Bactériocines d’entérocoques isolés de lait cru et beurre ... · A mon frère Abd el Wahid A...

Thèse de Doctorat en Sciences

Option Biotechnologie

Spécialité Intérêt des micro-organismes

Intitulée

Présentée par

LAZREG Louiza

Devant le Jury :

Président : Pr KARAM Nour Eddine Université d’Oran 1

Examinateurs : Pr BELLAHCENE Miloud CU de Ain Témouchent

Pr DRISSI Mourad Université de Tlemcen

Pr AOUES Abdelkader Université d’Oran 1

Directeur de thèse : Pr ZADI KARAM Halima Université d’Oran 1

Co-directeur de thèse : Pr DALACHE Fatiha Université de Mostaganem

Année Universitaire 2016/2017

Bactériocines d’entérocoques

isolés de lait cru et beurre de l’Ouest algérien

Dédicaces

Je dédie cette thèse ;

A mes parents qui m’ont donné l’exemple d’une règle de vie basée sur des principes très

simples : l’honnêteté et la satisfaction du travail bien fait.

La plus belle marque de reconnaissance que je puisse leur offrir est ma réussite.

A ma sœur Sara ;

A mon frère Abd el Wahid

A ma sœur Hassiba et sa petite famille, Nazim, Amir et Lina

A la famille Lazreg et la famille Gargat

Louiza

Remerciement

Je tiens tout d’abord à remercier Madame Zadi- Karam Halima, Professeur à l’Université

d’Oran 1 Ahmed Ben Bella, mon directeur de thèse pour m’avoir accueilli dans son

laboratoire. Ma profonde reconnaissance pour vos encouragements votre patience et vos

conseils. Mes remerciements aussi à Madame Dalache Fatiha, Professeur à l’Université

de Mostaganem, mon co-directeur de thèse pour son soutient et ses conseils tout au long

de ce travail.

Je remercie également les membres du Jury d’avoir bien voulu examiner ce travail. Mes

vifs remerciements vont à Mr Karam Nour Eddine, Pr à l’Université d’Oran 1, pour avoir

honoré par sa présence la présidence du jury, Mr Aoues Abdelkader, Pr à l’Université

d’Oran 1, Mr Bellahcene Miloud Pr au Centre Universitaire de Ain Témouchent et Mr

Drissi Mourad, Pr à l’Université de Tlemcen, pour avoir acceptés d’examiner cette thèse.

Lesquels commentaires, me seront immensément précieux lors de la soutenance.

Mes remerciements vont aussi à tous les chercheurs, doctorants, étudiants et techniciens

du laboratoire de Biologie des Microorganismes et Biotechnologie.

Mes remerciements à mes collègues et mes amis de l’université d’Oran 1, l’Université

Hassiba ben Bouali de Chlef et l’université de l’USTO-Mohamed Boudiaf.

Publication et communication Scientifiques

Publication :

Louiza Lazreg, Fatiha Dalache, Halima Zadi-Karam, Nour-Eddine Karam.

Bacteriocinogenic potential and genotypic characterization of three Enterococcus

faecium isolates from Algerian raw milk and traditional butter. African Journal of

Biotechnology, Volume 14 (32), pp. 2517-2524, 12 August,2015.

Communications:

Louiza Lazreg, Fatiha Dalache, Halima Zadi-Karam, Nour-Eddine Karam. Bactériocines

produites par Enterococcus sp ». 2ème colloque international en biotechnologie,

Université d’Oran, Algérie, 26-29 Avril 2010

Louiza Lazreg, Fatiha Dalache, Halima Zadi-Karam, Nour-Eddine Karam. Inhibitor

Potential of Lactic Acid Bacteria Isolated from Algerian Food. Balkan Agriculture

Congress, 08-11 Septembre 2014

Louiza Lazreg, Fatiha Dalache, Halima Zadi-Karam, Nour-Eddine Karam.

Caractérisation Génotypique de souches d’Enterococcus faecium à Potentiel

bactéricinogène isolées d’aliments algériens..1er Colloque International de la Biologie

Appliquée USTO_MB, 29 Novembre- 01 Décembre 2015

Sommaire Page

Introduction……………………………….……………………………….…………………… 1

1- Synthèse Bibliographique

1-1 Lait et Beurre traditionnel……………………………….………………………………….. 4

1-1-1 Lait……………………………….……………………………….………………………. 4

1-1-2 Microbiologie du lait cru……………………………….…………………………………. 5

1-1-3 Beurre traditionnel……………………………….……………………………….……… 6

1-1-4 Microbiologie du beurre……………………………….……………………………….…. 7

1-2 Bactéries lactiques…………………………………….……………………………….……. 8

1-2-1 Définition……………………………….……………………………….………………... 8

1-2-2 Caractéristiques générales……………………………….………………………………... 9

1-2-3 Habitat……………………………….……………………………….…………………… 9

1-2-4 Taxonomie et habitats des lactocoques et entérocoques …………………………………. 10

1-2-4-1 Lactococcus ……………………………….……………………………….…………... 12

1-2-4-2 Enterococcus …………………………………………………………………………… 13

1-2-5 Propriétés métaboliques d’intérêt technologie des entérocoques………………………… 15

1-2-5-1 Production d’acide……………………………….……………………………….…….. 16

1-2-5-2 Activité Protéolytique……………………………….………………………………….. 17

1-2-5-3 Activité lipolytique et estérasique ……………………………….…………………….. 17

1-2-5-4 Métabolisme du citrate et pyruvate……………………………….…………………….. 18

1-2-6 Application des entérocoques comme probiotiques………………………………………. 19

1-3 Activité antimicrobienne……………………………….……………………………….…... 20

1-3-1 Acides organiques………………………………….……………………………….…….. 20

1-3-2 Peroxyde d’hydrogène……………………………….…………………………………… 21

1-3-3 Diacétyle, acétaldéyde et acétoïne ……………………………….……………………… 22

1-3-4 Dioxyde de carbone……………………………….……………………………….……... 22

1-4 Bactéricocines et Entérocines ……………………………….……………………………… 23

1-4-1 Classification ……………………………….……………………………….……………. 24

1-4-2 Biosynthèse ……………………………….……………………………….……………... 29

1-4-3 Génétique et régulation ……………………………….……………………………….…. 31

1-4-4 Immunité ……………………………….……………………………….………………... 34

1-4-5 Mécanisme d’action ……………………………….……………………………….…….. 35

1-4-6 Spectre d’activité……………………………….……………………………….………… 37

1-5 Facteurs influençant la production de bactériocines ……………………………….……… 38

1-5-1 Souche bactérienne……………………………….……………………………….……… 39

1-5-2 Influence du pH……………………………….……………………………….………….. 39

1-5-3 Influence de la température ……………………………….……………………………… 40

1-5-4 Influence des milieux de culture……………………………….………………………… 40

1-6 Application des bactériocines dans l’industrie alimentaire ………………………………… 43

2 Matériel et Méthodes

2-1 Bactéries……………………………….……………………………….…………………… 45

2-2 Milieux de culture, conditions de croissance et conservation des bactéries……………… 45

2-3 Isolement des bactéries lactiques……………………………….…………………………... 46

2-3-1 Isolement de bactéries lactiques à partir du beurre traditionnel………………………… 46

2-3-2 Isolement des entérocoques à partir des échantillons de laits crus……………………… 46

2-4 Identification phénotypique des bactéries lactiques……………………………….………... 47

2-4-1 Caractérisation morphologique……………………………….…………………………... 47

2-4-2 Caractérisation physiologique……………………………….……………………………. 48

2-4-3 Caractérisation biochimique……………………………….……………………………... 49

2-5 Caractérisation moléculaire des bactéries……………………………….………………….. 49

2-5-1 Extraction de l’ADN……………………………….……………………………………... 50

2-5-2 Amplification de l’ADN des entérocoques par PCR…………………………………… 50

2-5-3 Electrophorèse sur gel d’agarose des produits de la PCR………………………………. 51

2-5-4 Analyse phylogénétique des bactéries……………………………….…………………… 52

2-6 Potentiel inhibiteur des bactéries lactiques……………………………….………………… 53

2-7 Détection de bactéries potentiellement bactériocinogenes………………………………….. 54

2-8 Caractérisation de la nature biochimique des métabolites antibactériens ………………….. 54

2-8-1 Sensibilité aux enzymes……………………………….……………………………….… 55

2-8-2 Effet de la chaleur……………………………….……………………………….……….. 56

2-8-3 Effet au pH……………………………….……………………………….………………. 56

2-9 Influence des milieux de cultures sur la production de métabolites antibactériens………… 56

2-9-1 Influence du tampon du milieu M17 ……………………………….……………………. 56

2-9-2 Influence de différentes concentrations de lait écrémé ajoutées au bouillon M17……….. 57

2-9-3 Influence des sucres ……………………………….……………………………….…….. 57

2-9-4 Influence des milieux M17 et MRS modifiés……………………………….…………… 57

2-10 Cinétique de croissance et de production de métabolites antibactériens………………… 58

2-11 Purification des bactériocines……………………………….……………………………... 58

2-11-1 Précipitation par le sulfate d’ammonium ……………………………….……………… 58

2-11-2 Chromatographie par filtration sur gel de sephadex G-25………………………………. 59

2-11-3 Chromatographie échangeuse d’ions……………………………….…………………… 60

2-11-4 Electrophorèse SDS-PAGE……………………………….……………………………... 61

3-Résultats et discussion

3-1 Isolement des bactéries lactiques……………………………….………………………… 64

3-2 Identification phénotypique des bactéries lactiques……………………………….……….. 65

3-3 Potentiel inhibiteur des bactéries lactiques……………………………….………………… 70

3-4 Détection de bactéries potentiellement bactériocinogènes………………………………….. 76

3-5 Caractérisation moléculaire des bactéries ……………………………….…………………. 82

3-5-1 Amplification de l’ADN des entérocoques……………………………….………………. 82

3-5-2 Analyse phylogénétique……………………………….……………………………….…. 83

3-6 Caractérisation de la nature biochimique des métabolites antibactériens………………… 89

