CE21 - Alimentation et systèmes alimentaires

A la recherche des glycanes de B. subtilis qui modulent les interactions spores / surface afin de rendre l'industrie Agro-alimentaire plus durables – SOGLOSSI

Résumé de soumission

Le gaspillage alimentaire est responsable d'émissions de gaz à effet de serre et du gaspillage de ressources. La limitation des pertes alimentaires est donc d’intérêt majeur pour limiter le changement climatique et assurer la sécurité et la durabilité alimentaire. Près d'un tiers des aliments produits dans le monde sont perdus après la récolte, et une grande partie de ces pertes peut être attribuée à l'altération microbienne. Les bactéries sporulées du groupe Bacillus subtilis sont parmi les espèces les plus couramment identifiées dans les aliments altérés qui ont été transformés par la chaleur, tels que les produits laitiers et de boulangerie, et elles conduisent à des pertes économiques importantes pour l'industrie agro-alimentaire (IAA). La récurrence des contaminations par Bacillus est largement due à leur capacité à contaminer durablement les surfaces, notamment en raison de la capacité des spores à adhérer à tous types de matériaux et résister aux procédures d'hygiène. Pour contrôler ces contaminants, il est donc indispensable de mieux décrire la couche superficielle des spores qui interagit avec les matériaux contact des IAA. Chez B. subtilis, cette couche superficielle (nommée « crust ») est principalement constituée de protéines et de glycanes. Alors que les protéines du crust sont bien décrites, la localisation, la nature et la structure des glycanes restent inconnues. Le projet SOGLOSSI propose une approche multidisciplinaire combinant la microbiologie, la génétique, la glycobiologie et la mécanique des fluides pour I/ caractériser la structure et l'ancrage des glycanes du crust de B. subtilis, II/ évaluer le rôle de chaque glycane dans les interactions entre spores et matériaux contact et III/ évaluer l'impact des procédures de transformation et d'hygiène sur les glycanes ainsi que leurs conséquences sur les interactions spores / matériaux. Pour répondre au premier objectif, les glycanes des spores de plusieurs souches du groupe B. subtilis seront séparés par chromatographie et la structure de chaque glycane sera résolue par des méthodes de spectrométrie de masse et de RMN. Les sites de glycosylation des protéines du crust seront définis par mutagenèse dirigée et par une approche glycoprotéomique. Pour répondre au second objectif, la structure des glycanes du crust de plusieurs mutants sera définie et les forces d'interaction spores / matériaux contact seront mesurées en utilisant une cellule d’écoulement sous microscope. Menées en parallèle, ces deux approches permettront d’établir une relation entre la structure des glycanes et les forces d'interactions qui s’établissent entre les spores et les matériaux. Pour répondre au dernier objectif, un banc d'essai sera construit pour soumettre les spores de B. subtilis à des paramètres industriels importants (débit, température, pH) afin d’évaluer l'impact de ces paramètres sur les glycanes et leurs conséquences sur l'adhésion des spores. Ces connaissances seront utilisées pour développer des méthodes alternatives de transformation et d'hygiène (telles que le nettoyage par l’écoulement de mousses à base de surfactants bio-sourcés) qui seront testées à l'échelle pilote. Ce projet devrait permettre d'acquérir des connaissances fondamentales sur la structure et les propriétés des glycanes de surface des spores de B. subtilis. Il aura également des retombées économiques et environnementales importantes. En effet, les données générées par ce projet pourront être utilisées pour optimiser les procédures de transformation et d'hygiène des IAA confrontées à des contaminations récurrentes par des bactéries sporulées du groupe B. subtilis. Elles devraient également permettre de développer de nouvelles techniques de transformation et d'hygiène qui sont indispensables pour I/ réduire l'impact économique et environnemental de ces procédés et II/ améliorer la qualité organoleptique, nutritionnelle et sanitaire des aliments transformés tout en limitant le gaspillage alimentaire.

Coordination du projet

Thomas Dubois (Unité Matériaux et Transformations)

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

UMET Unité Matériaux et Transformations

Aide de l'ANR 294 762 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2022 - 48 Mois

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