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Génie et Microbiologie des Procédés Alimentaires

Ecosystèmes Microbiens des Fromages

Compréhension et dynamique des écosystèmes microbiens des fromages

EcoMic
La compréhension et la maîtrise des écosystèmes microbiens des fromages représentent aujourd’hui un véritable défi scientifique, sanitaire et économique. L’enjeu est de taille puisqu’il s’agit de la survie d’un patrimoine alimentaire unique, partie intégrante de notre culture. La communauté microbienne des fromages est relativement complexe : elle est composée de micro-organismes dont l’importance relative au cours du procédé d’affinage est en constante évolution et qui agissent sur la sécurité et les caractéristiques sensorielles des fromages. Cette flore, dont la concentration peut dépasser 100 milliard de cellules/gramme, est essentiellement constituée d’eucaryotes et de procaryotes cultivables, que l’on peut manipuler en laboratoire. Elle fait intervenir des coopérations métaboliques conduisant à des fonctions importantes d'un point de vue technologique (ex : arômes, couleur). Elle constitue donc un modèle de référence pour (i) l’étude de consortia mixtes fongiques et bactériens et (ii) l’analyse des interactions entre micro-organismes dans leur milieu. Cependant, la connaissance des mécanismes d’action par lesquels la communauté microbienne agit sur la qualité de l’aliment n’est que parcellaire. Par ailleurs, la composition physico-chimique de l’aliment, ainsi que les conditions abiotiques imposées par le procédé de transformation, sont souvent peu intégrées dans les recherches visant la maîtrise des écosystèmes microbiens et de leurs fonctionnalités. Nous sommes convaincus que seule une approche intégrée et globale des écosystèmes microbiens dans leurs environnements permettra de comprendre les mécanismes complexes à l’origine de la diversité des fromages.

Nos activités en quelques mots-clés

  • Acquisition de connaissances nouvelles sur la dynamique et la diversité microbiennes ;
      
  • Étude de l’expression de fonctions d’intérêt technologique par des bactéries et des levures d’affinage ;
       
  • Compréhension de l’adaptation des micro-organismes d’affinage à leur environnement.
Finalités de nos travaux : maîtrise des écosystèmes microbiens et de leurs fonctionnalités dans le fromage, contrôle accru du processus d’affinage et développement de marqueurs moléculaires de fonctions biologiques ou organoleptiques.

L’écosystème fromager comme objet d’étude

Fromage
  • Niveau de complexité limité (< 10 espèces)
       
  • Micro-organismes cultivables et dont les génomes sont séquencés
       
  • Fonctionnalités quantifiables (ex: arômes (CSVs), couleur, effet barrière, désacidification, protéolyse, lipolyse)
                     
  • De réels enjeux industriels (ex: produits fermentés) et de santé (ex: effet immunomodulateur)

Nos questions de recherche

  • Quelle est la diversité phylogénétique des flux microbiens de la matière première jusqu'aux produits finis?
             
  • Quels sont les déterminants génétiques impliqués dans l'adaptation des micro-organismes à l'habitat?
             
  • Quel est l'impact de facteurs abiotiques (réduction du sel, amines biogènes) sur la structure, l'activité des micro-organismes et la productivité globale de l'écosystème?
                  
  • Quel est le devenir des micro-organismes dans le tube digestif suite à l'ingestion de l'aliment et quelles sont les interactions possibles avec l'hôte?
Étude intégrée écosystème fromager

Projets en cours

ANR

ALIA ExEco (2010 – 2014) : Etude méta-transcriptomique et biochimique de l’écosystème fromager : pour un contrôle accru de l’EXpression d’un ECOsystème alimentaire complexe.
Coordinateur : Pascal Bonnarme

INRA

AIC EcoBiot (2013 – 2014) : Impact de la composition des matrices laitières sur le comportement de micro-organismes issus d’écosystèmes d'intérêt laitier au cours de la digestion et sur la structuration du microbiote intestinal.
Coordinateur : Daniel Picque

MEM EcoStab (2013 - 2015) : Stabilité et redondance fonctionnelle d'un écosystème microbien.
Coordinateur : Jean-Marie Beckerich

MEM FORTRESS (2015 - 2016) : Impact de la diversité microbienne sur l'effet barrière vis-à-vis de l'implantation d'une espèce exogène.
Coordinateur : Eric Dugat-Bony

MEM MICROFIT (2016 - 2018) : Unraveling the genetic determinants of fitness of a food microorganism in its natural ecosystem by a Tn-seq approach (massive sequencing of transposon insertion libraries).
Coordinateur : Catherine Madzak

MEM VIROME ACCESS (2016 - 2018) : Accessing to virus genomes out of metagenomics data: improving statistical and bio-informatics analytic tools to better assess the contribution of phages on microbial ecosystems.
Coordinateur : Stéphane Chaillou

Contrats industriels

CNIEL Collective data Genome (2011 - 2013) : Catalogue genomique de 150 bactéries fromagères.
Coordinateur : Pierre Renault

Nestlé NESTEC (2011 - 2014) : Biogénération de composés aromatiques soufrés par voie microbienne à partir de végétaux fermentés.
Coordinateur : Pascal Bonnarme

Syndifrais EcoDige (2012 - 2015) : Les flores de l’écosystème fromager survivent-elle à leur digestion et peuvent-elles avoir un effet immuno modulateur sur l’hôte?
Coordinateur : Pascal Bonnarme

FranceAgriMer REDSEL (2014 - 2016) : Réduction / substitution du sel dans le fromage : impact sur le développement de la flore technologique et du potentiel d'implantation de flores d'altération.
Coordinateur : Sébastien Fraud

Doctorats

Vous pouvez consulter les doctorats en cours au sein d'EcoMic ainsi que les doctorats soutenus ces dernières années au GMPA sur les pages dédiées.

Membres

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Publications 2008-2016

Publications

Publications de l'équipe EcoMic sur la période 2008-2016 dans des revues scientifiques à comité de lecture et chapitres d'ouvrages
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