3-6-1 Mise en évidence de l’activité inhibitrice dans le surnageant de culture ………………… 89

3-6-2 Sensibilité aux enzymes ……………………………….…………………………………. 93

3-6-3 Traitement par la chaleur……………………………….………………………………... 95

3-6-4 Effet de différents pH……………………………….……………………………….……. 97

3-7 Influence des milieux de culture sur la production de métabolites antibactériens………….. 103

3-7-1 Influence du tampon du milieu de culture……………………………….………………. 103

3-7-2 Influence de différentes concentrations de lait écrémé ajoutées au bouillon M17………. 107

3-7-3 Influence des sucres ……………………………….……………………………….…….. 111

3-7-4 Influence des milieux M17 et MRS modifiés……………………………….……………. 114

3-8 Cinétique de croissance et de production de bactériocines ………………………………… 117

3-9 Purification des bactériocines ………………………………………………………………. 125

3-9-1 Précipitation par le sulfate d’ammonium…………………………………………………. 125

3-9-2 Chromatographie par filtration sur gel de sephadex G-25………………………………. 126

3-9 -3 Chromatographie par échanges d’ions ……………………………….………………… 129

3-9-4 Détermination de la taille moléculaire des bactériocine par SDS-PAGE………………… 132

4 Conclusion……………………………….……………………………….…………………... 138

5 Références Bibliographiques

Annexe I

Annexe II

Liste des tableaux Page

Tableau 1: Classification de bactéries lactiques couramment utilisées dans le beurre et le

yaourt (Drain, 2016)

7

Tableau 2: Enterococcus et leur répartition en groupes d'espèces (Franz et al., 2006) 15

Tableau 3 : Classification des entérocines (Nes et al., 2007) 28

Tableau 4: Souches cibles utilisées 45

Tableau 5 : Echantillons utilisés et leurs origines 46

Tableau 6 : Composition du mélange réactionnel pour chaque réaction PCR 51

Tableau 7 : composition du gel d’agarose 52

Tableau 8 : Composition des gels de polyacrylamide 62

Tableau 9 : Composition du tampon de migration 62

Tableau 10 : Code des bactéries lactiques isolées à partir du beurre 64

Tableau 11: Code des bactéries lactiques isolées à partir du lait cru 63

Tableau 12 : Identification des bactéries lactiques à l’aide de galerie API 20 Strep 66

Tableau 13 : Identification des bactéries lactiques par caractérisation physiologique et à

l’aide de galeries d’identification API 20 Strep

67

Tableau 14: Inhibitions par les bactéries lactiques 77

Tableau 14 suite : Inhibitions par les bactéries lactiques 78

Tableau 15 : Diamètres des zones d’inhibition des bactéries-tests par les souches d’E

faecium

90

Tableau 16 : Diamètre d’inhibition de bactéries cibles par les extraits concentrés (EC) par

lyophilisation

91

Tableau 17: Effet des enzymes sur l’activité inhibitrice 94

Tableau 18: Diamètre d’inhibition des précipités de surnageant de culture d’Enterococcus

faecium BRO2 et LO12.

125

Liste des figures

Page

Figure 1: Position des genres Enterococcus, Lactococcus et Leuconostoc dans

l’arbre phylogénique des bactéries lactiques sur la base de séquences du gène de

l'ARNr 16S. (Holzapfel et al., 2001).

11

Figure 2 : Voie schématique montrant la relation métabolique entre citrate et

glucose (Cabral et al., 2007)

18

Figure 3: Classification universelle de bactériocines construite sur la base de (a)

système de classification originale pour les bactériocines de bactéries lactiques par

Klaenhammer (1993), et incorporant des éléments (b) de la classification révisée de

Cotter et al (2005)

25

Figure 4 : Présentation schématique de la biosynthèse de l’entérocine A. ( Ennahar

et al., 2000; Martínez et al., 2000; Drider et al., 2006)

30

Figure 5: Organisation des déterminants génétiques impliqués dans la synthèse des

bactériocines d’après Skaugen et al., (2003), Drider et al., (2006) et Franz et al.,

(2007).

32

Figure 6: Mode d’action des bactériocines produites par des bactéries lactiques

(Martínez et al.,2000; Cotter et al., (2005); Breukink et De Kruijff., 2006).

36

Figure 7: Effet inhibiteur des isolats du beurre vis-à-vis de la souche Enterococcus

faecium H3 selon la méthode de Fleming et al. (1975)

70

Figure 8: Inhibition des bactéries cibles par les isolats de lait cru 71

Figure 9: Inhibition de bactéries cibles par les souches isolées du beurre et de la

collection du laboratoire

73

Figure 10 : Inhibition d’E. faecium H3 par les ouches E.feacium BRO2, LO4 et

LO12

76

Figure 11 : Inhibition d’Pseudomonas sp par les ouches E. feacium BRO2, LO4 et 76

LO12

Figure 12 : Interactions des souches de L. lactis ssp lactis vis-à-vis des bactéries

cibles

79

Figure 13 : Interaction des souches d’Enterococcus vis-à-vis des bactéries cibles 79

Figure 14 :Gel d’électrophorèse des produits PCR. 83

Figure 15 : Alignement de la séquence partielle de l’ARN 16S de la souche BRO2

sur la séquence de l’ARN 16S de la souche de référence d’E. faecium JCM 5804

84

Figure 16 : Alignement de la séquence partielle de l’ARN 16S de la souche LO4


85

Figure 17 : Alignement de la séquence partielle de l’ARN 16S de la souche LO12


86

Figure 18: Arbre phylogénétique construit par la méthode Neighbor-joining

utilisant des séquences 16SrRNA des souches (LO4, LO12 et BRO2) et des

séquences 16SrRNA de 12 souches d’espèces connues d’Enterococcus. L’arbre a

été répété 100 fois.

87

Figure 19 : Effet des enzymes sur le surnageant de culture d’ E faecium LO12. 94

Figure 20 : Activité inhibitrice résiduelle des substances des souches E feacium

BRO2, LO4 et LO12 vis-à-vis d’ E faecium H3.

96

Figure 21: Effet du pH sur l’activité inhibitrice des souches d’E faecium vis-à-vis

d’E.

faecium H3

98

Figure 22: Influence du tampon du milieu de culture sur la production de

métabolites antibactériennes par E. faecium BRO2.

104


métabolites antibactériennes par E. faecium LO4.

104


métabolites antibactériennes par E. faecium LO12.

105

Figure 25 :Influence de la concentration de lait écrémé additionné au milieu de

culture sur la production de métabolites antibactériennes par E.faecium BRO2.

108


culture sur la production de métabolites antibactériennes par E.faecium LO4.

108


culture sur la production de métabolites antibactériennes par E.faecium LO12.

109

Figure 28 : Influence des sucres du milieu de culture sur la production de

métabolites antibactériens par E. faecium BRO2

111


métabolites antibactériens par E. faecium LO4

112


métabolites antibactériens par E. faecium LO12

112

Figure 31 : Influence du M17 et du MRS modifiés sur la production de métabolites

antibactériennes par E.faecium BRO2

114

Figure 32 : Influence du M17 et du MRS modifiés sur la production de métabolites

antibactériennes par E.faecium BRO2

115

Figure 33 : Cinétique de croissance et de production de bactériocines d’E. faeciu

BRO2

118

Figure 34 : Cinétique de croissance et de production de bactériocines d’E. faecium

LO12

118

Figure 35 : Vitesse spécifique de croissance et de production de bactériocines

d’E.faecium BRO2

119

Figure 36 : Vitesse spécifique de croissance et de production de bactériocines

d’E.faecium LO12

120

Figure 37 : Chromatographie gel filtration de la fraction active FA1 BRO2 sur 127

Séphadex G-25

Figure 38 : Chromatographie gel filtration de la fraction active FA1 LO12 sur

Séphadex G-25

127

Figure 39 : Activité antibactérienne des fractions collectées après filtration sur

chromatographie gel filtration (Sephadex G-25)

128

Figure 40: Chromatographie échangeuse d’ions de la fraction active FA2 BRO2 sur

DEAE-cellulose éluée par divers tampons.

129

Figure 41: Chromatographie échangeuse d’ions de la fraction active FA2 LO12 sur

CM-Séphadex C-25 éluée par un gradient continu de NaCl 0 M à 0,1 M et de 0,1 M

à 1 M.

130

Figure 42 : Activité inhibitrice des fractions obtenues par chromatographie

échangeuse de cations (CM-SéphadexC-25)

131

Figure 43 : Electrophorèse sur gel de polyacrylamide des fractions actives BRO2. 132

Figure 44 : Courbe de calibration SDS PAGE 133

Figure 45 : Analyse électrophorétiques des fractions actives LO12. 134

Abréviations

ADN : Acide désoxyribonucléique

ARN Acide ribonucléique

BLIS : Bacteriocin Like Inhibitory substances

°C: Degré celsius

CM:CarboxyMethyl

D : Dextrogyre

Da : Dalton

DEAE: DiEthylAminoEthyl

DO : Densité Optique

E: Enterococcus

EDTA: Acide Éthylène Diamine Tétracétique

FAO: Food Agriculture Organisation (Organisation des nations Unies pour l’agriculture et

l’alimentation)

g: Gramme

h : heure

HCl: Acide Chloridrique

ICMSF : International Commision on Microbiological Specification for Food

(Commission internationale pour la définition des caractéristiques microbiologiques

des aliments)

kDa Kilodalton

L: Lactococcus

L : Levogyre

nm : Nanomètre

PCR: Polymerase Chain reaction

pH: Potentiel Hydronium

Tr/min : Tours par minute

UA/ml Unité Arbitraire /ml

µl microlitre

µm : micromètre

UFC : Unité Formant Colonies

Résumé

Les bactéries lactiques sont impliquées dans de nombreux processus de transformation

alimentaire grâce à leurs propriétés technologiques. Elles produisent aussi différentes

substances à activité antimicrobienne exploitées comme conservateurs biologiques. Ce

travail a porté sur l’étude du potentiel bactériocinogène de souches isolées d’aliments

locaux. Les souches de bactéries lactiques isolées du lait cru et du beurre de fabrication

traditionnelle sont phénotypiquement identifiées à L. lactis, L. cremoris, E. faecium, E.

faecalis, L. garviae, E. durans et Enterococcus sp. L’évaluation du potentiel inhibiteur de

ces bactéries lactiques montre que les souches E. faecium BRO2, LO4 et LO12 sont

bactériocinogènes vis-à-vis de Pseudomonas sp, Proteus mirabilis et E. faecium. L’analyse

phylogénétique des souches bactériocinogènes confirme leur identification à E. faecium.

