Добірка наукової літератури з теми "Cultures microbiennes"

Forty microbial strains isolated from raw milk samples and black and green olives were grown in MP5 (mineral pectin 5) medium containing 0.5% lemon pectin. All strains synthesized an extracellular polygalacturonase. Rhodotorula sp. ONRh9 (0.44 U·mL–1) and Leuconostoc sp. LLn1 (0.16 U·mL–1), which had a more active poly galacturonase in MP5 medium, were studied in MAPG5 medium containing polygalacturonic acid. Highest biomass and polygalacturonase production by these two strains were observed for polygalacturonic acid concentrations of 10 g·L–1 (Rhodotorula sp. ONRh9) and 5 g·L–1 (Leuconostoc sp. LLn1) and for initial pH values of 6 (Rhodotorula sp. ONRh9) and 5.5 (Leuconostoc sp. LLn1). The two strains grown in fermenters in MAPG5 medium generated the following results: with controlled initial pH, Rhodotorula sp. produced maximum biomass (DO) and polygalacturonase (PG) after 20 h (DO, 3.86; PG, 0.24 U·mL–1) of growth, and this level was sustained until the end of the culture; Leuconostoc sp. LLn1 synthesized more cells and polygalacturonase between 4 h (DO, 1.80; PG, 0.17 U·mL–1) and 24 h (DO, 3.90; PG, 0.27 U·mL–1) of culture. With uncontrolled initial pH, the cultures produced maximum biomass and poly galacturonase after 20 h (DO, 3.30; PG, 0.26 U·mL–1) for Rhodotorula sp. ONRh9 and 10 h (DO, 2.84; PG, 0.17 U·mL–1) for Leuconostoc sp. LLn1.Key words: Leuconostoc, Rhodotorula, polygalacturonic acid, polygalacturonase, cell growth.[Journal translation]

Cet article porte sur l'étude de la réaction de nitratation (oxydation de nitrites en nitrates) par voie biologique aérobie avec des bactéries autotrophes nitratantes. Les phénomènes d'inhibition de l'ammoniac sur l'activité nitratante de populations microbiennes issues de boues activées (populations mixtes ou enrichies en bactéries nitratantes) ont été caractérisés. A l'aide d'une méthodologie faisant appel à la respirométrie, les caractéristiques de la population enrichie ont été définies : - les conditions optimales de mise en oeuvre sont un pH de 7,8 et une température de 29·C - les paramètres cinétiques définissant les performances sont QSmax=61 mgN-NO2-/gMVS×h et KS=3,04 mgN-NO2-/l - cette population présente une bonne tolérance vis-à-vis de NH3, une inhibition de 60% de la respiration des bactéries nitratantes ayant été obtenue pour 11,4 mgN-NH3/l. Les mêmes effets inhibiteurs ont été observés lors de la mise en culture discontinue de populations mixtes dans les conditions optimales de pH et température. Dans ces conditions de mise en oeuvre, différentes cultures dont les concentrations en biomasse totale ont varié de 0,1 à 2 gMVS/l, en présence de 3 mgN-NH3/l, ont présenté la même vitesse spécifique de nitratation. Ces phénomènes d'inhibition de la nitratation par NH3 paraissent complexes et fortement dépendant de facteurs environnementaux qui agissent sur la dynamique de croissance de ces bactéries.

Background: Diabetic foot ulcer (DFU) is a major complication of diabetes mellitus (DM) which is associated with high morbidity and mortality. There is high rate of bacteria colonization especially in those with tendencies for poor wound dressing. This is accompanied by high rate of inappropriate antibiotic usage. The aim of this study is to characterize microbial pathogens colonizing foot ulcers of diabetic patients in Enugu, Nigeria, and to determine the antibiotic susceptibility of these isolates.Methodology: This was a descriptive cross-sectional study of consecutively enrolled diabetic patients with foot ulcers in two tertiary healthcare facilities in Enugu, Nigeria, between May 2021 and February 2022. A structured questionnaire was used to obtain socio-demographic and clinical data of the patients. Pus samples and/or tissues were collected from the ulcer lesion of each patient for aerobic and anaerobic microbial cultures and biochemical identification using standard conventional techniques.Results: A total of 310 diabetic patients with foot ulcers were recruited into the study, with 62.3% (193/310) males and 37.7% (117/310) females, and mean age of 56.0±13.9 years. Bacteria and yeast were isolated from samples of 280 (90.3%) patients while samples of 30 (9.7%) patients had no microbial growth. Males had higher frequency of microbial isolates (90.7%, 175/193) than females (89.7%, 105/117), while the age group ≤ 40 years had higher frequency of microbial isolates (100%, 43/43) compared to other age groups, although the differences are not statistically significant (p>0.05). The distribution of the isolates showed that 15.7% (44/280) were monomicrobial while 84.3% (236/280) were polymicrobial. The highest single isolate was Bacteroides fragilis with 5.0% (14/280), followed by Staphylococcus aureus with 3.2% (9/280). Bacteroides fragilis and S. aureus occurred as the highest combined bacteria isolates with 5.7% (16/280). Most of the patients were colonized by combination of bacterial isolates. The susceptibility indicates that most of the anaerobic bacteria were sensitive to metronidazole while S. aureus isolates were resistant to ofloxacin at a rate of 65.0%. Conclusion: The findings in this study showed that there is high bacteria and fungi colonization of foot ulcers of diabetic patients in Enugu, Nigeria. Routine care of wounds especially frequent changes of dressing materials and the use of potent antiseptics, are recommended. Contexte: L'ulcère du pied diabétique (UPD) est une complication majeure du diabète sucré (DM) associée à une morbidité et une mortalité élevées. Il existe un taux élevé de colonisation bactérienne, en particulier chez les personnes ayant tendance à mal panser les plaies. Cela s’accompagne d’un taux élevé d’utilisation inappropriée d’antibiotiques. Le but de cette étude est de caractériser les agents pathogènes microbiens colonisant les ulcères du pied des patients diabétiques à Enugu, au Nigeria, et de déterminer la sensibilité aux antibiotiques de ces isolats. Méthodologie: Il s'agissait d'une étude transversale descriptive portant sur des patients diabétiques recrutés consécutivement et souffrant d'ulcères du pied dans deux établissements de soins de santé tertiaires à Enugu, au Nigeria, entre mai 2021 et février 2022. Un questionnaire structuré a été utilisé pour obtenir des données sociodémographiques et cliniques du les patients. Des échantillons de pus et/ou des tissus ont été prélevés sur la lésion ulcéreuse de chaque patient pour des cultures microbiennes aérobies et anaérobies et une identification biochimique à l'aide de techniques conventionnelles standard. Résultats: Au total, 310 patients diabétiques souffrant d'ulcères du pied ont été recrutés dans l'étude, avec 62,3% (193/310) d'hommes et 37,7% (117/310) de femmes, et un âge moyen de 56,0±13,9 ans. Des bactéries et des levures ont été isolées à partir d'échantillons de 280 (90,3%) patients, tandis que des échantillons de 30 (9,7%) patients ne présentaient aucune croissance microbienne. Les hommes présentaient une fréquence plus élevée d'isolats microbiens (90,7%, 175/193) que les femmes (89,7%, 105/117), tandis que le groupe d'âge ≤ 40 ans présentait une fréquence plus élevée d'isolats microbiens (100.0%, 43/43) par rapport aux autres groupes d’âge, bien que les différences ne soient pas statistiquement significatives (p>0,05). La répartition des isolats a montré que 15,7% (44/280) étaient monomicrobiens tandis que 84,3% (236/280) étaient polymicrobiens. L'isolat le plus élevé était Bacteroides fragilis avec 5,0% (14/280), suivi de Staphylococcus aureus avec 3,2% (9/280). Bacteroides fragilis et S. aureus étaient les isolats bactériens combinés les plus élevés avec 5,7% (16/280). La plupart des patients étaient colonisés par une combinaison d’isolats bactériens. La sensibilité indique que la plupart des bactéries anaérobies étaient sensibles au métronidazole tandis que les isolats de S. aureus étaient résistants à l'ofloxacine à un taux de 65,0%. Conclusion: Les résultats de cette étude ont montré qu'il existe une forte colonisation bactérienne et fongique des ulcères du pied des patients diabétiques à Enugu, au Nigeria. Des soins de routine des plaies, des changements particulièrement fréquents des matériaux de pansement et l'utilisation d'antiseptiques puissants sont recommandés.

