzymes hydrolytiques à l'intérieur des fèves sont activées par les métabolites microbiens tels que l'acide acétique.
Bien qu'une grande diversité de levures, de bactéries lactiques (LAB) et de bactéries acétiques (AAB) puisse être trouvée dans les fermentations de fèves de cacao, la recherche sur les fermentations en Afrique, en Asie et en Amérique du Sud permet de supposer que seules les espèces dominantes de chaque groupe sont essentielles pour la production de fèves de haute qualité, à savoir Hanseniaspora opuntiae, Lactobacillus fermentum et Acetobacter pasteurianus, respectivement. Les fermentations spontanées de fèves de cacao peuvent donner d'excellentes fèves de cacao, si des pratiques optimales sont appliquées pendant la fermentation. Cependant, bien que la même diversité restreinte d'espèces puisse être trouvée, une différence dans le goût du chocolat peut se produire. On suppose que cela est dû à la variabilité microbienne, qui semble être influencée par les pratiques agricoles telles que la boîte ou la plate-forme, le mélange ou le non-mélange de la masse de pulpe de cacao et de fèves en fermentation. La recherche a révélé une corrélation directe entre les bactéries AAB et LAB et la saveur acide du cacao et du chocolat, et entre la levure et la saveur fruitée du produit final. On s'attend à ce que l'inoculation avec des cultures starter puisse accélérer et stabiliser les fermentations de fèves de cacao. Une culture starter ajoutée peut dominer le processus de fermentation des fèves de cacao et donc influencer la saveur des fèves de cacao et du chocolat produit à partir de celles-ci.
Fromage Emmental
Les fromages de type suisse ont été fabriqués à l'origine dans la vallée de l'Emmental en Suisse ; leurs précurseurs étaient divers fromages de montagne. L'Emmental est probablement le fromage de type suisse le plus connu et est souvent appelé simplement "fromage suisse". L'"Emmentaler Switzerland AOC" est enregistré depuis 2000 en tant qu'appellation d'origine contrôlée (AOC).
Trois groupes de bactéries sont utilisés dans la production de l'Emmental : Streptococcus thermophilus, Lactobacillus (principalement Lb. helveticus) et Propionibacterium freudenreichii (voir photo). À la fin de la production du fromage, P. freudenreichii consomme l'acide lactique excrété par les ferments thermophiles S. thermophilus et Lb. helveticus et libère du gaz carbonique, qui forme lentement les bulles qui forment les trous. L'absence d'élimination des bulles de CO2 au cours de la production, due à un pressage irrégulier, entraîne l'apparition de gros trous ("yeux") caractéristiques de ce fromage.
La production d'acide propionique par P. freudenreichii implique un cycle métabolique complexe dans lequel les substrats sont métabolisés en pyruvate via la glycolyse, le pentose phosphate ou les voies d'Entner-Doudoroff, générant de l'ATP et des co-enzymes réduites. Le pyruvate est oxydé en acétate et CO2 ou réduit en propionate. L'activité probiotique de P. freudenreichii suscite un intérêt croissant, car le composé bifidogène qu'il produit, l'acide 1,4- dihydroxy-2-naphtoïque, stimule la croissance des bifidobactéries. Des surnageants ou des souches lyophilisées vivantes de bactéries propioniques sont disponibles dans le commerce sous forme de comprimés pour améliorer le transit intestinal.
Probiotiques
Le corps humain transporte environ 100 000 milliards de micro-organismes dans ses intestins, soit un nombre dix fois supérieur au nombre total de cellules humaines dans le corps. Les recherches suggèrent que la relation entre le microbiote intestinal et les humains n’est pas simplement commensale, mais plutôt mutualiste. Les membres du microbiote intestinal, leurs gènes et leurs fonctions sont collectivement appelés le microbiome intestinal.
Dans des conditions « normales », l’écosystème du microbiome est dans un état d’homéostasie métabolique. Cet équilibre peut être perturbé par des facteurs liés à l’alimentation, au patrimoine génétique, au cadre de vie et/ou au traitement médical, pouvant conduire à un état de dysbiose. Une gamme de troubles cliniques légers (par exemple, constipation, diarrhée) à graves (par exemple, maladie de Crohn, obésité) sont associés à une surreprésentation et/ou une sous-représentation d'éléments clés du microbiome intestinal.
