DS0502 - Enjeux agroalimentaires

Bactéries LACtiques et Hautes Pressions pour une stabilisation des produits carnés plus durable – BLAC HP

Bactéries lactiques combinées avec hautes pressions pour un procédé durable de stabilisation des produits carnés réfrigérés

Les produits carnés réfrigérés sont des produits périssables avec une durée de vie réduite. De plus, le stockage sous vide ou sous atmosphère modifiée à température réfrigérée peut donner un avantage sélectif au développement de bactéries sporulantes psychrotrophes des genres Bacillus et Clostridium. Ainsi, des additifs conservateurs, tels que les nitrites, sont souvent nécessaires pour assurer la sûreté des produits réfrigérés faiblement acides pendant leur durée de vie.

Enjeux et objectis

Etant donné la pression sociétale forte pour la réduction des intrants chimiques dans les produits alimentaires prêts à consommer, l’objectif du projet BLAC HP est de développer une nouvelle stratégie pour la stabilisation des produits carnés réfrigérés transformés en combinant haute pression et biopréservation par des bactéries lactiques. Les dés de jambon à teneur réduite en nitrites conditionnés sous vide sont choisis comme modèle de travail. Grâce à la barorésistance de certaines bactéries lactiques, la combinaison de procédés devrait permettre de contrôler à la fois les flores végétatives et sporulées indésirables. Elle permettra de proposer un procédé durable pour des produits carnés à teneur réduite en nitrite avec une durée de vie maintenue ou prolongée tout en préservant une qualité organoleptique optimale. En effet, BLAC HP permettra non seulement d'étudier de manière approfondie le mécanisme de stabilisation microbiologique, en particulier des flores sporulées psychrophiles, à l’échelle des cellules et de l’écosystème global du produit, mais également les aspects connexes de la mise au point: les qualités nutritionnelles, technologiques et sensorielles résultantes du produit tout au long de sa durée de vie. De plus, l’analyse du cycle de vie du procédé permettra de comparer objectivement son impact environnemental en comparaison avec le procédé traditionnel de fabrication, grâce à la création de nouveaux indicateurs. Enfin, le procédé sera testé à l’échelle pilote et des essais de transposition à d’autres produits carnés et des produits de la mer seront réalisés grâce au concours des partenaires industriels du projet. BLAC HP est ainsi construit dans une approche pluridisciplinaire qui fournira une base solide pour la compréhension et le développement industriel de la technologie.

Le projet BLACHP a été structuré en 6 tâches. Les 3 premières tâches sont des tâches de recherche qui ont pour but d’explorer des questions scientifiques de microbiologie et d’ingénierie alimentaire afin d’évaluer le potentiel de la combinaison des hautes pressions et de la biopréservation pour la stabilisation microbiologique de dés de jambons, choisis comme modèle de travail. L'effet de la combinaison de procédés est étudié à la fois à l'échelle cellulaire, grâce à des méthodes de pointe d'étude de spores bactériennes sous pression in situ, et à l'échelle de l'écosystème. Ainsi, la réponse dynamique des écosystèmes microbiens aux procédés est exploré par des méthodes de biologie moléculaire. En parallèle, l'effet des procédés est examiné sur les propriétés nutritionnelles, technologiques et organoleptiques des dés de jambon. La tâche 4 s’intéresse à l’impact environnemental et sociétal de la combinaison de procédés en comparaison avec un procédé classique. L'analyse du cycle de vie avec la mise au point de nouveaux indicateurs d'impact permet une approche d'écoconception du procédé. La tâche 5 de démonstration permettra le passage à l’échelle pilote et la transposition à d'autres produits. Enfin la tâche 6 correspond aux actions de gestion de projet et de communication.