Les extraits de plantes représentent un groupe complexe de substances dont les propriétés peuvent être utilisées pour manipuler le fonctionnement du rumen. Parmi eux, les tannins condensés, les huiles essentielles et les saponines ont été largement évalués pour leurs effets bactéricides/bactériostatiques. La variété de structure chimique des tannins condensés est, sans doute, à l’origine de leur différence de réactivité mais aussi d’une activité différente vis-à-vis des microorganismes du rumen. De façon générale, la croissance bactérienne est d’autant plus inhibée que la concentration en tannins condensés dans le milieu est élevée. Si les tannins condensés inhibent l'activité des archées méthanogènes, ils seraient sans effet sur les protozoaires. Généralement, les tannins condensés conduisent à une diminution de la concentration en azote ammoniacal dans le milieu ruminal mais n’affectent pas la concentration en acides gras volatils totaux. Si à dose élevée, l’effet est plus marqué in vitro qu’in vivo, à dose identique, l’amplitude de la réponse est différente selon la source de tannins condensés. En ce qui concerne l’action des tannins condensés sur la méthanogenèse, l’effet généralement observé, tant in vitro qu'in vivo, est une diminution de la production de CH4 bien que l’amplitude de la réponse soit variable et dépende de plusieurs facteurs que les études in vitro permettent de mieux cerner. Les effets principaux des huiles essentielles dans le rumen consistent en une réduction de la dégradation des protéines et de l'amidon et une inhibition de la dégradation des acides aminés, en raison de l'action sélective sur certains micro-organismes du rumen. Le pouvoir bactéricide des huiles essentielles vis-à-vis des bactéries (pathogènes ou ruminales) est lié à la structure chimique des molécules aromatiques qui les composent. Elles inhibent la croissance de la plupart des cultures pures bactériennes du rumen à des concentrations inférieures à 100 ppm ; certaines espèces pouvant s'adapter, ce qui explique la diminution voire l’absence d’effet souvent observé in vivo. Certains composés aromatiques ont la capacité de réduire la production de méthane dans le rumen. En revanche, les effets des saponines dans le rumen sont moins nets, en raison probablement du développement de populations microbiennes capables de les dégrader et/ou de l'adaptation des microorganismes à ces extraits de plante. Par ailleurs, en l’état actuel des connaissances, il est impossible de conclure quant à l’effet des extraits végétaux sur la qualité lipidique des produits animaux. Des essais complémentaires conduits in vivo et à long terme restent indispensables pour vérifier les effets observés, dans des conditions d'utilisation plus variées, mais aussi pour s'assurer de l'absence de résidus dans les produits animaux et de leur innocuité pour le consommateur.

The manner in which dry meat is prepared in under developed countries is highly unhygienic. Preserved meats (kundi and ponmo) were obtained from three food markets in Ibadan and were properly labelled. Samples cut into 50 grams were taken to the laboratory and soaked for 0, 6, 12, 18 and 24 hours. Water used for soaking and homogenised meat samples were cultured for Salmonella, Campylobbacter, E. coli, total bacterial count (TBC), total coliform count (TCC). Data were subjected to analysis of variance (ANOVA). Comparison of microbial loads for all the parameters measured due to effects of soaking had no significant (p>0.05) differences on kundi and ponmo, and the water for soaking. There was a significant 5 5 increase of microbial load for kundi water from 0.94 ×10 cfu/g at 0hr to 4.93×10 cfu/g at 24hr for total bacterial count(TBC) at p<0.05. The highest bacterial prevalence was the isolates from Escherichia coli in water for soaking Kundi, while the highest fungal prevalence was isolates from Aspergillus niger in water for soaking ponmo. The microbial load was lesser for ponmo than kundi and the soaking of the dried meat in water over a period of time reduced the microbial load in the preserved meat with the lowest microbial count found after 24hours.It is recommended that consumers of dried meat should endeavour to soak this meat for a minimum of 24hours before they are utilized. La manière dont la viande sèche est préparée dans les pays sous-développés est très peu hygiénique. Les viandes conservées (kundi et ponmo) provenaient de trois marchés alimentaires d'Ibadan et étaient correctement étiquetées. Des échantillons coupés en 50 grammes ont été amenés au laboratoire et trempés pendant 0, 6, 12, 18 et 24 heures. L'eau utilisée pour le trempage et les échantillons de viande homogénéisée ont été cultivés pour Salmonella, Campylobbacter, E. coli, le nombre total de bactéries (NTB), le nombre total de coliformes (NTC). Les données ont été soumises à une analyse de variance (ANOVA). La comparaison des charges microbiennes pour tous les paramètres mesurés en raison des effets du trempage n'a révélé aucune différence significative (p> 0,05) sur le kundi et le ponmo, et sur l'eau de trempage. Il y a eu une augmentation significative de la charge microbienne pour l'eau de kundi de 0,94 × 105 cfu/g à 0 h à 4,93 × 105 cfu/g à 24 h pour le nombre total de bactéries (NTB) à p < 0,05. La prévalence bactérienne la plus élevée était les isolats d'Escherichia coli dans l'eau pour faire tremper Kundi, tandis que la prévalence fongique la plus élevée était les isolats d'Aspergillus niger dans l'eau pour faire tremper le ponmo. La charge microbienne était moindre pour le ponmo que pour le kundi et le trempage de la viande séchée dans l'eau sur une période de temps a réduit la charge microbienne dans la viande conservée avec le plus faible nombre de microbes trouvés après 24 heures. Il est recommandé aux consommateurs de viande séchée de s'efforcer faire tremper cette viande pendant au moins 24 heures avant de l'utiliser