La sensibilité des métabolites antibactériens aux enzymes protéolytiques et leur résistance

à la chaleur et aux différents pH confirme le potentiel bactériocinogène d’E. faecium

BRO2, LO4 et LO12. La production de ces bactériocines nommées entérocines (BRO2,

LO4, LO12) est significativement améliorée en bouillon M17 tamponnée par du tampon

phosphate de sodium par comparaison aux autres tampons testés. L’ajout de lait écrémé au

bouillon M17 augmente significativement la production de l’entérocine LO12. Dans ce

bouillon, la production des entérocines BRO2 et LO4 est aussi améliorée sans être

statistiquement significative. Le glucose par comparaison aux autres sucres testés est le

sucre le plus approprié à la production de ces bactériocines. Le bouillon M17 modifié

permet de produire plus de bactériocines BRO2 et LO12 que le bouillon M17 ou MRS ou

Lait. Les entérocines BRO2 et LO12 sont des métabolites secondaires, thermostables et

cationiques. L’analyse par électrophorèse SDS-PAGE a révélé que l’entérocine BRO2 a

une taille moléculaire comprise entre 5700 à 6900 Da.

Mots clés : Bactéries lactiques, potentiel inhibiteur, bactériocinogène, phylogénétique,

E. faecium, entérocines, M17 modifié, cationiques, métabolite, taille moléculaire.

ABSTRACT

The lactic acid bacteria are involved in numerous processes of food transformation thanks

to their technological properties. They produce so various substances with antimicrobial

activity exploited as bio-preservatives. This work concerned the study of the

bacteriocinogenic potential of isolates from local food. The lactic acid bacteria isolated

from raw milk and traditional manufacturing butter are phenotypically identified as L.

lactis, L. cremoris, E. faecium, E. faecalis, L. garviae, E. durans and Enterococcus sp. The

evaluation of the inhibitory potential of these lactic acid bacteria shows that E. faecium

BRO2, LO4 and LO12 strains are bacteriocinogenic towards Pseudomonas sp, Proteus

mirabilis and E. faecium. The phylogenetic analysis of bacteriocinogenic strains confirms

their identification to E. faecium. The sensibility of the antibacterial metabolites to

proteolytic enzymes and their resistance at various pH and heat treatment confirms the

bacteriocinogenic potential of E. faecium BRO2, LO4 and LO12. The production of

enterocins (BRO2, LO4, LO12) is significantly improved in broth M17 buffered with

sodium phosphate. The addition of skimmed milk to the M17 broth increases significantly

the production of the enterocin LO12. In this broth, the production of enterocins BRO2 and

LO4 is also improved without being statistically significant. The glucose seems to be the

most suitable sugar to improve the production of these bacteriocins. The modified M17

broth allows to produce more of bacteriocins BRO2 and LO12 than the M17 or MRS broth

or Milk. Enterocins BRO2 and LO12 are secondary metabolites, thermosatbles and

cationics. The analysis by SDS-PAGE revealed that the enterocin BRO2 has a molecular

size between 5700 to 6900 Da.

Keywords: Lactic acid bacteria, Inhibitory potential, bacteriocinogenic, phylogenetic, E.

faecium, enterocin.

الملخص

في العديد من عمليات تحويل األغذية بفضل خصائصها التكنولوجية. وهي تنتج مواد اللبنتشارك بكتيريا حمض

سالالت ات عزليإمكان كمواد حافظة حيوية. تناول هذا البحث دراسة تستعملمختلفة جدا ذات نشاط مضاد للميكروبات

المعزولة من الحليب الخام والزبدة التقليدية في اللبن كتريا حمضاألغذية المحلية. تم تحديد ب من لبكتريوسين منتجة

التصنيع

L. lactis, L. cremoris, E. faecium, E. faecalis, L. garviae, E. durans and Enterococcus sp.

E. faecium BRO2 ،LO4 E. faeciumبإختيار لنا سمح مثبطة مواد إنتاج اللبن . تقييم إمكانية بكتيريا حمض

L012 E. faecium

. .Pseudomonas sp, Proteus mirabilis and E. faecium مثبطة لبكتريوسين منتجة السالالت هذه

ت الحموضة والمعالجة امختلف درجل ةلالنزيمات ومقاومل حساسة أنها على المنتجة المواد المثبطة تحاليل أثبتت

مع فوسفات M17( بشكل ملحوظ في مرق BRO2 ،LO4 ،LO12) بكتريوسين الحرارية . تم تحسين إنتاج

في هذا المرق، إنتيروسين. LO12يزيد بشكل كبير من إنتاج M17الصوديوم. إضافة الحليب منزوع الدسم إلى مرق

أيضا دون أن تكون ذات داللة إحصائية. ويبدو أن الجلوكوز هو السكر LO4و BRO2بكتريوسينيتم تحسين إنتاج

من LO12و BRO2بكتيريوسين إنتاج لزيادت المعدلة M17. يسمح مرق بكتريوسين لتحسين إنتاج هذهاألنسب

موجبة. كشف شحنة ذات هي األيض الثانوية، LO12و BRO2 بكتريوسين . أو الحليب MRSأو M17مرق

Da 6900حتي 5700جزيئي بين لديه حجم BRO2 األنتيروسين SDS-PAGEالتحليل

: ئيسيهر كلمات ; اللبنبكتيريا حمض ; مضاد للميكروبات سالالت ;بكتريوسين; Enterococcus ; األغذية مرق

M17 المعدلة

Introduction

Introduction

1

De nos jours les aliments de fabrication traditionnelle sont toujours appréciés par quelques

consommateurs. L’excès d’aliments et la nécessité de les consommer pour survivre

pendant l’hiver et les périodes de sécheresse menèrent l’homme à utiliser depuis longtemps

et empiriquement des procédés de conservation. Ces aliments transformés par nos ancêtres

sont à l’origine des produits des industries alimentaires actuelles. La fermentation avec les

procédés de séchage et de salage, est la plus ancienne des méthodes de conservation des

aliments, elle est ancrée dans les cultures traditionnelles et la vie des villageois (Marshall

et Meijia, 2012).

Certains micro-organismes comme les bactéries lactiques, les moisissures et les levures ont

largement été exploités dans les fermentations alimentaires (Giraffa, 2004). Ils sont

responsables de nombreuses propriétés d’aliments fermentés tels que la flaveur, la durée de

vie, la texture et les effets bénéfiques sur la santé (Giraffa, 2004). La production

d’aliments fermentés est basée sur l’utilisation de ferments, par exemple les bactéries

lactiques qui initient rapidement l’acidification de matières premières (Leroy et DeVuyst,

2004). Ces bactéries acidifient les aliments, générant un goût d’acide lactique piquant,

exerçant des activités protéolytiques et lipolytiques et produisant des composés

arômatiques, par exemple à partir d’acides aminés, en plus de la bioconversion (Van

Kranenburg et al., 2002). Ces ferments ont été isolés et caractérisés à partir d’aliments

transformés par des procédés ancestraux.

Les bactéries lactiques sont économiquement importantes car elles sont largement utilisées

dans les denrées alimentaires et les aliments fermentés. Elles produisent différentes

substances à activité antimicrobienne qui peuvent être utilisées comme bio-conservateurs

(Centeno et al., 1996). L’effet antimicrobien de ces bactéries à travers le processus de

fermentation a été apprécié par l’homme et lui a permis de prolonger la durée de vie de

plusieurs aliments (Savadogo et al., 2004). Les bactéries lactiques sont présentes dans de

nombreux produits alimentaires et elles sont essentielles dans de nombreux processus de

transformation alimentaire conduisant à des changements dans la texture, la saveur et la

conservation des produits fermentés. La capacité de ces bactéries à inhiber la croissance

d'autres bactéries est connue depuis de nombreuses années. Les substances responsables de

cette activité inhibitrice comprennent des acides organiques, le diacétyle, le peroxyde

Introduction

2

d'hydrogène, des agents lytiques, et les bactériocines (Tagg et al .,1976).

Les deux dernières décennies ont connu une recherche intensive sur les produits

antimicrobiens naturels synthétisés par des bactéries lactiques qui peuvent être utilisés

comme conservateurs alimentaires à la place de conservateurs chimiques (Gautam et al.,

2014). Le principal effet antimicrobien de ferments lactiques responsable de bio-

conservation est le taux d’acidification. Cependant pour les produits légèrement acidifiés,

l’activité bactériocinogène peut jouer un rôle crucial pour éliminer les micro-organismes

indésirables qui montrent une tolérance à l’acidité (Šušković et al., 2010).

