Le rôle des bactéries lactiques dans la fermentation alimentaire

Les saveurs uniques, les textures et les bienfaits pour la santé des aliments fermentés comme le yaourt, la choucroute ou le pain au levain sont issus d’une communauté de micro-organismes qui transforment des ingrédients ordinaires en produits exceptionnels. Les bactéries lactiques sont des acteurs majeurs dans ce processus. Alors, que sont-elles exactement et comment fonctionnent-elles ?

Que sont les bactéries lactiques ?

L'acide lactique est une substance produite lors de la fermentation par un groupe de bactéries appelé bactéries lactiques (BL). Ces bactéries décomposent les sucres contenus dans les aliments, comme le lactose (présent dans les produits laitiers) et le fructose (dans les fruits et certains légumes), générant par conséquent de l'acide lactique ¹. Il existe de nombreuses souches et espèces différentes de bactéries lactiques, qui se retrouvent naturellement dans les plantes, les aliments et même dans le système digestif des humains et des animaux ².

Les bactéries lactiques figurent parmi les micro-organismes les plus étudiés². Elles jouent un rôle central dans la fermentation alimentaire et sont utilisées depuis des millénaires pour fabriquer des aliments fermentés via un processus appelé lacto-fermentation ³. Bien que le terme "lactique" tire son origine du mot latin "lactis" (lait), la lacto-fermentation ne concerne pas uniquement les produits laitiers, elle s’applique aussi à d’autres matrices. Ce processus s’applique, par exemple, lors de la fabrication des cornichons, de la choucroute, du kimchi, du levain ou encore de certaines viandes séchées. La partie "lacto" fait simplement référence à l'acide lactique généré, rendant ces aliments légèrement acides et agissant comme un conservateur naturel¹.

Plusieurs sortes de bactéries lactiques sont reconnues comme sûres par les autorités de sécurité alimentaire dans le monde entier. Ces bactéries sont perçues comme bénéfiques pour la sécurité et la qualité des aliments et font partie des régimes traditionnels depuis des siècles⁴.

Les bactéries lactiques: aérobies ou anaérobies ?

Les BL peuvent survivre dans des environnements riches en oxygène (aérobie) ou pauvres en oxygène (anaérobie). Toutefois, ce n’est que dans des conditions d’oxygène restreints qu’elles passent à un métabolisme fermentaire ⁵.

À quoi servent les bactéries lactiques ?

Les BL jouent un rôle majeur dans la fermentation de nombreux aliments. Ce processus transforme des ingrédients comme le lait, le blé, les légumes ou la viande en aliments au goût distinct comme le yaourt, le pain au levain, le kimchi ou le saucisson. Les BL peuvent apparaître naturellement dans les aliments ou être ajoutées sous forme de "cultures de ferment lactique" pour obtenir des résultats précis ⁶.

Voici comment les BL améliorent les aliments :

• Conservation : Les BL réduissent le pH des aliments, créant un environnement acide qui empêche la croissance de bactéries nuisibles. Cette méthode de conservation naturelle permet de garder les aliments frais plus longtemps et d'étendre leur durée de conservation⁵.
• Saveur et texture : Les BL confèrent aux aliments fermentés leurs saveurs acidulées caractéristiques - comme dans le kimchi ou le pain au levain - ou des textures lisses et crémeuses - comme dans le yaourt. Cela s’explique par d'exopolysaccharides qui augmentent l'épaisseur du produit final.
• Sécurité : Certaines espèces de BL produisent des substances antimicrobiennes qui entravent la prolifération d’agents pathogènes nuisibles (micro-organismes susceptibles de présenter un risque pour la santé humaine).

Les bactéries lactiques sont aussi utilisées dans l’agriculture, en médecine, en cosmétique et dans la fabrication d'alternatives écologiques aux plastiques¹,⁷.

Quels aliments contiennent des bactéries lactiques ?

Les BL sont présentes dans différents aliments fermentés comme ⁸:

• Produits laitiers fermentés : yaourt, fromage, beurre, babeurre, kéfir et kumis.
• Légumes et fruits fermentés : légumes fermes tels que le chou, le concombre, le radis, mais aussi des fruits juteux comme la mangue, les baies, les abricots ou les prunes, qui sont souvent lactofermentés (il vous suffit d’un peu de sel, de bocaux propres et d’un peu de temps !).
• Céréales et grains fermentés : injera (pancake d’Ethiopie), pain au levain, pâte de miso (avec de l'orge) et des recettes traditionnelles comme le dhokla (gâteau de riz indien).
• Boissons fermentées : kombucha et boissons traditionnelles comme la boza, le pito ou la merrisa.
• Viandes séchées : certaines saucisses (comme le salami) et poissons séchés.

La quantité exacte de BL assimilée via des aliments fermentés spécifiques varie considérablement, en fonction de l’origine de l’aliment, du processus de fabrication, des conditions de stockage et d'autres facteurs. C’est pourquoi nous ne savons pas encore entièrement comment les BL interagissent exactement dans notre intestin. Le traitement des aliments a aussi un impact sur l'ingestion directe ou non des BL vivantes. Par exemple, les produits fermentés de boulangerie comme le pain au levain cuit ou les légumes fermentés pasteurisés, ne contiennent plus de 'micro-organismes vivants'. Quoi qu'il en soit, les aliments fermentés dépourvus de micro-organismes vivants peuvent encore offrir d'autres bienfaits pour la santé. Les micro-organismes ont la capacité de générer des substances bénéfiques qui sont ensuite ingérées les consommateurs (par exemple des vitamines), ils peuvent aussi éliminer des facteurs antinutritionnels et améliorer la digestibilité².