Introduction. MAS-moringa, pâte alimentaire, faite de Maïs, d’Arachides, de Sésames, de Moringa, de lait écrémé, du sucre et de l’eau, connait ces derniers temps une grande consommation dans le milieu rural de Kindia, République de Guinée. Elle est utilisée dans la prise en charge de la malnutrition aiguë sans complication médicale. Pour éviter les maladies liées à sa consommation, il était donc opportun de contrôler sa charge microbienne. L’objectif de cette étude était de déterminer sa qualité Microbiologique en termes de germes totaux et pathogènes et savoir si elle est propre à la consommation humaine. Méthodologies : Durant 6 mois, 300 échantillons de MAS-moringa, pasteurisés dont 180 g chacun, ont été prélevés au hasard sur les rations des enfants. Le dénombrement et la détection ont été obtenus à partir des boites d’agar ensemencées et la PCR (Polymerase Chain Reaction en temps réel). Résultat : aucun Salmonella spp, Shigella spp, Candida spp, Campylobacter spp, de staphylococcus aureus et Vibrio cholerae spp trouvé dans les échantillons. Les bactéries indicatrices de contamination notamment la flore totale, les coliformes fécaux, coliformes thermotolérants, les staphylococcus, Bactéries sulfito-réductrices en anaérobiose comptent respectivement 8 ; 7 ; 6 ; 5 ; 5 Unité Formant Colonies (UFC) ou /g de MAS-moringa. Conclusion : MAS-moringa, tel que préparé, est propre à la consommation humaine

Introduction : Les otites moyennes suppurées constituent un problème de sante publique, elles sont responsables de différents degrés de surdité et de complications endocrâniennes. L’isolement de bactéries a gram négatifs sensibles aux antibiotiques posent un dilemme thérapeutique au praticien Objectif de l’étude : de rapporter la fréquence des bactéries Gram-négatif résistantes aux antibiotiques des otites moyennes chroniques dans le service ORL de l’hôpital du district en commune CIV Bamako Mali. Patients et Méthodes : Etude rétrospective concernant la période allant du 1er janvier 2018 au 31 décembre 2022. L'otorrhée purulente de 96 patients a été examinée. La sensibilité des germes isolés dans le pus de l'oreille en fonction des différents antibiotiques a été testée par la méthode des disques a été réalisé au laboratoire du Centre d’Ínfectiologie Charles Mérieux (CICM) de Bamako. Résultats : L'otorrhée était unilatérale, ne concernant qu'une seule oreille dans 73,95% des cas. Les bactéries les plus souvent isolées étaient : Staphylococcus aureus, Proteus rettgeri et Proteus mirabilis. L'infection était mono microbienne dans 71 cas (72,45%). Les activités des antibiotiques sur les souches bactériennes isolées d'otorrhée ont montré que : 51,72% des 29 Staphylococcus aureus étaient sensibles à la gentamycine ; 81,81% des 22 Pyocyaneum étaient sensibles à la colistine et 61,53% des 13 Proteus mirabilis étaient sensibles à la gentamycine. Conclusion : Cette étude montre une fréquence et un taux de résistance aux antibiotiques élevés. L’antibiothérapie guidée est nécessaire dans les otites moyennes suppurées chroniques pour éviter les complications.

Objectif : L’agroforesterie est l’une des techniques permettant d’atténuer les effets néfastes de la dégradation des terres. Cette étude vise à évaluer le potentiel agroforestier de deux espèces de légumineuses Albizia lebbeck (L.) Benth. et Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex Walp., promues dans l’agroforesterie. Méthodologie et résultats : Pour cela les paramètres physico-chimiques et biologiques des sols sous houppier et hors houppier de Albizia lebbeck et Gliricidia sepium ont été caractérisés. Des tests de comparaison de moyennes, une ANOVA à mesures répétées et une analyse en composante principale (ACP) ont permis de comparer les sols sous houppier et hors houppier des deux espèces. Les résultats montrent que Albizia lebbeck et Gliricidia sepium ont eu un effet positif sur la biomasse microbienne, l’activité respiratoire et la densité de spores des sols (P< 0,05). Albizia lebbeck et Gliricidia sepium ont également induit une amélioration des paramètres physico-chimiques des sols sous houppiers. Conclusion et application des résultats : Ces résultats permettent de conclure que l’utilisation des deux espèces de ligneuses en association avec les cultures garantit une exploitation durable des sols. Ces résultats peuvent servir à améliorer la production végétale en agroforesterie. Mots clés : Fertilité des sols, agroforesterie, Albizia lebbeck ; Gliricidia sepium; Burkina Faso ABSTRACT Effect of Albizia lebbeck (L.) Benth. and Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex Walp. on soil fertility parameters Objective: Agroforestry is one of the techniques to mitigate the negative effects of land degradation. This study aims to assess the agroforestry potential of two species of legumes Albizia lebbeck (L.) Benth. and Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex Walp., promoted in agroforestry. Methodology and Results: For this, the physico-chemical and biological parameters of the soils under the crown and outside the crown of Albizia lebbeck and Gliricidia sepium were characterized. Comparison of means tests, repeated measures ANOVA and principal component analysis (PCA) were used to compare the soils under crown and outside the crown of the two species. The results show that Albizia lebbeck and Gliricidia sepium had a positive effect on microbial biomass, respiratory activity and soil spores’ density (P Kabore et al., J. Appl. Biosci. 2020 Effet de Albizia lebbeck (L.) Benth. et Gliricidia sepium (Jacq.) Kunth ex Walp. sur les paramètres de fertilité du sol 16079 <0.05). Albizia lebbeck and Gliricidia sepium also induced an improvement in the physico-chemical parameters of soils under crowns. Conclusion and application of results :These results allow to conclude that the use of the two woody species in association with the cultures guarantees a sustainable use of soils. These results can be used to improve crop production in agroforestry. Keywords: soil fertility, agroforestry, Albizia lebbeck; Gliricidia sepium; Burkina Faso

Dans le cadre de l'exploration de la diversité microbienne des sources hydrothermales océaniques profondes, les techniques moléculaires basées sur l'analyse du gène codant pour l'ARN ribosomique 16S ont permis la mise en évidence d'une grande diversité archéenne et bactérienne. Cependant, la diversité des micro-organismes hydrothermaux cultivés à ce jour reste bien inférieure à celle décrite par l'approche moléculaire. Des méthodes innovantes doivent alors être mises en oeuvre pour cultiver de nouveaux micro-organismes, et ainsi déterminer leurs caractéristiques métaboliques et leur rôle potentiel dans l'écosystème. Tel était l'objectif de ce travail : un bioréacteur gas-lift a été utilisé pour réaliser des cultures d'enrichissement en continu, pendant 50 jours, dans des conditions de thermophilie (60°C) et d'hyperthermophilie (90°). Un échantillon de cheminée (site Rainbow, ride medio-atlantique) a servi d'inoculum et a fait l'objet d'une analyse directe de la diversité moléculaire. La diversité des communautés microbiennes enrichies en bioréacteur a été analysée par DGGE, clonage, séquençage et hybridation. La diversité des micro-organismes cultivés en continu en bioréacteur s'est avérée plus grande que celle obtenue par culture classique en flacon (batch). Au sein du bioréacteur, une dynamique de la structure de la population a pu être mise en évidence. Des micro-organismes appartenant a priori à des espèces thermophiles modérées ont été détectés à 90 °C, et des autotrophes ont été obtenus en co-culture avec des hétérotrophes à 60°C. Des échanges de métabolites peuvent expliquer ce dernier résultat. Plusieurs espèces nouvelles, détectées au préalable de façon moléculaire, ont pu être isolées à partir des cultures d'enrichissement en bioréacteur. Une nouvelle espèce de l'ordre des Thermotogales, Marinitoga hydrogenitolerans, a notamment été décrite

