BIOTECHNOLOGIE ALIMENTAIRE AU MAROC

A. TANTAOUI ELARAKI

FOOD BIOTECHNOLOGY IN MOROCCO

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INTRODUCTION

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Biotechnologie alimentaire au MarocIntroduction

- Nombreux produits alimentaires fermentés populaires dans la tradition marocaine;

- Modernisation de l’économie: introduction de nouveaux produits, imitation de produits traditionnels;

- Travaux de recherche: caractérisation des produits traditionnels, essai de maîtrise de leur fabrication pour l’industrie.

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Biotechnologie alimentaire au MarocPlan général

1- La tradition2- L’avènement de l’industrie

3- Apport de la recherche scientifique4- Tradition et industrie: un mariage raté

5- Recherche et industrie: une relation avortée

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- Produits laitiers fermentés traditionnels: Lben, Smen, Jben;

- Pain traditionnel: levain = pâte de la veille;

- Produits végétaux fermentés: olives, légumes, citron, etc.

Biotechnologie alimentaire au Maroc1- La tradition

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Outre en peau de chèvre pour baratter le lben

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Baratte en bois

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Jben marocain

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Smen « Hayl »

Smen dans une jarre en terre cuite

smen

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Pâte à pain traditionnelle

Pain traditionnel cuit au four

Pain traditionnel cuit sur la braise

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Biotechnologie alimentaire au Maroc2- L’avènement de l’industrie

- Production de levure boulangère: 3 unités à Casablanca et El-Jadida (SOMADIR) et Fès (Lesaffre Maroc);

- Brasserie: unités à Casablanca, Marrakech, Fès, Tanger, Salé;

- Production de vin: plusieurs régions;

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Biotechnologie alimentaire au Maroc2- L’avènement de l’industrie

- Laits fermentés: yaourt (ferme, brassé, à boire), « raïbi », lait à acidophile;

- Fromages:. frais: nombreuses unités;

. affinés: FROMITAL (Agadir), SOFRAM (Casablanca); Fromagerie du Québec (Fès);

. fondus: BEL Maroc (Tanger), FDD (El-Jadida), MARGAFRIQUE (Casablanca).

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique

3.1- Caractérisation des produits traditionnels

3.2- Essais de fabrication dans des conditions contrôlées

3.3- Maîtrise « biologique » de la qualité hygiénique des aliments

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique

3.1- Caractérisation des produits traditionnels

3.1.1- Etude du lbenEtude préliminaire: technologie traditionnelle, composition, caractéristiques physicochimiques et microbiologie

(Tantaoui-Elaraki et al., Le Lait, 1983, 63, 230-45)

Caractérisation physicochimique: valeurs moyennes dégagées (pH, acidité titrable, taux de lactose, de matières grasses, de chlorures, de matières azotées, substances d’arôme); très grande variabilité

(Boubekri et al., Le Lait, 1984, 64, 436-47)

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.1- Caractérisation des produits traditionnels

3.1.1- Etude du lben (suite)

Qualité hygiénique: Abondance des:

- Coliformes totaux et fécaux;

- Entérocoques;

- Levures et moisissures(Benkerroum et al., MAN, 1984, 2, 199-206):

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.1- Caractérisation des produits traditionnels

3.1.2- Etude du smenEtude chimique:

- grande variabilité des taux de matières grasses, d’eau et d’extrait sec non gras;

- profil des acides gras similaire à celui du beurre;

- lipolyse importante (acides gras libres);

- oxydation limitée. (El Marrakchi et al., Le Lait, 1986, 66, 117-33):

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.1- Caractérisation des produits traditionnels

3.1.2- Etude du smen (suite)

Flore microbienne: I- Flore naturelle et flore d’intérêt hygiénique:

- disparition des coliformes et des entérocoques; - absence de salmonelles et de staphylocoques présumés entérotoxinogènes;

- prédominance des Bacillus (tolérance au sel et aux acides gras libres).

(El Marrakchi et al., Le Lait, 1988, 68, 205-18)

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.1- Caractérisation des produits traditionnels

3.1.2- Etude du smen (suite)

Flore microbienne: II- Flores lipolytique et caséolytique

- Staphylococcus cohnii, Bacillus cereus, Aeromonas hydrophila

- pouvoir lipolytique appréciable (sur tweens, tributyrine, matière grasse butyrique)

(El Marrakchi et al., Le Lait, 1988, 68, 333-48)

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.1- Caractérisation des produits traditionnels

3.1.3- Récapitulation

- Study of Moroccan Dairy Products: Lben and Smen: revue bibliographique des travaux précédents

(Tantaoui-Elaraki & El Marrakchi, MIRCEN J., 1987, 3, 211-20)

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.2- Essai de fabrication dans des conditions contrôlées

3.2.1- Cas du lbenPréparation de lben marocain pasteurisé à l’aide de souches bactériennes sélectionnées

- Définition des critères d’appréciation du lben (acidité, goût et arôme) par tests de dégustation;

- Sélection de bactéries lactiques à partir de lben traditionnel en phase de fermentation;