Actuellement, les bactériocines ont attiré l'attention en tant que substituts potentiels, ou en

tant que thérapie combinée utilisant des composés antimicrobiens en raison de leur

puissante activité, leur stabilité et une faible toxicité pour les humains (Joerger, 2003 ;

Hassan et al., 2012; Amer Eglal et al., 2014). Plusieurs bactériocines de bactéries à Gram

positif ont moyennement un large spectre et ont un grand potentiel comme agents

antimicrobiens dans les aliments et production de nourriture (Nigutova et al., 2005). Elles

sont fréquemment retrouvées comme métabolites secondaires, produits par une variété de

micro-organismes tels que les bactéries à Gram-positif du genre Streptomyces, bactéries

lactiques et Bacillus (Klaenhammer, 1988). Les bactériocines sont largement utilisées en

sciences alimentaires pour prolonger la durée de conservation (Ghrairi et al., 2012). Elles

inhibent les infections par les pathogènes chez les animaux (Van Heel et al., 2011). Les

industries pharmaceutiques et les sociétés médicales tentent de les utiliser comme

traitement de cancers malins (Lancaster et al., 2007).

Dans cette étude nous nous sommes intéressés à étudier le potentiel bactérioicinogène des

entérocoques. En effet, les entérocoques connaissent un intérêt croissant quant à leur

utilisation comme producteurs de bactériocines et aussi en tant que probiotiques. Dans

certains fromages, la croissance des entérocoques contribue à la maturation et le

développement de la saveur des aliments (Konings et al., 2000). Les entérocoques sont

souvent utilisés comme probiotiques améliorant l'équilibre microbien de l'intestin ou

comme un agent bénéfique dans le traitement de la gastro-entérite chez les humains et les

animaux (Stiles et Holzapfel, 1997). Plusieurs entérocoques d'origine alimentaire

produisent des bactériocines qui exercent une activité anti Listeria (Laukov et Marekova,

2001).

Introduction

3

L’utilisation de substances antimicrobiennes produites par les bactéries traditionnellement

utilisées dans la fabrication d’aliments a été intensément étudiée comme moyen

d’amélioration des barrières microbiennes dans les aliments formulés et peu transformés

(Garver et Muriana, 1993). L’aliment fermenté a été identifié comme l’une des sources

importantes de souches productrices de bactériocines (Noojaree Sonsa-Arda et al ., 2015).

De nombreux travaux s’intéressent à la caractérisation de ferments lactiques des produits

dérivés du lait tel que le fromage traditionnel. Cependant le beurre ne fait l’objet que de

peu de travaux en raison de la recrudescence de sa consommation dans les régions

mondaines dont les populations sont en quête de manger moins gras. En région rurales le

beurre de fabrication traditionnelle est très apprécié par les consommateurs. Au beurre

s’ajoute le lait cru qui est la matière première du beurre. Ce dernier est obtenu par

fermentation spontanée du lait cru. Les bactéries lactiques du beurre ou du lait cru (la

matière première des aliments dérivés du lait) sont des ferments empiriques. Il est

intéressant d’étudier ces bactéries lactiques indigènes et de caractériser leur bactériocines.

Dans ce contexte, le Laboratoire de Biologie des Micro-organismes et Biotechnologie

s’intéresse à caractériser des souches isolées de lait de chamelle collecté dans la région de

Timimoun (Karam, 1995 ; Zadi-Karam, 1998) et à étudier le potentiel bactériocinogène

ainsi que la caractérisation de bactériocines de bactéries lactiques isolées d’aliments locaux

(Dalache, 2006 ; Merzoug et al., 2016).

Ce travail de thèse est orienté vers le potentiel bactériocinogène de bactéries lactiques

indigènes isolées de beurre de fabrication traditionnelle et de lait cru. Dans ce contexte,

notre travail à consister à isoler à partir d’échantillons locaux de beurre et de lait cru des

souches de bactéries lactiques indigènes particulièrement les lactocoques et les

entérocoques. Parmi ces derniers, les souches à potentiel bactériocinogène ont été

caractérisées à l’échelle moléculaire. Les métabolites antibactériens ont été caractérisés par

détermination de leur nature et propriétés biochimiques. L’influence de la composition du

milieu de production a été aussi étudiée.

Synthèse Bibliographique


4

1-1 Lait et Beurre traditionnel

1-1-1 Lait

Le lait est le produit élaboré par les glandes mammaires des femelles de mammifères après

la naissance du jeune. En 1909, le congrès international de la répression des fraudes défini

le lait comme étant le produit intégral de la traite totale et interrompue d’une femelle

laitière bien portante, bien nourrie et non surmenée. Il doit être recueilli proprement et ne

pas contenir de colostrum.

Selon le CODEX STAN 206 (1999), le lait est la sécrétion mammaire normale d’animaux

de traite obtenue à partir d’une ou de plusieurs traites, sans rien y ajouter ou en soustraire,

destiné à la consommation comme lait liquide ou à un traitement ultérieur. Il est décrit

comme étant un liquide opaque blanc mat, légèrement bleuté ou plus au moins jaunâtre à

l’odeur peu marquée et au gout douceâtre, secrété après parturition par la glande

mammaire des animaux mammifères femelles pour nourrir leur nouveau-né.

Le lait est un aliment riche et complet. C’est le premier aliment que consomme un

nouveau-né chez les mammifères. En raison de ses propriétés nutritives, de sa teneur en

vitamines et en minéraux en particulier le calcium le lait ainsi que ses dérivés, ont toujours

été appréciés et largement consommés dans le monde. Selon la FAO 2016, la

consommation moyenne de lait par habitant en Afrique du Nord est de 30 à 150 kg/

habitant/ an. Le lait de vache est de tous le plus connu et les données qui le caractérisent

sont sans doute les plus exactes. La vache assure de loin la plus grande part de la

production mondiale (90 pour cent) même en pays tropicaux (70 pour cent) (FAO, 1990).

Il est logiquement aussi le produit laitier le plus consommé et étudié en nutrition humaine.

En Algérie, le lait occupe une place importante dans la ration alimentaire de chacun, quel

que soit son revenu. Ainsi, pour 1990, on estime que le lait a compté pour 65,5 % dans la

consommation de protéines d’origine animale, devançant largement la viande (22,4 %) et

les œufs (12,1 %) (Amellal, 1995). En 2014, la consommation moyenne de lait en Algérie

est de 130 litres par personne par an, se classant parmi les plus gros consommateurs de lait

au monde. D’après Souki (2009), l’Algérie est le deuxième importateur de lait et dérivés

après le Mexique (la croissance des importations laitières s’élève à 57 % en moyenne par

an entre 1996 et 2004.


5

1-1-2 Microbiologie du lait cru

La riche composition du lait fait de lui un milieu de culture favorable à la croissance de

nombreux micro-organismes. L’activité d’eau élevée, le pH modéré (pH 6,4 - 6,6) et

l’approvisionnement suffisant en nutriments font du lait un excellent milieu.

La composition de la flore microbienne du lait cru est fonction des conditions d’hygiène

lors de la traite, et de l’état de santé de l’animal. La flore du lait cru est composée

d’espèces de contamination provenant de l'étable, de l’alimentation, la surface du trayon ou

de l’équipement laitier (Cousin, 1982). Trois sources contribuent à la présence de micro-

organismes dans le lait : le pis intérieur du trayon extérieur, son environnement immédiat

et l'équipement de traite et de la manutention du lait (Adams et Moss, 2008).

La prise aseptique de lait à partir d’une vache saine contient normalement un faible nombre

de micro-organismes, typiquement moins 102_103 UFC/ml (Adams et Moss, 2008).

Généralement, un nombre élevé de bactéries lactiques peuvent être trouvées dans le lait

cru. Elles appartiennent aux genres Lactococcus, Lactobacillus, Leuconostoc,

Enterococcus, Streptococcus (Richter et al., 1992).

Les microorganismes couramment isolés sont les microcoques, streptocoques et

diphteroides. Les dénombrements de Corynebacterium bovis sont fréquemment élevés due

à la mammite, maladie inflammatoire du tissu mammaire lequel est la cause majeure de la

perte économique en industrie laitière (Adams et Moss, 2008). D’autres bactéries à Gram

positif comme Bacillus, Microbacterium, Micrococcus, Staphylococcus et des bactéries à

Gram négatif telles que Pseudomonas, Aeromonas, Acinetobacter, Stenotrophomonas et

Chryseobacterium ainsi que plusieurs entérobactéries tel Enterobacter, Hafnia et

Klebsiella sont aussi fréquemment trouvés dans le lait cru. Entre les bactéries, quelques

genres de levures comme Candida, Kluyveromyces et Pichia ont aussi été isolés (Fleet;

1990; Delavenne et al., 2011; Quigley et al., 2011).

Petersen et al (2002), ont montré que les levures et les moisissures peuvent contaminer le

lait et le fromage et contribuent à la maturation de fromages.


6

1-1-3 Beurre traditionnel

Le beurre est un produit gras dérivé exclusivement du lait et/ou de produits obtenus à partir

du lait, principalement sous forme d’une émulsion du type eau-dans-huile (FAO, 2011).

La FAO décrit le beurre comme étant un produit gras dérivé exclusivement de la crème, du

lait, ou sous-produits laitiers. En plus de la graisse du lait, le beurre contient des solides

non gras du lait, de l'eau et, parfois, des additifs. A la différence du lait et de la crème, où

les globules de graisse sont dispersés dans la phase aqueuse, le beurre bien travaillé est

constitué d'eau dispersée dans la graisse.

La phase continue est constituée de matière grasse du lait dans lequel des gouttelettes

aqueuse, certains globules gras et de minuscules bulles d'air sont répartis uniformément. En

termes plus pratiques, le beurre est une pâte grasse. Il est doux et tartinable à température

ambiante et plus difficile si elle est froide. Il a une saveur douce légèrement acide.