Quatre souches de microorganismes ont ete retenues a priori pour etudier les fermentations alcooliques du glucose et du xylose derives de lignocelluloses par cultures pures et par cultures mixtes. Dans le cadre des cultures pures, a partir de 60 g/l de xylose, un rendement alcoolique de 0,40 g/g et une productivite de 1,55 g/l. H ont ete obtenus avec pichia stipitis en reacteur continu a haute densite cellulaire. Les valeurs relatives a la conversion alcoolique du glucose (140 g/l) par zymomonas mobilis sont un rendement de 0,47 g/g, une productivite de 19,5 g/l. H et un taux de conversion du substrat de 99 p. Cent. Les resultats ont ete valides sur hydrolysats hemicellulosique et cellulosique de bois de peuplier. La mise en uvre de cultures mixtes a haute densite cellulaire en conditions microaerobies avec un mutant deficient respiratoire de saccharomyces diastaticus et pichia stipitis a permis la production d'ethanol a partir du melange glucose/xylose (50 g/l) avec un rendement de 0,41 g/g, une productivite de 3,1 g/l. H et un taux de conversion du substrat de 100 p. Cent. La fermentation alcoolique d'un hydrolysat total de bois de peuplier par culture mixte conduit a un rendement de 0,25 g/g, une productivite de 0,93 g/l. H avec une assimilation complete du substrat

Le phosphore (P) est un nutriment majeur qui est souvent limitant pour la croissance des plantes dans les agro-écosystèmes mais le caractère non renouvelable des réserves en roches phosphatées rend urgente la nécessité de trouver une alternative aux fertilisants phosphatés et de mieux utiliser les ressources en P du sol. Dans ce contexte, l'objectif de ma thèse était d'élucider l'implication de processus rhizosphériques déterminant la disponibilité de P du sol dans des cultures associées céréale/légumineuse, et in fine l'acquisition de P par ces associations. Nous avons fait l'hypothèse que la facilitation de l'acquisition de P dans rhizosphère de ces cultures associées était la conséquence de processus microbiens, en lien avec des changements du carbone (C), de l'azote (N) et du P de la biomasse microbienne, ou de l'abondance de certains groupes microbiens spécifiques. Ma stratégie de recherche s'est donc focalisée sur les modifications de CNP de la biomasse microbienne et des communautés de microorganismes dans la rhizosphère de cultures associées relativement aux cultures pures correspondantes. Les effets de la fertilisation en P ou N et des modifications de pH en résultant en lien avec la fixation de N2 ont aussi été étudiés, à la fois au champ et en conditions contrôlées en microcosme de type rhizobox. Le blé dur et différentes espèces de légumineuses à graines ont été cultivées seules ou associées dans deux types de sols présentant des historiques de fertilisation différents. Dans une première expérience au champ avec un sol calcaire Méditerranéen présentant une forte disponibilité en P, nous avons montré que les cultures associées céréale/légumineuse pouvaient faciliter le recyclage de P en augmentant la biomasse microbienne et en modifiant sa stoechiométrie CNP dans la rhizosphère. Dans une seconde expérience au champ dans un essai de fertilisation P de longue durée, nous avons mis en évidence qu'une culture associée céréale/légumineuse pouvait augmenter le P de la biomasse microbienne à bas niveau de disponibilité en P et modifier les groupes microbiens susceptibles d'être impliqués dans le recyclage de P du sol. Enfin, nous avons conduit une expérience en rhizobox en conditions contrôlées avec le sol de cet essai de longue durée dans laquelle nous avons manipulé la disponibilité du nitrate, en vue d'évaluer les interactions des processus mentionnés plus haut et les modifications de pH induites par les racines dans la rhizosphère. En comparant la culture associée et les cultures pures correspondantes, nous avons obtenu des différences significatives de pH, de disponibilité en P, de CNP de la biomasse microbienne et de communautés de microorganismes dans la rhizosphère. Bien que ces modifications aient concerné un groupe de bactéries productrices de phytase, les relations causales entre les effets observés n'ont pu être établies. Une meilleure connaissance de tels processus devrait dans le futur nous permettre de définir des cultures associées performantes pour l'acquisition de P
Phosphorus (P) is a major nutrient that is often limiting plant growth in agroecosystems but phosphate rocks being a finite resource, there is an urgent need to find alternatives to P fertilizers and to better use soil P resources. In this context, the aim of my thesis was to elucidate the implication of rhizosphere processes determining the availability of soil P in cereal/legume intercropping systems, and ultimately the acquisition of P by these intercrops. We hypothesized that the facilitation of P acquisition in the rhizosphere in such intercrops was the consequence of microbially mediated processes, as evidenced by shifts of microbial biomass carbon (C), nitrogen (N) and P, or of specific microbial groups. Thus, my research strategy focused on root-induced changes of microbial biomass CNP and community in the rhizosphere of intercrops relative to the same crops grown alone. The effects of P or N fertilization and consequent pH changes as related to N2-fixation were also investigated, either in field experiments or in the controlled conditions of rhizobox microcosms. Durum wheat and different grain legume species were grown as sole crops and intercropped on two types of soils with different fertilization histories. In a first field trial in a calcareous, Mediterranean soil with high P availability, we demonstrated that cereal-legumes intercrops could be used to facilitate P cycling through increasing the microbial biomass and altering its CNP stoichiometry in the rhizosphere. In a second field experiment in a long term P fertilizer trial, we evidenced that a cereal-legume intercrop could increase the microbial biomass P at low P availability and modify microbial groups possibly involved in soil P cycling. Finally, we designed a rhizobox experiment in controlled conditions with soils of this long term trial where we manipulated nitrate availability, in order to assess the interactions of the above-mentioned processes with root-induced pH changes in the rhizosphere. When comparing intercrops and sole crops, we obtained significant differences of soil pH, P availability and microbial biomass CNP and community in the rhizosphere. Although such changes concerned phytase-producing bacteria, the causal relationships between the observed effects still need to be established. A better knowledge of such processes shall help designing more P-efficient intercropping systems in the future