Des bactéries sporulantes modèles, ainsi que leurs méthodes de production, de conservation et d’utilisation, ont été sélectionnées et définies au début du projet. 6 souches caractéristiques des produits carnés réfrigérés, dont 3 espèces aérobies et 3 espèces anaérobies ont été retenues. Parallèlement, 63 souches de bactéries lactiques fournies par différents partenaires ont été criblées pour leur capacité à produire des bactériocines actives contre les espèces sporulantes modèles et pour leur innocuité (sensibilité aux antibiotiques, non-production d’amines biogènes). trois souches d’intérêt ont été sélectionnées pour tester leur barorésistance et une souche de Lactococcus lactis, productrice de nisine et montrant une aptitude à se redévelopper après les traitements hautes pressions a été sélectionnée pour la suite du projet.
L’effet des HP seules et combinées avec des bactériocines purifiées a été étudié en profondeur sur 3 souches de bactéries sporulantes . Les résultats obtenus montrent que les HP sensibilisent les bactéries à la nisine présentes dans le milieu de culture. Les mécanismes de cette sensibilisation sont actuellement recherchés. Ces résultats ont permis de sélectionner un barème de traitement haute pression pour la suite du projet.
L'étude des écosystèmes de jambon commerciaux a mis en évidence une grande hétérogénéité de la charge et de la diversité microbiennes des jambons. 2 écosystèmes ont été sélectionnés pour l'étude de l'effet de la combinaison de procédé dans la suite du projet.
Le protocole d’ensemencement du jambon par la culture protectrice choisie a été mis au point et la reprises de croissance après traitement HP ont été vérifiée au cours du temps de stockage à 4 °C et jusqu’à 42 jours après traitement. L’influence du traitement combiné a été testé sur les caractéristiques de texture, capacité de rétention d’eau, couleur, acceptabilité olfactive (test triangulaire) et ceci au cours du stockage.

Des expériences sont en cours pour étudier l’impact des HP combinées avec la biopréservation par inoculation de la bactérie L. lactis sur l'inactivation et la reprise de croissance des espèces sporulées modèles. Pour cela des co-cultures L. lactis/spore sont réalisées en milieu liquide mimant le jambon et sur dés de jambon et la croissance est suivie au cours d’un stockage à 8°C.
De plus, les écosystèmes sélectionnés seront ensemencés sur des dés de jambon et suivis après traitement par la combinaison de procédés sélectionnés pour le projet.
Les mesures d’oxydation protéique et lipidique ainsi que de digestibilité des échantillons ayant subi le traitement combiné sont en cours de réalisation.
La tâche de démonstration du projet à l'échelle pilote débutera début 2018.

IAFP symposium on food safety, 29-31 march 2017, Brussels, Belgium. Modugno et al., The Synergistic Effect of High Pressure and Nisin on the Inactivation of Heat-Resistant and Pathogenic Spores in Food Matrices.

Modugno et al., la biopréserva

BLAC HP vise à développer une nouvelle stratégie pour la stabilisation des produits carnés réfrigérés transformés en combinant haute pression et biopréservation par des bactéries lactiques. Cette stratégie pourrait notamment constituer une alternative à l’ajout d’additifs conservateurs tels que les nitrites. Les dés de jambon à teneur réduite en nitrites conditionnés sous vide sont choisis comme modèle de travail . Grâce à la baroresistance de certaines bactéries lactiques, la combinaison de procédés devrait permettre de contrôler à la fois les flores végétatives et sporulées indésirables. Elle permettra de proposer un procédé durable pour des produits carnés à teneur réduite en nitrite avec une durée de vie maintenue ou prolongée tout en préservant une qualité organoleptique optimale. En effet, BLAC HP permettra non seulement d'étudier de manière approfondie le mécanisme de stabilisation microbiologique à l’échelle des cellules et de l’écosystème global du produit, mais également les aspects aval de la mise au point: les qualités nutritionnelles, technologiques et sensorielles résultantes du produit tout au long de sa durée de vie. De plus, l’analyse du cycle de vie du procédé permettra de comparer objectivement son impact environnemental en comparaison avec le procédé traditionnel de fabrication, grâce à la création de nouveaux indicateurs. Enfin, le procédé sera testé à l’échelle pilote et des essais de transposition à d’autres produits carnés et des produits de la mer seront réalisés grâce au concours des partenaires industriels du projet. BLAC HP est ainsi construit dans une approche multidisciplinaire qui fournira une base solide pour la compréhension et le développement industriel de la technologie.

Coordinateur du projet

UMR Procédés Alimentaires et Microbiologiques (Laboratoire public)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

5 DEGRE OUEST
Société Bignon Viande SARL
HIPERBARIC, S.A.
CHR HANSEN France SAS
IFIP- INSTITUT DU PORC
SECALIM ONIRIS
Centre Technique de la Conservation des Produits Agricole
INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE
GEPEA ONIRIS
UMR Procédés Alimentaires et Microbiologiques

Aide de l'ANR 781 722 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2014 - 48 Mois

Liens utiles