Le beurre traditionnel est un produit ancestral, connu depuis la nuit des temps dans de

nombreuses civilisations. Parmi les dérivés du lait, le beurre est le moins consommé. Sa

riche teneur en matières grasses en est la cause. En Algérie, le beurre de fabrication

traditionnelle est appelé Zebda et est obtenu à partir de lait fermenté appelé ‘’Raib’’. Les

étapes d’obtention de ce beurre se résument en :

-fermentation spontanée du lait cru : le lait cru est transformé en petit lait (‘’Raib’’) à une

température ambiante. En hiver la fermentation se déroule pendant 2 à 3 jours, alors qu’elle

ne dure qu’une journée en été.

-le barattage : le petit lait est agité fortement dans un contenant (auparavant ‘’chakwa’’)

jusqu’à formation de globules gras. Ces globules étant de faible densité sont récupérés à la

surface.

On distingue deux sortes de beurres, le beurre frais qui correspond à la matière grasse

récupérée après barattage dont la structure est molle en raison de la forte concentration en

eau et le beurre conservé appelé ‘’smen’’ qui a été additionné de sel afin de pouvoir le

conserver.


7

1-1-4 Microbiologie du beurre

La composition de la flore du beurre traditionnel, dépend non seulement de la qualité

microbiologique du lait cru, mais aussi des ustensiles utilisées lors de la fermentation du

lait et lors du barattage. Il peut contenir des bactéries lactiques, des levures et des

moisissures.

Les genres et espèces de bactéries lactiques participant dans la fabrication du beurre sont

des bactéries mésophiles par comparaison aux ferments utilisés en fromagerie (Tableau 1).

Tableau 1: Classification de bactéries lactiques couramment utilisées dans le beurre

et le yaourt (Drain, 2016)

Mésophiles (Croissance à 25-30°C)

Utilisées pour fabriquer par exemple le beurre

et les fromages

Thermophiles (Croissance à 38°C- 45°C)

Utilisées pour fabriquer par exemple le

yaourt ou fromages durs

Types de ferments

• -Type O :

• L. lactis ssp. lactis

• L. lactis ssp. Cremoris

• Produisent principalement de l'acide

lactique à partir du lactose

• Type D

• Plus Type O ;

• L. lactis ssp. lactis biovar

diacetylactis comme producteur

flaveur (ex : diacétyle)

• Type L

• Plus Type O ;

• Ln mesenteroides ssp.

mesenteroides comme producteur de

flaveur (ex : diacetyl, acide acetique)

• Type LD

• Combinaison de type L et D

Exemples :

• Str. salivarius ssp. thermophilus

(Produit de l'acide lactique à partir

du lactose)

• Lb. delbrueckii ssp. bulgaricus

(produit l’acide lactique, aussi bien

que des composés de flaveur

donnant au yaourt son goût et son

arôme

• Lb. acidophilus

• Bifidobacterium animalis


8

En Europe continentale la plupart des beurres traditionnels sont fabriqués à partir de crème

fraîche en utilisant des cultures de démarrage et une phase aqueuse à pH avoisinant 4,6. La

microflore du beurre dérive principalement de la crème utilisée (ICMSF).

La qualité microbiologique de la crème séparée dans la ferme diffère considérablement de

la crème fraîche séparée dans une usine de produits laitiers. Par exemple lorsque la crème

est maintenue dans une ferme pendant une semaine dans des conditions d'hygiène

déplorables et sans réfrigération, l’acidification (la croissance de Lactococcus lactis et

d'autres micro-organismes indésirables) peut avoir eu lieu, la croissance des levures et

moisissures (Geotrichum candidum) peut être abondante et des bactéries à Gram négatif

aérobies (membres des genres Pseudomonas, Alcaligenes, Acinetobacter / Moraxella et

Flavobacterium) peuvent avoir proliféré, entraînant des changements protéolytiques et

lipolytiques (Foster et al., 1957).

1-2 Bactéries lactiques

1-2-1 Définition

Les bactéries lactiques constituent un groupe hétérogène de microorganismes transformant

les hydrates de carbone en acide lactique, d’où leur nom de bactéries. Elles ont été

découvertes en 1782 par le chimiste suédois Scheele (in Thonart, 1997). C’était en 1919

qu’Orla-Jensen a défini pour la première fois le groupe des bactéries lactiques.

Ce groupe réunit plusieurs genres de différentes morphologies ayant pour caractère

commun leur capacité à fermenter le lactose en produisant de l’acide lactique. Ces

bactéries ont été l’un des groupes bactériens les plus utilisés en raison de leurs larges

applications industrielles. Le groupe de bactéries lactiques contient principalement des

souches de Lactobacillus, Weissella, Carnobacterium, Streptococcus, Enterococcus,

Lactococcus, Vagococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, et Tetragenococcus.

Elles sont impliquées dans un grand nombre de fermentations spontanées de produits

alimentaires (Stiles et Holzapfel, 1997).


9

1-2-2 Caractéristiques générales

Les bactéries lactiques sont des procaryotes hétérotrophes et chimio organotrophes (in De

Roissart, 1986). Elles sont à Gram positif, non sporulantes, non mobiles, anaérobies mais

aérotolérantes et ne possèdent pas de catalase (certaines souches possèdent une

pseudocatalase), de nitrate réductase, ni de cytochrome oxydase.

Toutes les bactéries lactiques possèdent un métabolisme fermentaire leur permettant, en

utilisant des sucres fermentescibles, de produire principalement de l’acide lactique mais

aussi d’autres acides organiques (acide acétique, acide formique.). Certaines espèces ou

certaines souches peuvent en outre produire de l’acide formique ou de l’acide succinique

(De Roissart et Luquet., 1994).

Toutes les bactéries lactiques en utilisant les glucides, peuvent produire soit de :

- l’acide lactique exclusivement (bactéries homolactiques strictes),

- l’acide lactique et de l’acide acétique (bactéries hétérolactiques facultatives),

- l’acide lactique, de l’acide acétique ou de l’éthanol et du CO2 (bactéries hétérolactiques

strictes).

La plupart des bactéries lactiques sont mésophiles; certaines sont psychrotolérantes ou

thermotolérantes. Elles se développent majoritairement à des pH compris entre 4 et 6,5 et

certaines sont encore actives à pH 9,6 ou à pH 3,2. Elles ont des tolérances très variables

vis-à-vis du sel (Dalie-Doguiet, 2010).

1-2-3 Habitat

Les bactéries lactiques sont ubiquistes, Elles colonisent de nombreux produits alimentaires

comme les produits laitiers, la viande, le poisson, les végétaux et les céréales (Drouault et

al., 2001 ; Dortu, 2008). Ces bactéries vivent en association avec un hôte, tel que

l’Homme ou l’animal, dans un écosystème bactérien comme le tractus gastro-intestinal ou

génital des mammifères (Klein et al., 1998). Elles peuvent être isolées de nombreuses

sources, elles sont largement retrouvées à la surface de nombreux aliments crus et sont par

conséquent retrouvées aussi comme contaminants environnementaux lors de la fabrication

d’aliments et donc régulièrement dans les aliments produits. Elles sont aussi présentes dans

le tractus intestinal de l’homme et des animaux et par conséquents dans les fèces, par

lesquelles ces bactéries sont véhiculées et distribuées.


10

1-2-4 Taxonomie et habitats des lactocoques et entérocoques

Depuis la découverte des bactéries lactiques, leur classification a connu plusieurs

modifications. En 1919 Orla Jensen rassembla les membres des bactéries lactiques dans un

même groupe. Les caractères considérés étaient le type de Gram, l’immobilité, l’absence

de spores, la forme allongée ou sphérique et la fermentation des sucres en acide lactique

(Stiles et Holzapfel, 1997). Lancefield en 1933, proposa une classification basée sur la

différentiation sérologique entre les bactéries du groupe. En 1937, Sherman classa les

bactéries lactiques en fonction de leurs caractéristiques physiologiques.

Dans la pratique, les caractéristiques phénotypiques et biochimiques de l'identification

systématique des isolats peuvent ne pas être suffisantes pour attribuer définitivement une

souche à une espèce particulière. Actuellement avec la disponibilité de la technologie

rapide et automatique du séquençage de l'ADN, le séquençage direct du gène ARNr 16S a

émergé comme une méthode puissante et relativement facile permettant en une seule étape

la classification (Axelsson, 2004).

La classification s’appuie sur des données moléculaires comme la comparaison des

séquences codant pour les ARN16S ribosomiques. Carl Woese a montré que la séquence

de l'ARNr 16S est un marqueur phylogénétique utile présent chez tous les procaryotes du

monde (Woese et Fox, 1977). Le gène de l'ARNr 16S est fortement conservé, mais

contient également des régions variables avec des séquences de signature spécifiques à

l'espèce. Les bases de données publiques offrent une énorme quantité de données sur les

séquences du gène ARNr 16S ainsi que des données de qualité contrôlée qui sont

disponibles dans plusieurs bases de données (De Santis et al., 2006 ; Pruesse et al., 2007;

McDonald et al., 2012).

Parmi les bactéries largement étudiées et exploitées les bactéries lactiques se trouvent dans

deux embranchements distincts, à savoir le phylum des Firmicutes et Actinobactéries.

Dans le phylum des Firmicutes les genres les plus importants de bactéries lactiques sont

Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Streptococcus et

Weissella. Ces genres appartiennent à l'ordre des Lactobacillales et ont un contenu en GC

faible (31-49%). au sein du phylum des Actinobactéries, les bactéries lactiques appartenant

au genre Bifidobacterium ont une teneur élevée en GC (58- 61%) (Klaenhammer et al.,

2005).


11

En plus des genres Enterococcus, Lactococcus et Leuconostoc (Figure 1), les bactéries

lactiques importantes dans les aliments appartiennent aux genres Carnobacterium,

Lactobacillus, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus et

Weissella (Doyle et al., 2013).