Nos connaissances de la diversité des communautés microbiennes marines ont longtemps été restreintes aux informations précieuses, mais incomplètes, issues de l'utilisation de méthodes de culture. Lors de cette étude, des techniques moléculaires (PCR, RT-PCR, clonage, séquençage, hybridation) et des marqueurs génétiques [ARNr 16S, gènes codant pour des enzymes spécifiques de différentes voies métaboliques (mcr A, pmo A, dsrAB)] ont été utilisés pour contourner les limites inhérentes aux méthodes de culture et accéder à une vision plus réaliste de la diversité spécifique et fonctionnelle de communautés microbiennes hydrothermales. Ce travail de recherche a permis (i) de mettre en évidence une grande diversité de séquences d'ADNr 16S archaéens et bactériens, et de montrer l 'existence de variations dans la composition des communautés archaennes à l'échelle d'une source et d'un champ hydrothermal , (ii) de découvrir de nouvelles lignées microbiennes, quelles que soient les marqueurs génétiques utilisées, et d'étudier la diversité phylogénétique et la distribution géographique d'une d'entre elles, (iii) de développer et valider des sondes oligonucléotidiques ciblant l'ARNr 16 S d'archaea fréquemment rencontrées sans des systèmes hydrothermaux, et (iv) d'identifier les archaea les plus actives d'une communauté microbienne associée à un échantillon hydrothermal. Grâce à l'utilisation combinée de différentes approches moléculaires, ce travail élargit notre vision de la diversité des communautés microbiennes de l'écosystème hydrothermal marin profond
Our knowledge of the diversity of marine microbial communities has long been restricted to the precious but incomplete informations generated by the culture-based methods. In this study, molecular techniques (PCR, RT-PCR, cloning, sequencing, hybridization) and genetic markers [16S rRNA, genes coding for enzymes specific of diverse metabolic pathways (mcr A, pmo A, dsrAB)] were used to circumvent the limits inherent to cultivation methods ant to get a more realistic view of the specific and functional diversity of the deep-sea hydrothermal vent microbial communities. This research allowed (i) to reveal a wide diversity af archaeal and bacterial 16S rRNA, and to show the existence of variations in the archaeal coomunity composition at the hydrothermal site and hydrothermal field scales, (ii) to discover new microbial lineages whatever the genetic markers used, and to study the phylogenetic diversity and geopgraphic distribution of one of them (iii) to develop and validate 16S rRNA oligonucleotide probes targeting Archaea frequently found in hydrothermal systems, and (iv) to identify the most active Archaea of a microbial community associated with an hydrothermal sample. By the combined use of diverse molecular approaches, this work enlarges our view of the diversity of microbial communities in deep-sea hydrothermal vents

Une des principales limites de la lutte biologique réside dans la variabilité des résultats expérimentaux souvent imputée à la non-persistance des micro-organismes introduits sur les végétaux. Dans le cadre de cette thèse, Pythiurn oligandrum, un oomycète connu pour ses propriétés d’agent antagoniste et d’inducteur de résistance chez les plantes, a été utilisé. L’objectif principal a été d’étudier la colonisation et la persistance de P. Oligandrum après son introduction au niveau du système racinaire de plants de tomate en culture hors-sol, et d’apprécier son incidence sur les communautés microbiennes de la rhizosphère et des effluents de serre. Trois souches de P. Oligandrum ont d’abord été sélectionnées pour leur production d’oospores (structure de résistance) ainsi que de molécules ayant des effets positifs sur la croissance (une auxine : la tryptamine) et la résistance des plantes (un éliciteur : l’oligandrine). La colonisation des racines et des solutions circulantes par P. Oligandrum et Pythium dissotocum, un agent pathogène mineur très fréquent en hors-sol, a été estimée par méthodes culturales et moléculaires. L’antagoniste a persisté à des taux élevés tout au long de la saison culturale (avril à septembre), la rhizosphère des plantes ayant été colonisée à 90% par la souche produisant le moins d’oospores (détermination par Inter Simple Sequence Repeat). Malgré son abondance au niveau racinaire, peu ou pas de P. Oligandrum a été détecté dans les différents effluents de la serre. P. Dissotocum a, quant à lui, colonisé les racines et les effluents de drainage pendant les mois d’été. Un léger effet retard et une moindre colonisation au niveau des racines colonisées par l’antagoniste ont été mis en évidence. L’analyse des communautés microbiennes (fongiques et bactériennes) racinaires et circulantes par SSCP (Single-Strand Conformational Polymorphism) a révélé que ces communautés avaient subi des changements structurels importants au cours de la saison culturale. Ces évolutions temporelles sont intervenues indépendamment de l’inoculation et de la persistance de l’agent antagoniste P. Oligandrum. Des archées ont également été détectées durant toute la saison culturale dans les effluents mais uniquement aux mois de septembre et octobre au niveau des racines. Dans ce cas aussi, l’inoculation par P. Oligandrum ne semble pas avoir engendré d’effet sur ces communautés. Les résultats décrits précédemment reposent sur l’extraction et l’amplification d’ADN. Un des inconvénients de cette stratégie est qu’elle ne permet pas d’étudier les communautés microbiennes d’un point de vue fonctionnel. Afin d’évaluer et de comparer la diversité structurelle et fonctionnelle des populations fongiques rhizosphériques, ADN et ARN ont été extraits puis analysés par SSCP en fonction de trois cibles génétiques différentes: la région ITS1, l’ARNr 28S, la grande sous-unité de l’ARNr mitochondrial. Les informations générées par l’analyse de ces trois marqueurs génétiques sont relativement différentes, confirmant ainsi l’intérêt d’utiliser des amorces ciblant des régions de l’ADN très différentes pour obtenir une vision plus exhaustive de la microflore fongique
Biocontrol efficacy is mainly limited by the variability of the rhizosphere competence of the inoculated microorganisms. This doctoral thesis focused on Pythium oligandrum, an oomycete acknowledged as an antagonistic organism able to protect plants from pathogenic attacks. The aim of this work was to study the colonisation and the persistence of P. Oligandrum after its introduction in the root system of tomato plants grown in soilless culture; and to assess its impact on microbial communities colonizing the rhizosphere and the greenhouse effluents. Three strains of P. Oligandrum were selected on the basis of their ability to produce oospores (resting structures) and production of tryptamine (an auxin like compound) and of oligandrin (a glycoprotein elicitor). Real-time PCR and plate counting demonstrated the persistence of large amounts of the antagonistic oomycete in the rhizosphere throughout the cropping season (April to September). Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) analysis showed that, among the three strains inoculated, the one producing the lowest amount of oospores was detected at 90%. Despite its abundance on roots, no traces of P. Oligandrum were detected in the different effluents of the soilless greenhouse. P. Clissotocum (ubiquitous tomato root minor pathogen) colonized the rhizosphere and the effluents only in summer. There was a reduction of P. Dissotocum populations in inoculated root systems. Single-Strand Conformational Polymorphism (SSCP) analysis revealed that the genetic structure of microbial communities (fungi and bacteria) colonizing the rhizosphere and the effluents, evolved throughout the cropping season. This temporal evolution was independent from the inoculation and the persistence of the antagonist P. Oligandrum. Effluents were also colonized by Archaeabacteria but roots, only during the last two months of culture. These populations grew independently from P. Oligandrum. Results previously described, rely on DNA extraction and amplification. This strategy suffers from the inability to investigate active microbial communities. DNA and RNA data obtained by SSCP analysis of three different genetic regions (ITS1, rRNA 28S, mitochondrial RNA large subunit) highlighted the interest of using different primers for having an exhaustive view of the fungal microflora