Les probiotiques sont des micro-organismes vivants (bactéries ou levures) qui, lorsqu'ils sont administrés en quantité adéquate, confèrent un bénéfice pour la santé de l'hôte. Les probiotiques ont le potentiel d’interagir avec l’hôte par le biais d’effets microbiologiques, métaboliques et/ou immunologiques, et sont de plus en plus envisagés pour une utilisation préventive ou thérapeutique en cas de dysbiose intestinale.
Champignons
Environ 2000 espèces de levures différentes ont déjà été découvertes et on estime qu'il en existe encore beaucoup d'autres. Nous vivions avec les levures, les cultivions et les utilisions dans les préparations alimentaires bien avant de connaître l'existence des micro-organismes. De nombreuses espèces de levures sont impliquées dans des fermentations alimentaires moins connues telles que le levain, le kéfir, certains fromages, la viande, le soja, le cacao, le café et de nombreux aliments fermentés traditionnels du monde entier. Les levures présentes dans les aliments fermentés ont pour caractéristique commune de produire non seulement du dioxyde de carbone et de l'éthanol, mais aussi un grand nombre de substances qui définissent le goût et l'odeur de l'aliment.
Les levures produisent également certaines enzymes, des catalyseurs biologiques nécessaires à la dégradation de grosses molécules. Par exemple, les levures de brasserie produisent l'enzyme maltase qui décompose le maltose, le principal sucre des céréales, en glucose, consommé par la levure. Une levure fréquemment trouvée dans le levain, Wickerhamomyces anomalus, produit de la phytase, qui décompose des molécules complexes contenant du phosphore, abondantes dans les plantes, en phosphore biodisponible, un composant essentiel de l'alimentation animale et humaine.
Il a été observé que certaines espèces de levures présentes naturellement à la surface des fruits limitent la croissance des champignons filamenteux. Quelques-unes d'entre elles (par exemple Metschnikowia fructicola, Yarrowia lipolytica) ont été développées pour devenir des produits de biocontrôle homologués qui peuvent être appliqués sur des fruits tels que les agrumes, les bananes, les pommes, les fraises et les raisins afin d'empêcher les champignons de détruire des ressources alimentaires précieuses.
En résumé, les levures facilitent la digestion des aliments crus, les enrichissent en arômes et les protègent contre la détérioration. Les levures sont une force motrice pour enrichir la diversité et la valeur nutritionnelle de nos aliments.
Saccharomyces cerevisiae
Les fermentations alcooliques sont réalisées par des levures, champignons unicellulaires microscopiques, vivant de sucres qu'ils transforment en dioxyde de carbone et en alcool pour obtenir de l'énergie. Le pouvoir fermentaire des levures diffère selon les espèces. L'espèce de levure la plus connue, Saccharomyces cerevisiae, a été sélectionnée pendant des milliers d'années pour son pouvoir fermentaire élevé. Certains groupes de souches de S. cerevisiae sont particulièrement adaptés à la boulangerie en raison de leur production élevée de dioxyde de carbone, tandis que d'autres groupes de souches de S. cerevisiae ont évolué pour être particulièrement résistants à l'alcool, aux produits métaboliques et aux toxines en même temps. Une levure doit être résistante à l'alcool pour produire du vin et de la bière à partir de fruits et de céréales.
Pain au levain
Le pain au levain est un pain fabriqué par fermentation de la pâte à l'aide de bactéries lactiques et de levures sauvages. Après maturation, une petite partie de la pâte est utilisée pour fournir la culture de départ pour un lot de pâte suivant, un processus appelé "backslopping" ou "reculer". La présence de bactéries lactiques donne au pain un goût plus aigre que le pain de boulangerie classique, qui est levé par la seule levure Saccharomyces cerevisiae. L'acide lactique prolonge la durée de conservation du pain et réduit l'acide phytique, qui agit comme un chélateur de minéraux importants et de niacine.
Le levain était la forme habituelle de levage du pain jusqu'au Moyen Âge, où il a été remplacé par la mousse issue du processus de brassage de la bière, puis par la levure de culture à la fin du 19e siècle. Il reste un moyen important de faire lever le pain de seigle, car le seigle ne contient pas assez de gluten pour la levure de boulangerie.