Figure 1: Position des genres Enterococcus, Lactococcus et Leuconostoc dans l’arbre

phylogénique des bactéries lactiques sur la base de séquences du gène de l'ARNr 16S.

(Holzapfel et al., 2001).

Les nouveaux outils pour l’identification et la classification des bactéries lactiques

remettent couramment et/ou complètent en cause les méthodologies traditionnelles basées

sur les caractères phénotypiques. Ainsi, l'ancien genre Streptococcus a été divisé en trois

genres: Enterococcus (E.), Lactococcus (L.) et Streptococcus sensu stricto (Alexander et

al., 2001; Zongzhi et al., 2008). Par la suite, certaines bactéries lactiques, ressemblant à

des lactocoques, ont été suggérées pour former un genre distinct, Vagococcus (V.) (Aly et

al., 2004).


12

Les genres Lactobacillus, Leuconostoc et Pediococcus sont restés largement inchangés,

mais certaines bactéries lactiques en forme de bâtonnets, auparavant incluses dans

Lactobacillus, forment le genre Carnobacterium (C.) (Elliot et al., 1991), et les anciennes

espèces Pediococcus halophilus ont été hissées au niveau du genre, formant le genre

Tetragenococcus (T.) (Facklam et al., 1998).

Dans ce travail nous nous sommes intéressés à l’étude de deux genres à savoir Lactococcus

et Enterococcus.

1-2-4-1 Lactococcus

Les lactococoques sont des cocci en paires ou en chaînes, Gram+, non mobiles, catalase

négative, non sporulés et anaérobies facultatifs appartenant au groupe des bactéries

lactiques. Ils ont une température optimale de croissance de 30°C et peuvent survivre à

10°C mais ne peuvent pas croitre à 45°C. Ce genre comprend 5 espèces ; L. lactis, L.

garvieae, L. piscium, L. plantarum et L. raffinolactis et une nouvelle espèce nommée L.

chungangensis (Cho et al., 2008 ; Tanigawa et al., 2010). Cette dernière a été isolée pour

la première fois à partir de mousse de boue (Cho et al., 2008).

Dans l’industrie alimentaire, certaines souches de Streptococcus et Lactococcus sont

utilisées notamment comme agent d’acidification et de coagulation lactique en fromagerie,

en salaison et dans la fabrication de yaourts (Thu, 2008). Les lactocoques sont étroitement

associés aux produits laitiers, mais seul Lactococcus lactis est actuellement utilisé dans la

technologie laitière (Thu, 2008). Lactococcus lactis est le principal constituant de

beaucoup de cultures starter industrielles et artisanales utilisées pour la fabrication d'une

large gamme de produits laitiers fermentés, y compris le lait acidifié et les fromages frais et

doux (Vlieg et al., 2006).

Cette espèce est subdivisée en L. lactis ssp. cremoris, L. lactis ssp. hordniae, L. lactis ssp.

lactis et L. lactis ssp. lactis biovar diacetylactis (Schleifer et al., 1987; Vlieg et al., 2006).

Parmi les espèces de Lactococcus, L. lactis ssp lactis et L. lactis ssp cremoris sont

fréquemment utilisées comme souches starters dans les industries laitières, notamment en

technologie fromagère (Cogan et Hill, 1993).


13

1-2-4-2 Enterococcus

Les entérocoques sont des bactéries lactiques coccoïdes dont les cellules sont ovoïdes et se

présentent sous forme de cellules isolées, ou en paires ou encore sous forme de chaînettes

(Schleifer et Kilpper-Balz, 1984). Ces bactéries produisent des colonies de couleur

blanchâtre. Elles sont généralement catalase négative, oxydase positive, anaérobies

facultatives, non mobiles et non sporulées.

Les entérocoques ont été isolés et caractérisés il y a 113 ans (Mac Callum et Hastings,

1899). Ces bactéries commensales hautement évoluées ont été largement utilisées en

industries alimentaires et comme probiotiques pour prévenir les maladies (Ramsey et al.,

2014). Ils sont omniprésents dans la nature (Franzetti et al., 2004), et se retrouvent en

grand nombre dans les légumes, le matériel végétal, et dans la nourriture, en particulier

celle d'origine animale tels que les produits laitiers (Giraffa, 2003). Les entérocoques

peuvent contaminer le lait soit directement par les fèces d’animaux soit indirectement par

une source d’eau contaminée ou par l’équipement laitier ou par les tanks de stockage

(Giraffa, 2003).

Des souches d’Enterococcus ont été isolées de l’eau (Oliveira et Pinhata, 2008), de

plantes (Svec et al., 2011), d’animaux (Jung et al., 2007), d’aliments (Gomes et al., 2008)

et du sol probablement comme résultat de la dissémination de sources fécales et de leur

tolérance naturelle aux conditions environnementales (Giraffa, 2002). Leur statut est

considéré généralement comme ambigu quant à la procédure d’évaluation de sa sécurité

(Ogier et Serror, 2008). D’une part les entérocoques sont considérés utiles en

technologies fromagères avec quelques souches utilisées comme culture starter (Giraffa,

2003). D’autre part ils sont considérés comme des pathogènes humains émergeants

(Moellering, 1992).

La majorité des entérocoques sont positifs au test de Voges-Proskauer qui relie la

production d'acétoine à la fermentation du ribose. Ce test est largement utilisé dans la

discrimination entre Enterococcus et Streptococcus. Les entérocoques sont des micro-

organismes mésophiles qui se développent dans une gamme de températures allant de 10 à

45°C, avec une température optimale de 35°C (Higashide et al., 2005). Ces bactéries sont

homofermentaires. Elles produisent essentiellement de l'acide lactique et en quantité

moindre, de l'acétate, du formiate et de l'éthanol ; en anaérobiose, le lactate est le principal


14

produit du métabolisme du glucose, tandis qu'en condition d'aérobiose, les produits du

métabolisme sont l'acétate et le CO2 (Schleifer et al., 1984 ; LeBlanc, 2006).

Les entérocoques tolèrent les pH extrêmes, les radiations ionisantes, le stress osmotique et

oxydatif, de fortes concentrations de métaux lourds et d’antibiotiques (Ramsey et al.,

2014).

La diversité phénotypique des entérocoques rend leur identification par des tests

physiologiques difficile (Devriese et al., 1993; Park et al., 1999). Sur la base de caractères

phénotypiques, les entérocoques étaient classés par Lancefield dans le groupe des

streptocoques D. En 1984 la classification de ces bactéries a connu des modifications

significatives grâce aux hybridations ADN-ADN et ADN-ARN. Les résultats des

hybridations démontrèrent que les entérocoques sont éloignés des streptocoques. La

plupart des membres du groupe D des Streptococci, y compris Streptococcus faecalis et

Streptococcus faecium ont été inclus dans le nouveau genre Enterococcus (Schleifer et

Kilpper-Balz, 1984).

Le genre Enterococcus appartient à la famille des Enterococcaceae avec le genre

Atopobacter, Catellicoccus, Melissococcus, Pilibacter, Tetragenococcus et Vagococcus

(Devriese et al., 2006, Euzéby, 2010). Les deux espèces les plus fréquemment isolées de

produits laitiers sont E. faecalis et E. faecium (Franz et al., 1999; Gelsomino et al., 2001).

E. durans est rencontré à moindre étendue dans le lait et produits fromagers alors que E.

hirae et E. casseliflavus sont aussi occasionnellement rencontrés (Franz et al., 1999). Il a

été démontré qu’E. durans est aussi fréquemment isolé de produits laitiers (Andrighetto et

al., 2001).

Les entérocoques sont phylogénétiquement plus étroitement apparentés aux genres

Vagococcus, Tetragenococcus et Carnobacterium que les espèces du genre Streptococcus.

Au cours des dix dernières années, le genre a été élargi et 54 espèces d'entérocoques sont

actuellement reconnues (Euzeby, 1997; dernière mise à jour totale 7 Novembre 2014).


15

Sur la base de l'analyse de la séquence du gène d'ARNr 16S, plusieurs groupes

phylogénétiques ont été distingués (Tableau 2) (Enterococcus faecium, Enterococcus

faecalis, Enterococcus avium, Enterococcus casseliflavus, Enterococcus dispar,

Enterococcus saccharolyticus et Enterococcus caecorum) (Williams et al., 1991 ; Klein,

2003).

Tableau 2: Enterococcus et leur répartition en groupes d'espèces (Franz et al., 2006)

Groupe d'espèces basé sur

la similarité du gène de

l'ARNr 16S

Espèces

Groupe E. avium E. avium, E. devriesei, E. gilvus, E. malodoratus, E. pseudoavium.

E. raffinosus

Groupe E. caecorum E. caecorum, E columbae

Groupe E. dispar E. dispar, E. asini, E. canintestini, E. hermanniensis, E. pallens

Groupe E. faecalis E. faecalis, E. caccae, E. haemoperoxidus, E. moraviensis,

E. silesiacus, E. termitis, E. ureasiticus, E. quebecensis

Groupe E. faecium

E. faecium, E. canis, E. durans, E. hirae, E. mundtii,

E. phoeniculicola, E. ratti, E. villorum, E. thailandicus

Groupe E. gallinarum E. gallinarum, E. casseliflavus

Groupe E. saccharolyticus

E. saccharolyticus, E. acquimarinus, E. camelliae,

E. italicus, E. sulfurous

1-2-5 Propriétés métaboliques d’intérêt technologique des entérocoques

Les bactéries lactiques sont impliquées dans la production d'une multitude d'aliments

fermentés (Lasagno et al., 2002), y compris les entérocoques qui grâce à la versatilité de

leur métabolisme et à leur résistance intrinsèque aux conditions hostiles ont la capacité de

coloniser une variété de niches. Ils possèdent de nombreux caractères technologiques et

contribuent aux propriétés organoleptiques de produits fermentés (Ramakrishnan, 2012).