Les bactéries lactiques sont-elles des probiotiques ?

Plusieurs BL sont considérées comme probiotiques, mais pas toutes. Les probiotiques sont des micro-organismes vivants qui, lorsqu'ils sont consommés en quantités adéquates, peuvent offrir des bienfaits pour la santé. Les probiotiques ont la capacité de favoriser l'équilibre du microbiome intestinal, d'optimiser la digestion et de soutenir le système immunitaire.

Certaines souches de BL répondent aux critères pour être qualifiées de probiotiques. Par exemple ⁹:

• Types de Lactobacillus : telles que L. acidophilus, que l’on trouve dans des aliments fermentés comme le yaourt, le kéfir, le miso, le tempeh et la choucroute.
• Types de Bifidobacterium : telles que B. bifidum, également présent dans des aliments fermentés.
• Streptococcus thermophilus : présent dans des aliments tels que le lait, le fromage et d'autres produits laitiers.

Toutefois, toutes les BL ne peuvent pas être classées comme des probiotiques, car elles doivent répondre à des critères spécifiques. Par exemple, elles doivent être capables de survivre à l'environnement acide de notre estomac, de se fixer à nos cellules intestinales et de fournir des bienfaits mesurables pour la santé. C'est pour cette raison que chaque souche doit être évaluée individuellement pour déterminer ses caractéristiques probiotiques.

Quels sont les bienfaits des bactéries lactiques pour la santé ?

Selon le type d'aliment, la méthode de fabrication et le procédé de fermentation, les aliments fermentés peuvent renfermer plusieurs espèces et souches de BL, susceptibles d’interagir favorablement avec le microbiome intestinal1. Les scientifiques ont identifié plusieurs liens entre les BL et leurs effets bénéfiques sur la santé des individus, tels que^1-4:

• Santé intestinale : Les BL peuvent produire des vitamines, des acides gras à chaîne courte et des bactériocines, freiner la croissance de bactéries nuisibles tout en favorisant un équilibre entre les bactéries positives présentes dans l'intestin.
• Amélioration de la digestibilité et de l’absorption des nutriments : Les BL peuvent améliorer la digestion et l’absorption des nutriments, en particulier des protéines.
• Réduction des allergies : Les BL peuvent diminuer les propriétés allergènes de certains aliments, tels que les produits laitiers ou le blé, en dégradant les protéines spécifiques responsables des réactions allergiques.
• Propriétés antioxydantes : Certaines souches de BL génèrent des substances antioxydantes qui aident à lutter contre les radicaux libres nuisibles.
• Réduction du stress : Certaines souches de BL produisent un composé appelé GABA, qui agit comme un neurotransmetteur capable de diminuer la pression artérielle, de détendre les muscles et de réduire le stress psychologique.

Conclusion

Les BL sont cruciaux pour la conversation des aliments, le développement des saveurs et ont occupé une place essentielle dans la production alimentaire humaine pendant des milliers d'années. Elles sont non seulement d'une grande importance économique, mais jouent également un rôle crucial dans la promotion et le maintien de la santé humaine. Les BL sont des exemples remarquables du monde microbien souvent mal compris, où il est possible de les reconnaître et d'apprécier pour leurs associations positives avec la santé humaine et la cuisine.

Mise en avant du projet : Pour mieux comprendre comment les micro-organismes interagissent avec notre santé, le projet DOMINO, financé par l'UE, explore comment les aliments fermentés, tels que ceux développés via la lacto-fermentation, pourraient influencer le microbiome intestinal et offrir des bienfaits pour la santé. Le projet étudiera à la fois les aliments fermentés d'origine laitière et végétale, ainsi que la manière dont ils modulent le microbiome intestinal et favorisent la santé des individus, notamment celles souffrant de maladies métaboliques.

Les références

1. Wang Y et al. (2021). Metabolism Characteristics of Lactic Acid Bacteria and the Expanding Applications in Food Industry. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 9:612285.
2. De Filippis F, Pasolli E, Ercolini D. (2020). The food-gut axis: lactic acid bacteria and their link to food, the gut microbiome and human health. FEMS Microbiology Reviews 44(4):454-489.
3. Mathur H, Beresford TP, Cotter PD. (2020). Health Benefits of Lactic Acid Bacteria (LAB) Fermentates. Nutrients 12(6):1679.
4. Pasolli E et al. (2020). Large-scale genome-wide analysis links lactic acid bacteria from food with the gut microbiome. Nature Communications 11:2610.
5. Liu JM, Fehér C, Cao M, Lu F, Jensen PR. (2021). Editorial: Lactic Acid Bacteria: Microbial Metabolism and Expanding Applications. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology 9:794164.
6. Razola-Díaz MDC et al. (2024). Fermentation of Orange Peels by Lactic Acid Bacteria: Impact on Phenolic Composition and Antioxidant Activity. Foods 13(8):1212.
7. Abedi E, Hashemi SMB. (2020). Lactic acid production - producing microorganisms and substrates sources-state of art. Heliyon 6(10):e04974.
8. Petrova P, Petrov K. (2020). Lactic Acid Fermentation of Cereals and Pseudocereals: Ancient Nutritional Biotechnologies with Modern Applications. Nutrients 12(4):1118.
9. Ayivi RD et al. (2020). Lactic acid bacteria: Food safety and human health applications. Dairy 1(3):202-232.