- Essais de fabrication à partir de lait pasteurisé;- Obtention de produit satisfaisant (propriétés hygiéniques

et organoleptiques). (Tantaoui-Elaraki et al., Actes Inst. Agron. Vét., 1983, 3, 49-58)

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3.2.2- Cas du smenEtude de la lipolyse

- Beurre industriel pasteurisé traité avec lipase de Candida zeylanoides ou ensemencé de spores de Penicillium roquefortii

- Profil des acides gras libres (GC/MS) proche de celui du smen

- Analyses sensorielles concluantes Faid et al., Actes Inst. Agron. Vét., 1991, 11, 21-5

Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.2- Essai de fabrication dans des conditions contrôlées (suite)

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.2- Essai de fabrication dans des conditions contrôlées (suite)

3.2.2- Cas du smen (suite)Production à partir de beurre industriel pasteurisé Beurre pasteurisé industriel:

- Ensemencé avec microorganismes lipolytiques (Staphylococcus xylosus, S. simulans, Lactobacillus plantarum, Penicillium roquefortii, Debaryomyces hansenii, Geotrichum candidum)

- Traité avec lipases (type VII de Candida zeylanoides, type XIII de Rhizopus arrhyzus et type XI de Pseudomonas sp.)

- Résultats satisfaisants (D. hansenii, P. roquefortii, lipase type VII) Faid et al., MAN, 1991, 9, 279-86

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.2- Essai de fabrication dans des conditions contrôlées (suite)

3.2.2- Cas du smen (suite)

Production maîtrisée à l’échelle pilote- Préparation à l’échelle pilote de smen à partir de beurre

pasteurisé + lipase EC.3.1.1.3 type VII de C. zeylanoides- Analyses GC/MS: profil AG libres satisfaisant

- Tests de dégustation concluants Faid et al., J. Soc. Dairy Technol., 1993, 46, 9-11

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.3- Maîtrise « biologique » de la qualité hygiénique des aliments

L’élimination des microorganismes indésirables dans les aliments requiert:

- des traitements thermiques (conséquences nutritionnelles et sensorielles);

- l’usage de conservateurs chimiques (conséquences sanitaires et sensorielles).

Intérêt du recours: - aux microorganismes antagonistes- aux bactériocines

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.3- Maîtrise « biologique » de la qualité hygiénique des aliments

3.3.1- Recherche de souches productrices de bactériocinesDécouverte d’une souche lactique marocaine à haut potentiel d’utilisation dans la fermentation des produits laitiers et carnés

- Lactobacillus lactis subsp. lactis isolée de lben traditionnel, productrice de bactériocine

- Forme lyophilisée active pour commercialisation Benkerroum, IAV Info, 2002, 9,???

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.3- Maîtrise « biologique » de la qualité hygiénique des aliments

3.3.1- Recherche de souches productrices de bactériocines (suite)

Activité inhibitrice de Lactobacillus curvatus CWBI-B28 sur Listeria monocytogenes et Escherichia coli O157 productrice de verotoxine ST2

- L. curvatus isolée de viande crue- Inhibe L. monocytogenes et souche pathogène d’E. coli

Ghalfi et al., Afric. J. Biotech., 2006, 5, 2303-6

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.3- Maîtrise « biologique » de la qualité hygiénique des aliments

3.3.1- Recherche de souches productrices de bactériocines (suite)

Screening pour l’isolement de bactéries lactiques productrices de bactériocines à partir de divers produits alimentaires marocains et caractérisation partielle des bactériocines supposées

- Souches des genres Enterococcus, Lactococcus et Streptococcus Bac+;

- Inhibition de Listeria monocytogenes (+ d’autres bactéries à Gram positif et à Gram négatif) par toutes les souches

Bac+ Benkerroum et al., Biotechnology, 2007, 6, 481-8

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.3- Maîtrise « biologique » de la qualité hygiénique des aliments

3.3.1- Recherche de souches productrices de bactériocines (suite)

Développement d’un test «Multipuits» pour la détection de bactéries lactiques productrices de bactériocines

- Production de bactériocines par bactéries lactiques

- Actives contre Listeria innocua et Escherichia coli

Yaakoubi et al., J. Rapid Meth. Autom. Microbiol., 2009, 17, 32-45

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.3- Maîtrise « biologique » de la qualité hygiénique des aliments

3.3.2- Applications sur les produits laitiersIsolement d’un Lactococcus lactis subsp. lactis producteur de bactériocine et application à l’inhibition de Listeria monocytogenes dans le Jben marocain

- Jben fabriqué avec lait contaminé par L. monocytogenes et ensemencé de L. lactis producteur d’une bactériocine différente de la nisine

- 107 UFC/ml: réduction de 2,7 log en 30 heures- 104 UFC/ml: disparition après 24 heures

Benkerroum et al., J. Appl. Microbiol., 2000, 89, 960-8

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.3- Maîtrise « biologique » de la qualité hygiénique des aliments

3.3.2- Applications sur les produits laitiers (suite)

Biocontrôle de Listeria monocytogenes dans un modèle de lait fermenté (lben) par une bactériocine produite in situ par un Lactococcus lactis subsp. lactis:

- Levain de L. lactis Bac+ et L. diacetylactis: L. monocytogenes sous limite détectable en 24h

- Levain témoin: survie 6j à 7°C

Benkerroum et al., Int. J. Dairy Technol., 2002, 55, 145-51

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.3- Maîtrise « biologique » de la qualité hygiénique des aliments

3.3.2- Applications sur les produits laitiers (suite)

Devenir de Listeria monocytogenes et Staphylococcus aureus dans un yaourt fermenté avec un levain thermophile producteur de bactériocines:

- Lait contaminé avec L. monocytogenes (103 UFC/ml) ou S. aureus (106 UFC/ml)

- Levain: Streptococcus thermophilus Bac+ et Lactobacillus bulgaricus Bac-

- L. monocytogenes < limite détectable en 24h- S. aureus: survie 10j à 22°C même avec levain Bac+

Benkerroum et al., J. Food Prot., 2002, 65, 799-805

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.3- Maîtrise « biologique » de la qualité hygiénique des aliments

3.3.2- Applications sur les produits carnésPréparations lyophilisées de Lactobacillus curvatus et Lactococcus lactis subsp. lactis comme additifs protecteurs contre Listeria monocytogenes dans les saucissons secs

- Levain commercial utilisé + L. monocytogenes (102-103 UFC/g)

- Lb curvatus: pas de survivant de Listeria après 8j- Lc lactis: pas de survivant de Listeria après 15j

Benkerroum et al., J. Appl. Microbiol., 2005, 98, 56-63

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.3- Maîtrise « biologique » de la qualité hygiénique des aliments

3.3.2- Applications sur les produits carnés (suite)

Devenir de Listeria monocytogenes dans des saucisses crues (Merguez) en présence de culture de Lactococcus producteur de bactériocine

- L. monocytogenes ajouté à 106 UFC/g- Réduction plus importante avec L. lactis Bac+ qu’avec L.

lactis Bac-

- Présence de nitrites (0,4%) réduit la chute de ListeriaBenkerroum et al.,Meat Sci., 2003, 63, 479-84

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.3- Maîtrise « biologique » de la qualité hygiénique des aliments

3.3.2- Applications sur les produits carnés (suite)

Culture de Lactobacillus curvatus producteur de bactériocine comme

agent protecteur dans le « bacon »- L. monocytogenes ajouté (106/g)

- Lb curvatus: chute de Listeria sous la limite détectable en 1 semaine (sans nitrites); en 2 semaines avec nitrites

Ghalfi et al., Food Sci. Technol. Int., 2006, 12, 325-33

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Biotechnologie alimentaire au Maroc3- Apport de la recherche scientifique 3.3- Maîtrise « biologique » de la qualité hygiénique des aliments

3.3.3- Applications sur le poissonInactivation de Listeria monocytogenes par Lactobacillus curvatus producteur de bactériocine dans la saumon fumé à froid pendant le stockage à 4°C

- Bactériocine partiellement purifiée ajoutée, ou produite in situ: chute de Listeria sous limite détectable, puis repousse

- Emballage bioactif: chute plus lente, pas de repousse (22j)- Bactériocine adsorbée sur cellules bactériennes: inactivation

complète (3j), pas de repousse (22j)

Ghalfi et al., J. Food Prot., 2006, 69, 1066-71

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Biotechnologie alimentaire au Maroc4- Tradition et industrie: un mariage raté

- Fabrications industrielles portant le nom de produits traditionnels

- Ne répondent pas aux spécifications- Principaux produits concernés: lben et

smen

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Biotechnologie alimentaire au Maroc4- Tradition et industrie: un mariage raté4.1- Cas du lben

- Schéma général de fabrication:

. Lait écrémé pasteurisé (souci hygiénique);

.Ensemencé souvent de levains importés ou composés de souches importées;

- Extrême diversité des caractéristiques physico-chimiques et organoleptiques;

- Produits abusivement dénommés lben

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Biotechnologie alimentaire au Maroc4- Tradition et industrie: un mariage raté4.2- Cas du smen

- Schéma général de fabrication:

. Beurre industriel pasteurisé, souvent d’importation;

. Salé et malaxé . Emballé dans des bocaux (verre ou

plastique) fermés hermétiquement- Beurre salé abusivement dénommé smen

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Biotechnologie alimentaire au Maroc5- Recherche et industrie: une relation avortée

- Partenaires potentiels qui s’ignorent- Quelques tentatives de coopération

avortées- Opportunités substantielles; exemple:

. Levure boulangère industrielle Saccharomyces cerevisiae à activité amylasique nulle ou très faible; recours aux améliorants de panification

. S. diastaticus dans pâte traditionnelle marocaine, activité amylasique très intéressante

. Possibilités: utilisation de mélange des 2 espèces; recombinaison génétique entre les 2 espèces.

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Biotechnologie alimentaire au MarocConclusion

- L’industrie agro-alimentaire nationale appelée à se développer

- Les produits traditionnels de plus en plus prisés et « courtisés »

- Respecter les spécifications de ces produits

- Faire appel aux compétences scientifiques pour réussir le rapprochement tradition/modernité