Leur importance, soit comme starters ou culture additive en industrie, est très importante,

ils peuvent produire plusieurs enzymes impliquées dans les transformations biochimiques

tels que l’acidification, l’activité protéolytique/peptidolytique, l’activité

lipolytique/estérolytique, le métabolisme du citrate/pyruvate et la production de

bactériocines (Giraffa, 2003). Les entérocoques produisent une variété de produits tels que

les produits aromatiques (Centeno et al., 1999), des enzymes (Sarantinopoulous et al.,

2001; Ghrairi et al., 2008) et des bactériocines (Cleveland et al., 2001).


16

Ils contribuent à la texture, la flaveur, l’arôme et la sécurité de différents aliments tels que

le fromage (Handmade) (Andrighetto et al., 2001), les saucisses (Sabia et al., 2002;

Tanasupawat et al., 2008) et d’autres produits fermentés (Gardini et al., 2001; Gomes et

al., 2008).

Dans la région méditerranéenne, les souches d’Enterococcus spp. a joué un rôle important

dans la préparation de divers produits laitiers et carnés fermentés pendant des siècles, et ils

sont essentiels pour la maturation des produits fromagers et au développement de leur

arôme (Foulquié-Moreno et al., 2006; Franz et al., 2011) en raison de la protéolyse, la

lipolyse, et la production de diacétyle (Giraffa, 2003). L’utilisation d’entérocoques dans

les fromages est très controversée. Elle est considérée comme essentielle pour la flaveur

des fromages dans la plupart des pays du sud de l’Europe, alors que les pays du nord de

l’Europe ne considèrent que les aspects négatifs (Ogier et Serror, 2008). Ces bactéries

contribuent à la maturation et au développement d’arôme des fromages tels que Cheddar,

Feta, Water-buffalo, Mozarella, Cebreiro, Venaco et Hispanico par leurs activités

protéolytique et estérolytique, leur production de diacétyl et le métabolisme du citrate

(Centeno et al., 1999). Des études rapportèrent l’influence positive de souches

d’Enterococccus d’aliments dérivés de lait sur la maturation de fromage traditionnel

(Franz et al., 1999; Giraffa, 2003; Foulquié-Moreno et al., 2006).

1-2-5-1 Production d’acide

La production d’acide est une propriété métabolique très appréciée chez les bactéries

lactiques. Elle est la conséquence de la transformation des hydrates de carbone en acide

lactique au cours de la croissance bactérienne (Monnet et al., 2008). Généralement les

entérocoques présentent une faible capacité d’acidification au moins dans le lait

(Sarantinopoulos et al., 2001 ; Giraffa, 2003). Une bonne culture starter productrice

d’acide peut réduire le pH du lait de sa valeur normale d'environ 6,6 à 5,3 en 6 heures

d’incubation en utilisant un inoculum de 10%, généralement les entérocoques présentent

une faible capacité d’acidification du lait. Schirru et al., (2012) ont montré que l’activité

acidifiante de E. faecium isolé à partir de lait de chèvre (de Sardaigne, Italie) est

généralement faible. Récemment Subramanian et al. (2015) rapportèrent que E. faecalis

CBRD01 possède un potentiel élevé pour la production d’acide lactique L(+) à partir de

glucose avec des rendements élevés, des titres et de la productivité avec un minimum de

formation de sous-produits même à l’échelle de bioréacteur.


17

Santos et al. (2015) ont observé que E. faecium EM485 et EM925 se développent dans le

lait et sont capables de changer le pH du lait après 6, 24 et 48 heures d’incubation sans

diminution de la charge bactérienne quand E. faecium EM485 et E. faecium EM925 sont

maintenues dans le lait acidifié à pH 4 ou à pH 5 à 5°C pendant 30 jours. Ces

caractéristiques technologiques sont intéressantes pour une utilisation postérieure dans les

produits tels que le yaourt et le lait acidifié.

1-2-5-2 Activité protéolytique

L’activité protéolytique et peptidolytique est importante pour le développement des

bactéries lactiques dans le lait et pour la maturation du fromage. Cependant la majorité des

souches d'entérocoques présentent une faible activité protéolytique extracellulaire

(Giraffa, 2003), conformément à plusieurs études effectuées par Arizcun et al. (1997),

Tsakalidou et al. (1993), Andrighetto et al. (2001) et Sarantinopoulos et al. (2001). Les

souches les plus actives appartiennent généralement à l'espèce E. faecalis, notamment

d'origine alimentaire (Sarantinopoulos et al., 2001), et à moindre degré des souches d’E.

durans. Une plus faible activité protéolytique est observée chez les souches d’E. faecium

(Sarantinopoulos et al., 2001 ; Giraffa, 2003). Une étude de Schirru et al. (2012) a

montré une faible activité protéolytique dans 2 des 4 souches testées d’E. faecium isolées à

partir de lait de chèvre (de Sardaigne, Italie).

1-2-5-3 Activité lipolytique et estérasique

Les lipides ont un effet majeur sur la saveur et la texture du fromage. Les premiers travaux

concernant les activités lipolytiques et estérolytiques d'entérocoques ont été réalisés par

Lund (1965), qui a déterminé par électrophorèse la présence d'estérases dans les extraits de

surnageant de culture de E. faecalis, E. faecium et E. durans. Sur la base de l'intensité des

bandes estérolytiques, les souches d’E. faecalis ont montré une activité estérolytiques

élevée. Sarantinopoulos et al. (2001) ont montré que toutes les souches d’E. faecalis, E.

faecium et E. durans sont actives indépendamment de l'origine. E. faecium comme étant

l’espèce la plus estérolytique de tous les entérocoques avec une plus large spécificité de

substrat.


18

1-2-5-4 Métabolisme du citrate et pyruvate

Outre la saveur produite par le biais de la conversion des acides aminés et de la lipolyse

bactérienne, le métabolisme du citrate du lait contribue aux propriétés sensorielles de

produits laitiers fermentés (Hugenholtz, 1993). Le citrate est présent dans de nombreuses

matières premières qui sont utilisées dans les fermentations alimentaires tels que les fruits,

les légumes et le lait, et il est également utilisé comme additif pour la fabrication de

saucisses fermentées (Foulquié Moreno et al., 2006).

La glycolyse et le métabolisme du citrate d’E. faecium, E. faecalis et E. durans conduisent

à la formation de l'acétate, l'acétaldéhyde, le diacétyle, l'acétoïne, le 2,3-butanediol et le

pyruvate (Figure 2) et sont donc importants dans la formation de la saveur pendant la

fermentation du lait et de l'affinage des produits laitiers fermentés (Sarantinopoulos et al.,

2001; Rea et Cogan, 2003).

Figure 2 : Voie schématique montrant la relation métabolique entre citrate et glucose

(Cabral et al., 2007) 1 : citrate lyase ; 2 : Oxaloacétate décarboxylase ; 3 : lactate

déhydrogénase ; 4 : α-acétolactate synthase ; 5 : α-acétolactate décarboxylase ; 6 : diacétyl

et/ou acetoine réductase ; 7 : complexe pyruvate déhydrogénase ; 8 : pyruvate formate

lyase ; 9 : acétate kinase ; 10 : alcool déhydrogénase.


19

L’acétate et le diacétyle produits par des souches starters ont un effet marquant sur la

qualité du beurre, le babeurre, et certains fromages tels que le cheddar et emmental; en

particulier, le diacétyle qui contribue principalement à la saveur des produits laitiers

fermentés (Marshall, 1987; Yvon et Rijnen, 2001 ; Tunick, 2007).

Le métabolisme du citrate et la lipolyse par les entérocoques sont supposés être

responsables du développement de l'arôme et de la saveur dans les fromages

méditerranéens (Tsakalidou, 1993 ;Centeno et al., 1996 ; Gardiner et al ; 1999 ;

Giraffa, 2003 ).

En l'absence de glucose E. faecium FAIR-E 198, un isolat de fromage grecque Feta, était

capable de métaboliser le citrate dans une gamme de pH constant (5,0 à 7,0). A pH 8,0, le

citrate n’a pas été métabolisé, bien que la croissance a eu lieu. Les principaux produits

finaux du métabolisme du citrate sont l'acétate, le formate, l'acétoïne et le dioxyde de

carbone, tandis que l'éthanol et le diacétyle étaient présents en petites quantités. En

présence de glucose, le citrate a été co-metabolisé, mais il n’a pas contribué à la croissance.

En outre, plus d'acétate et moins d’acétoïne ont été produits par rapport à la croissance

dans un milieu MRS et en l'absence de glucose. La majeure partie du citrate a été

consommé pendant la phase stationnaire, ce qui indique que l'énergie produite par le

métabolisme du citrate a été utilisé pour l'entretien (Vaningelgem et al., 2006).

1-2-6 Application des entérocoques comme probiotiques

La plupart des cultures probiotiques sont d'origine intestinale et appartiennent aux genres

Lactobacillus et Bifidobacterium, tandis que des espèces d’Enterococcus ne sont

qu’occasionnellement utilisés comme probiotiques (Temmerman et al., 2003). Les

caractéristiques associées aux probiotiques comprennent le maintien de l'équilibre du

microbiote intestinal (Arvola et al., 1999), le contrôle de la diarrhée (Arvola et al., 1999),

la stimulation du système immunitaire (Isolauri et al., 2004), ce qui réduit

l'hypersensibilité aux allergènes et l'eczéma chez les enfants (Kalliomäki et al., 2001), la

prévention des inflammations intestinales (Isolauri et al., 2000; Kalliomäki et al., 2001),

et la modulation des effets indésirables du lactose chez les individus ayant une intolérance

au lactose (Griffin et al., 2002).