La production de biopolymères de type polyhydroxyalkanoates (PHA) est une alternative attractive pour remplacer, en partie, les plastiques produits à partir de ressources fossiles. Les contraintes techniques imposées par les cultures pures (substrat purifié, stérilité…) impliquent un coût de production qui rend la production de ces bioplastiques difficilement compétitive par rapport à celle des plastiques conventionnels. L’utilisation de cultures non axéniques permettrait de palier les contraintes des cultures pures mais nécessite une étape de sélection des microorganismes producteurs naturels de PHA. A partir d’un inoculum issu de boues d’épuration et de substrats de types AGV (acide butyrique et acétique), une stratégie de limitation de la croissance par le phosphore pour accumuler du PHB a été mise en place. Nous avons étudié, avec les modes de culture fed-batch et continu, le potentiel de sélection de souches productrices et de production de PHA en fonction des paramètres opératoires (taux de dilution) et environnementaux (degré de limitation en phosphore). L’objectif scientifique a consisté à améliorer les connaissances sur le rôle d’une limitation en phosphore selon les conditions opératoires du procédé, tout d’abord sur la nature des souches sélectionnées, et ensuite sur la croissance et l’accumulation de PHB. Pour cela, une démarche associant l’identification des micro-organismes en dynamique par une technique de pyroséquençage, une caractérisation cinétique des micro-organismes sélectionnés, une analyse procédé et le développement d’une modélisation cinétique a été effectué. L’objectif final du travail visait l’optimisation des procédés de production de PHB en culture non axénique : productivité, rendement, titre final en PHB mais aussi fiabilité et robustesse, en vue de définir une stratégie de production optimale de PHA. Les performances atteintes lors des cultures en fed-batch se situent parmi les meilleures de la littérature (70% de PHA) en cultures mixtes sans étape d’enrichissement préalable en microorganismes producteurs. Les résultats ont montré le rôle de la limitation phosphore sur le déclenchement de la production de PHB. En chémostat, l’analyse des paramètres macro-cinétiques, à partir des sélections microbiennes, a révélé des cinétiques de conversion du substrat carboné en PHB, biomasse catalytique et CO2 dépendantes du degré de limitation en phosphore et du taux de croissance. Le taux de phosphore intracellulaire (dépendant du taux de croissance et du degré de limitation phosphore), est le paramètre gouvernant la conversion du carbone. De plus, ce rôle a été observé pour toutes les populations sélectionnées sous limitation phosphore, démontrant un comportement universel de ces populations face à une limitation phosphore. En parallèle, des études dynamiques en batch à partir de ces populations ont permis de caractériser les paramètres cinétiques des souches, montrant une vitesse maximale de production de PHB de 0,6 et 1,2 Cmol/Cmol.h avec acide acétique et butyrique respectivement. Ces hypothèses réalisées à partir des observations expérimentales ont permis l’établissement d’un nouveau modèle cinétique basé sur le rôle du phosphore intracellulaire sur la conversion du carbone. La confrontation de ce modèle aux résultats expérimentaux a conforté et amélioré la compréhension des processus de dilution intracellulaire du phosphore et de stockage de PHB. Ce modèle a également permis d’explorer une large gamme de conditions environnementales et de prédire les comportements microbiens d’organismes producteurs et non producteurs. A partir des résultats observés et du modèle cinétique établi, les performances de différentes configurations de procédés de production de PHA ont pu être discutées : chémostat simple ou double étage, fed-batch, chémostat et batch... Les performances en termes de productivités, taux de PHB intracellulaires, degré de sélection de producteurs et robustesse du procédé sont comparées
The production of polyhydroxyalkanoates (PHA) is an attractive alternative for plastics produced from fossil resources. The technical constraints imposed by pure cultures (purified substrate, sterilization ...) involve a high production cost of PHA production, and the production of these bioplastics is hardly competitive. The use of non-axenic cultures would avoid the constraints of pure cultures but requires a selection step of PHA producers. From a microbial inoculum (activated sludge) and AGV (butyric and acetic acid), a strategy for limiting the growth by phosphorus to accumulate PHB was established. From fed-batch and continuous culture, we studied the selection of PHA producers and the production of PHA based on operating parameters (dilution rate) and environmental (degree of phosphorus limitation). The scientific objective was to improve knowledge on the role of phosphorus limitation according to the operating conditions of the process, first about the nature of selected strains, and then about the cellular growth and PHB accumulation. For this, an approach involving identification of microorganisms by pyrosequencing method, a kinetic characterization of selected microorganisms, a process analysis and development of a kinetic modeling were performed. The ultimate goal of the work was the optimization of PHB production processes in non-axenic culture: productivity, yield, final PHB concentration but also reliability and robustness, to define an optimal production strategy of PHA. The performance achieved during the fed-batch cultures are among the best in the literature (70% PHA) in mixed cultures without enrichment step of PHA producers. The results showed the role of phosphorus limitation on the PHB production. Thus, it has been demonstrated the importance of degree of phosphorus limitation to maintain cell growth allowing enrichment in PHA producers explaining the high content of PHA obtained. From microbial selections in chemostat culture, the analysis of macro-kinetic parameters revealed conversion kinetics of the carbon substrate in PHB, catalytic biomass and CO2, dependent on the degree of phosphorus limitation and growth rate. The limits on the degree of plasticity of the intracellular phosphorus (ranging from 3.8% to 0.045%) were identified as a function of the specific growth rate. This intracellular phosphorus content (depending on the growth rate and degree of phosphorus limitation), is the parameter governing carbon conversion. Furthermore, this role of the intracellular phosphorus was observed for all populations selected under phosphorus limitation in this study, demonstrating a universal behavior of these populations face to phosphorus limitation. In parallel, dynamic studies in batch reactor from these selected populations were used to characterize the kinetic parameters of the strains, showing a maximum PHB production rate of 0.6 and 1.2 Cmol/Cmol.h with acetic acid and butyric respectively. These hypotheses made from experimental observations allowed the establishment of a new kinetic model based on the role of intracellular phosphorus on carbon conversion. The comparison of this model with experimental results has strengthened and improved the understanding of the mechanisms of intracellular phosphorus dilution and storage PHB. This model was also used to explore a wide range of environmental conditions and predict microbial behavior of PHA producers and non-producing organisms according to the operating conditions in continuous or batch reactor. From the results observed and the established kinetic model, the performance of PHA production processes of different configurations was discussed: chemostat single or two-stage, fed-batch, chemostat plus batch... The productivities, intracellular PHB content, performances of selection and the reliability of the process are compared

L’évaluation multicritère des systèmes de culture implique d’acquérir des connaissances sur la composante biologique des sols, notamment sur le compartiment microbien. Les microorganismes essentiels dans les cycles biogéochimiques, sont particulièrement impliqués dans la transformation de la matière organique, via les activités enzymatiques dans les sols. De nombreux travaux soulignent qu’il est possible de décrire la structure et les fonctions des communautés microbiennes. Cependant, il n'existe que peu d'informations pouvant aider à la compréhension des relations structure/ fonctions. En effet, le déterminisme de la structure d'une communauté, associés aux facteurs de régulation de l'expression des activités enzymatiques, rendent difficile la compréhension des mécanismes régissant les relations entre structure/fonctions. L'objectif de ce travail était d'apporter des éléments de réponse à cette problématique, située à l'interface de la recherche fondamentale et de la recherche appliquée. Connaître ces relations revient à améliorer compréhension du rôle des communautés microbiennes dans le fonctionnement, la résilience et la durabilité des sols à produire. Ce travail a été réalisé sur un site expérimental agricole (Yvetot, Haute Normandie) ayant pour objectif agronomique d’évaluer l’effet de l’introduction de prairies dans les rotations de cultures. La stratégie globale de recherche développée pour l’étude des relations structure/ fonctions, repose sur des expérimentations en conditions naturelles (in situ) et au laboratoire (en conditions contrôlées). Les variables descriptives de la structure et des fonctions enzymatiques des communautés microbiennes sélectionnées montrent d’une part, l’intérêt de combiner des approches qualitatives et quantitatives via des méthodes complémentaires (chimiques, biochimiques, moléculaires), et d’autre part, la nécessité de moduler les biais inhérents à chaque méthode, confortant ainsi les interprétations. Les expérimentations in situ reposent sur deux analyses comparatives. La première étude a été menée sur l’ensemble du dispositif expérimental d’Yvetot, par l’étude à un temps t de parcelles présentant des historiques différents. La seconde a consisté en l’analyse spécifique des deux systèmes les plus contrastés : la prairie permanente et la grande culture. Ces expériences ont permis de mettre en évidence que le mode d’usage au moment de l’échantillonnage semble être le premier facteur déterminant de la structure et des activités enzymatiques potentielles totales. Le changement dans les activités enzymatiques pondérées par la biomasse ne suit pas, quant à lui, le même profil et serait plutôt fonction de l’historique de la parcelle. Les résultats montrent également un phénomène de résilience du profil fonctionnel, résultant de l’évolution de la structure sous l’introduction de prairies dans les rotations de cultures. Par ailleurs, l’analyse spécifique de la structure des communautés microbiennes des deux systèmes les plus contrastés, par l’identification des bactéries cultivables hétérotrophes isolées à partir des substrats du système Biolog, semblent refléter, à notre échelle d’observation et dans les conditions expérimentales de ce travail, la diversité bactérienne initiale des deux sols et met en exergue la dominance des Bacteroidetes et des γ-Protéobacteries. Parallèlement à cette approche multifactorielle en conditions naturelles, des écosystèmes miniaturisés ont été mis en place pour analyser la réponse des communautés microbiennes à des stress drastiques. La durée et la sévérité des stress, devaient être suffisamment importantes pour passer d’un simple changement physiologique à un véritable remaniement structural des différentes communautés microbiennes. Ces stress ont consisté à appliquer soit un choc thermique soit un fongicide à une concentration 1000 fois supérieure à la dose agronomique, sur un sol de prairie permanente et un sol de grande culture. Les expérimentations en conditions contrôlées confirment qu’un stress drastique modifie les communautés microbiennes et les fonctions enzymatiques dans les sols. Cependant, les résultats soulignement que la réponse aux stress est dépendante de la structure initiale de la communauté microbienne et de la nature du stress appliqué. L'ensemble de ce travail confirme la difficulté d’attribuer une activité enzymatique déterminée à un groupe microbien défini, du fait de la redondance fonctionnelle au sein des communautés microbiennes. Il soulève également l’importance des conditions expérimentales et de l’analyse statistique globale des données pour établir ces relations. Finalement, cette étude apporte des éléments de compréhension sur le rôle de la biodiversité, notamment dans la résilience des écosystèmes. Ce travail a permis également d’éclairer sur les difficultés d’appréhender les communautés microbiennes et leurs fonctionnements dans les sols, soumis à différentes contraintes agronomiques. Approfondir la compréhension de ces relations est d’autant plus importante que l’application en agronomie de ces savoirs est nécessaire
Multi-criteria assessment of agricultural systems involves acquiring knowledge about the soil biological component, especially about the microbial compartment. The soil microorganisms are essential in biogeochemical cycles and are mainly involved in the transformation of organic matter through their enzymatic activities. Many studies emphasize the possibility to describe the structure and the functions of soil microbial communities. However, little information is available to help the understanding of the structural and functional relationships. Indeed, the factors that influence the structure of microbial communities associated with factors regulating the expression of enzymatic activities make it difficult to apprehend the mechanisms governing these relationships. The objective of this study was to describe the relationships between structure and functions of soil microbial communities. This issue is at the interface between fundamental and applied research. The knowledge of these relationships will improve the understanding of the role of microbial communities in the resistance, resilience and the sustainability of soil. This work was carried out on an agricultural experimental site (Yvetot, Haute Normandie). This site allows the assessment of the effect of the introduction of grasslands in crop rotations. The research strategies developed in this study were based on experiments carried out under natural conditions (in situ) and laboratory soil microcosms (controlled conditions). The selected structural and functional descriptive variables of microbial communities demonstrates, the lively interest of combining qualitative and quantitative approaches based on complementary methods (chemical, biochemical and molecular methods) to restrain the biases of each method and reinforce interpretations. In situ experiments are based on two comparative studies, the first one concerned all plots of the experimental site; these plots had different management practices. The second one consisted of the specific analysis of the two most contrasting agricultural systems: the permanent grassland and conventional cropping. These experiments highlighted that the land use at the time of sampling appears to be the major determinant of the structure of soil microbial communities and their potential enzymatic activities. The change in enzymatic activities weighted by the microbial biomass carbon appears to be determined by the cropping history of the plots. The results also show resilience in functional profile resulting from the evolution of the microbial community structure under the introduction of grasslands in crop rotations. Moreover, the specific analysis of the heterotrophic cultivable bacteria isolated from Biolog Ecoplates substrates of the two most contrasting agricultural soils, highlighted the dominance of Bacteroidetes and γ-Proteobacteria and seems to reflect the initial bacterial diversity of the two soils. In parallel with the previous multifactorial approach under natural conditions, soil microcosm experiments were carried out to investigate the response of microbial communities to drastic stress. The duration and severity of the applied stress aimed to modify the structure of soil microbial communities. These stresses have consisted in applying either a heat shock or a fungicide at 1000 times the recommended dose in the permanent grassland and the conventional crop soils. The results of soil microcosm experiments confirm that the drastic stress changes microbial community structure and enzymatic functions in soils. These results emphasize also that the stress response is dependent on the initial microbial community structure and the type of the applied stress. These results confirm the difficulty to assign a specific enzymatic activity to a specific microbial group due to functional redundancy of soil microbial communities. It also raises the importance of experimental conditions and data statistical analysis in the establishment of these relationships. This study showed the importance of biodiversity in particular its role in ecosystem resilience and also underlined the difficulties describing the microbial communities and their functions in soils under different agronomic constraints. The understanding of these relationships is particularly important as the application of this knowledge in agronomy is required

L'emploi de cultures mixtes definies ou naturelles a permis d'etudier quelques interactions microbiennes se deroulant dans les digesteurs anaerobies. Il a ete demontre qu'il etait possible d'immobiliser avec succes des cultures mixtes definies anaerobies en utilisant un gel d'agar. Grace a l'emploi de cultures mixtes definies, il a ete demontre la possibilite de transfert interespeces d'hydrogene entre e. Coli et des methanogenes et entre desulfovibrio vulgaris et methanobacterium bryantii a partir du formiate. Lors de l'etude de la methanisation du xylane par une culture mixte definie, l'inhibition de la methanogenese a partir de l'acetate par le formiate a ete demontree, ces resultats ont ete confirmes par l'emploi de boues granulaires provenant d'un reacteur uasb. Avec des boues granulaires issues du meme reacteur, des etudes visant a determiner quantitativement leur composition microbiologique et les activites de degradation d'acides gras volatils (acetate et propionate) ont ete realisees. Une discussion globale, basee sur ces resultats permet de mettre en valeur le role ecologique important des methanogenes hydrogenophiles utilisatrices de formiate, dans les phenomenes de regulation de la digestion anaerobie, et une analyse critique du concept de transfert interespece de formate est exposee