20

La résistance au suc gastrique et aux sels biliaires et la production de composés

antimicrobiens tels que les entérocines (Franz et al., 1999; Saarela et al., 2000) font des

entérocoques de bon candidats probiotiques. Beaucoup de ces souches ont fait l’objet

d’étude et sont commercialisées comme probiotiques (Franz et al., 1999).

Par exemple un lait fermenté Gaio contenant un probiotique E. faecium est commercialisé

au Danemark (Tamime, 2002). La souche E. faecium SF68 a été utilisée pour traiter la

diarrhée comme alternative aux traitement par des antibiotiques (Bellomo et al., 1980).

Une autre application comme probiotique des entérocoques est la culture Causido qui

consiste en une souche de Streptococcus thermophilus et une souche d’E. faecium (Franz

et al., 2003).

Des souches de E. faecium et E. faecalis ont été appliquées chez l'homme, des suppléments

de probiotiques, E. faecalis ont été largement utilisés comme compléments alimentaires à

usage vétérinaire (Foulquié Moreno et al., 2006). Les souches probiotiques

d’Enterococcus sont utilisées comme supplément dans les aliments et l’alimentation des

volailles pour remplacer l’utilisation d’antibiotiques (Araujo et de Luces Rortes

Ferreira, 2013). L’utilisation de souches probiotiques E faecium (Cylacin ME 20 Plus R

50g/ T) dans l’alimentation de poulet est efficace pour contrôler et réduire le nombre de

Salmonella minnesota. Il a été démontré que ces probiotiques sont une alternative pour

remplacer l’utilisation d’antibiotiques pour contrôler les pathogènes (Kuritza et al., 2011).

1-3 Activité antimicrobienne

L'effet conservateur exercé par les bactéries lactiques est principalement du à la production

d'acides organiques (tels que l'acide lactique) qui aboutissent à des valeurs de pH

abaissées. Les bactéries lactiques produisent également des composés antimicrobiens, y

compris le peroxyde d'hydrogène, le CO2, le diacétyle, l'acétaldéhyde, des isomères D

d'acides aminés, les bactériocines et la reutérine (Cintas et al., 2001).

1-3-1 Acides organiques

Les métabolites antimicrobiens les plus importants et les mieux caractérisés produits par

les bactéries lactiques sont l'acide lactique et l’acide acétique. La conversion des sucres en


21

acides organiques et la réduction du pH sont les actions de conservation primaires que les

bactéries lactiques fournissent aux aliments fermentés. La quantité et le type des acides

produits durant la fermentation influencent l'activité microbienne. Par exemple, l'acide

acétique est plus antagoniste contre les levures par rapport à l'acide lactique (Suskovic et

al., 2010).

L'effet inhibiteur des acides organiques est principalement causé par la forme de la

molécule non dissociée, qui diffuse à travers la membrane cellulaire vers le cytosol plus

alcalin et interfère avec les fonctions métaboliques essentielles. Les effets toxiques de

l'acide lactique et de l'acide acétique comprennent la réduction du pH intracellulaire et la

dissipation du potentiel de membrane (Lorca et de Valdez, 2009). Dalie-Doguiet et al.

(2010) ont émis l'hypothèse que les acides organiques agissent sur la membrane

cytoplasmique en neutralisant son potentiel électrochimique et en augmentant sa

perméabilité, conduisant ainsi à l’effet bactériostatique et une éventuelle mort de bactéries

sensibles.

1-3-2 Peroxyde d’hydrogène

Dans le lait cru, le peroxyde d'hydrogène produit par des bactéries lactiques peut, après

avoir été catalysée par la lactoperoxydase, oxyder le thiocyanate endogène. Les produits

intermédiaires oxydés sont toxiques pour les différentes bactéries (Daechel, 1989). La

production de peroxyde d'hydrogène a été considérée comme le principal métabolite de

bactéries lactiques qui pourrait protéger contre les infections urogénitales, en particulier

dans le cas de vaginose bactérienne (Reid, 2008).

Moy et al. (2004) ont montré que E. faecium est capable d’éliminer Caenorhabditis

elegans par une toxine diffusible produite après croissance des bactéries dans des

conditions d’anaérobies. La mort du nématode est due au peroxyde d’hydrogène d’E.

faecium libéré en quantités importantes.

L'activité antimicrobienne du peroxyde d'hydrogène est attribuée à son fort effet oxydant

sur la cellule bactérienne et à la destruction des structures moléculaires cellulaire de base

(Lindgren et Dobrogosz, 1990). Son effet inhibiteur consiste en l’oxydation des lipides

membranaires ayant pour conséquence l’augmentation de la perméabilité membranaire. Il


22

est aussi responsable de l’oxydation des groupes sulfhydrile et donc de la dénaturation de

de plusieurs enzymes (Lindgren et Dobrogosz, 1990).

1-3-3 Diacétyle, acétaldéhyde et acétoïne

Les bactéries lactiques hétérofermentaires produisent de l'acétaldéhyde actif par

décarboxylation du pyruvate. Ce produit se condense avec le pyruvate, formant l’α

acétolactate puis il est converti par l’α acétolactate-synthases en diacétyle. Le produit de

décarboxylation de l’α-acétolactate et la réduction de diacétyle est l’acétoïne (Jyoti et al.,

2003 ; Collins et al., 2009 ).

L'utilisation de diacétyle comme conservateur alimentaire est limitée puisqu’elle nécessite

d’importantes concentrations pour assurer la conservation des aliments. Cependant il peut

inhiber la croissance des bactéries à Gram négatif en affectant l’utilisation de l’arginine

(Jay, 1986). Les bactéries à Gram négatif, les levures et les moisissures sont plus sensibles

au diacétyle que les bactéries à Gram positif (Jay, 1986 ; Motlagh et al., 1991 ; De Vuyst

et Vandamme, 1994).

De même, un acétaldéhyde est habituellement présent dans les produits laitiers fermentés à

des concentrations plus faibles que nécessaire pour l'inhibition des micro-organismes

indésirables et joue donc également un rôle dans le contrôle de la croissance de

contaminants, ainsi que d'autres métabolites antimicrobiens de bactéries lactiques

(Vanderbergh, 1993). L’acétaldéhyde inhibe la croissance de Staphylococcus aureus, de

Salmonella typhimurium et E. coli dans les produits laitiers (Piard et Desmazeaud, 1991).

1-3-4 Dioxyde de carbone

L'influence du dioxyde de carbone sur la conservation des produits est double. A

l'exception de sa propre activité antimicrobienne, elle crée un environnement anaérobie en

remplaçant l'oxygène moléculaire existant. L'activité antifongique du CO2 est due à

l'inhibition de décarboxylations enzymatiques et à son accumulation dans la bicouche

lipidique de la membrane entraînant un dysfonctionnement de la perméabilité (Lindgren

et Dobrogosz, 1990). La croissance de nombreux micro-organismes responsables de la

détérioration des aliments peut être inhibée efficacement par le dioxyde de carbone : c’est


23

le cas de bactéries à Gram négatif psychrotrophes ou encore des espèces de Pseudomonas

contaminants des laits crus (Farber, 1991 ; Hotchkiss, 1999).

1-4 Bactériocines et Entérocines

La sécrétion de peptides antimicrobiens (bactériocines) connus pour leur effet inhibiteur

dirigé contre des virus enveloppés, bactéries, champignons, parasites ainsi que des cellules

cancéreuses a été observée chez quelques bactéries, champignons, plantes, insectes et des

vertébrés (Pálffy et al., 2009). Chez de nombreuses espèces de bactéries à Gram négatif ou

positif, des bactériocines ont été caractérisées mais les plus étudiées sont celles des

bactéries lactiques (Klaenhammer, 1993). Ces bactériocines sont d'un intérêt particulier

pour l'industrie alimentaire (Nettles et Barefoot, 1993), étant donné qu’elles sont produites

par des bactéries lactiques ayant le statut GRAS.

Rodriguez et al. (2000) ont montré que les bactéries lactiques issues de laits crus de

brebis, de chèvres ou de vaches produisent de nombreuses et diverses bactériocines. En

effet les bactériocines des bactéries lactiques offrent des potentielles pour des applications

biotechnologiques puisqu’elles sont (i) exempt d'effets indésirables, (ii) stables à faibles

valeurs de pH, (iii) faciles à produire et (iv) sensibles aux protéases (Todorov, 2009). Elles

peuvent être distinguées des antibiotiques par leur synthèse dans les ribosomes plutôt que

des métabolites secondaires (Hurst, 1981).

Les bactériocines sont des peptides antimicrobiens synthétisés par voie ribosomale

présentant un antagonisme principalement contre des espèces apparentées de bactéries à

Gram positif (Jack et al., 1995). Elles sont produites dans le cadre de leur mécanisme de

défense et sont dans la plupart du temps thermostables (Klaenhammer, 1988 ;

Klaenhammer, 1993 ; Cotter et al., 2005).

A cette définition des bactériocines s’ajoutent d’autres caractéristiques telles que leurs

sensibilités aux protéases dans le tube digestif humain (Cheng et al., 2003) et la présence

de plusieurs résidus de lysine et d'arginine et des molécules amphipathiques qui sont

composées de 10 à 45 acides aminés (Van Belkum et al., 2000) conférant aux peptides le

caractère cationique.


24

En plus de leurs propriétés technologiques et antagonistes citées ci-dessus, beaucoup de

souches d’entérocoques, principalement E faecalis et E faecium, peuvent produire une

variété de bactériocines actives contre Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus,

Clostridium botulinum, Clostridium perfringens, et Vibrio cholerae (Ogier et Serror,

2008).

Depuis la découverte de bactériocines chez les entérocoques par Kjem (1955), un grand

nombre de bactériocines produites par des entérocoques ont été décrites et ont été

complètement caractérisées au niveau biochi

Bactériocines d’entérocoques isolés de lait cru et beurre ... · A mon frère Abd el Wahid A...

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