Les systèmes alimentaires occidentaux ne sont pas durables en termes d‘impacts environnementaux et d‘effet sur la santé. Une solution est de revisiter les modes de consommation en favorisant les produits à base de protéines végétales. Cependant, un des verrous à l‘introduction des protéines végétales dans notre alimentation est leurs défauts sensoriels qui sont un frein à l‘acceptabilité des produits par les consommateurs. La fermentation est un procédé ancien qui pourrait être un levier à ce verrou sensoriel. Dans ce contexte, l‘objectif de ce projet de thèse est d‘étudier les bénéfices sensoriels apportés par la fermentation de gels enrichis en protéines végétales à l‘aide de consortia microbiens sélectionnés. Pour cela, une stratégie alliant analyses sensorielles, microbiologie et physicochimie a été mise en œuvre. Deux types de matrices contenant 10% de protéines et 10% d‘huile de colza ont été étudiés : la première est constituée de 100% de protéines de pois et la deuxième est constituée d‘un mélange de protéines de lait (50%) et de pois (50%). Sur la base des connaissances de la matrice et des propriétés fonctionnelles des micro-organismes, 56 souches microbiennes ont été sélectionnées. Une stratégie raisonnée d‘assemblage de ces souches a été mise en place, basée sur la répartition équilibrée selon leur groupe phylogénétique, mais aussi sur la connaissance experte des fonctions cibles aromatiques recherchées. En parallèle, plusieurs procédés de gélification ont été étudiés pour structurer les gels. Dans un premier temps, la fermentation a été étudiée sur des émulsions non gélifiées pour permettre la sélection des communautés microbiennes spécifiques pour chaque matrice. Dans un second temps, le potentiel d‘adaptation et de fonctionnement des écosystèmes sélectionnés ont été étudiés sur les émulsions gélifiées. La croissance et l‘abondance des microorganismes dans les gels après trois et sept jours de fermentation ont été évaluées sur milieu spécifique et le potentiel aromatique des consortia a été cartographié par un panel sensoriel.Dans une dernière partie du travail, les défauts/bénéfices sensoriels de la fermentation ont été étudiés de point de vue sensoriel et analytique. Les résultats montrent un fort potentiel d‘implantation des bactéries lactiques (principalement Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactococcus lactis et Lactobacillus casei) et de la majorité des eucaryotes (en particulier Mucor et Geotrichum) pour l‘émulsion mixte comme pour l‘émulsion végétale. Même si les souches appartenant aux groupes Actinobacteria et Proteobacteria ne soient pas compétitives vis-à-vis de la flore endogène (Bacillus), certaines espèces comme Hafnia alvei, Acinetobacter johnsonii et Glutamicibacter arilaitensis, ont montré une forte croissance quand elles sont inoculées en associations. Des notes aromatiques spécifiques pour chaque émulsion ont été générées permettant de masquer la note végétale « verte » caractéristique du pois. Ainsi, deux consortia ont pu être sélectionnés sur la base de notes lactiques et fruitées pour l‘émulsion végétale (VEGAN), et de notes fruitées pour l‘émulsion mixte (MEGAN). Le potentiel d‘adaptation de ces deux consortia dépendait de la composition et de la structure des gels. Ainsi, le consortium VEGAN semble bien adapté pour le gel végétal et génère des notes torréfiées/grillées, alors qu‘il génère des notes laitières (crème fraiche/caillé frais) dans le gel mixte. Le consortium MEGAN s‘implante très bien dans les deux types de gels, générant des notes fromagères et fruitées dans le gel mixte, mais ne permet pas de masquer les notes vertes dans le gel végétal. Les défauts sensoriels attribués aux notes vertes et à l‘amertume sont liés principalement à la présence des aldéhydes et des acides aminés hydrophobes respectivement, mais restent encore à approfondir. (suite et fin du résumé dans la thèse)
Western food systems are not sustainable in terms of environmental impacts and health effects. One solution is to revisit consumption patterns by favoring products based on plant proteins. However, one of the barriers to the introduction plant proteins in our diet is their sensory defects which can be obstacles for the acceptability of products by consumers. Fermentation is an ancient process that could be a solution to this sensory issue. In this context, the aim of this PhD thesis is to study the sensory benefits provided by the fermentation of plant protein-based gels using selected microbial consortia. In order to accomplish this, a strategy combining sensory analyzes, microbiology and physicochemistry was implemented. Two types of matrices containing 10% protein and 10% rapeseed oil were studied: the first consists of 100% pea protein and the second consists of a mixture of milk proteins (50%) and pea proteins (50%).Based on knowledge of the matrix and the functional properties of microorganisms, 56 microbial strains were selected. A reasoned strategy of assembly of these strains was put in place, based on the balanced distribution according to their phylogenetic group, but also on the expert knowledge of the desired aromatic functions. In parallel, several gelling processes were studied to structure the gels. In the first step, the fermentation was studied on non-gelled emulsions to allow the selection of specific microbial communities for each matrix. In the second step, the adaptation and functioning potential of the selected ecosystems were studied on gelled emulsions. The growth and abundance of microorganisms in the gels after three and seven days of fermentation were evaluated on a specific growing medium and the aromatic potential of the consortia was mapped by a sensory panel. In the final section of this study, the sensory defects / benefits of fermentation were studied from a sensorial and analytical point of view. The results show a highpotential for implantation of lactic acid bacteria and the majority of eukaryotes (in particular Mucor and Geotrichum) for the mixed emulsion and for the vegetable emulsion. Although strains belonging to the Actinobacteria and Proteobacteria groups are not competitive with endogenous flora (Bacillus), certain species such as Hafnia alvei, Acinetobacter johnsonii and Glutamicibacter arilaitensis, have shown strong growth when inoculated into associations. Specific aromatic notes for each emulsion were generated to mask the green note characteristic of peas. Thus, two consortia were selected on the basis of lactic and fruity notes for the vegetable emulsion (VEGAN), and fruity notes for the mixed emulsion (MEGAN). The adaptation potential of these two consortia depended on the composition and structure of the gel. Thus, the VEGAN consortium seems well suited for vegetable gels and generates roasted / grilled notes, while it generates dairy notes (fresh cream / fresh curd) in the mixed gels. The MEGAN consortium implements itself very well in both types of gels, generating cheesy and fruity notes in the mixed gel, but does not mask the green notes in the vegetable gels. The sensory defects attributed to green notes and bitterness are mainly related to the presence of aldehydes and hydrophobic amino acids respectively, but still need to be deepened. This study validated a proof of concept of formulation of fermented food products and will create opportunities for innovation

n the present research were investigated some microbiological aspects of the microflora of some assortments of dairy products regarding the involvement of microbial species in fermentation processes in various periods of refrigeration according to the scheme of laboratory microbiological conduct. The registered results through the evaluations of the number of colonies in dairy products determined by the species Streptococcus lactis, in various refrigeration periods regarding the quantitative study as well as its importance in the lactic fermentation, allowed us to obtain relevant knowledge specific to the microbiology of food products. Isolation of the species from dairy products of different varieties determined a favorable saprophytic microflora in the bacteriological study of microbial cultures on culture media in different periods of refrigeration and microscopic in-dices of streptococcal cells specific to the species.