Dissertations / Theses on the topic 'Fromage – Microbiologie'

Des cultures des deux microflores d'affinage G. Candidum et P. Camembertii ont été menées en bioréacteur. Ce travail a montré que, contrairement à P. Camembertii, en présence de substrats aisément assimilables en tant que sources de carbone, par exemple des peptones ou du glutamate, le lactate n'est pas consommé par G. Candidum durant sa croissance. La culture mixte sur jus de camembert a mis en évidence des effets de synergie entre les deux microorganismes ; les activités enzymatiques de G. Candidum ont facilité l'assimilation de peptides et d'acides aminés comme sources de carbone par P. Camembertii. Il y a de plus compétition entre les deux espèces pour les peptides et acides aminés les plus aisément métabolisables, qui sont ainsi utilisés comme sources d'énergie, en plus d'être sources de carbone et d'azote ; les autres sources de carbone disponibles n'ont été utilisées que pour le maintien cellulaire. Cette compétition a été confirmée sur milieux synthétiques simples.

Les souches microbiennes naturelles des fromages sont souvent caractérisées pour étudier leur contribution au développement des propriétés sensorielles (goût, odeur, texture) des fromages affinés. Une meilleure compréhension de ce rôle lors de l’affinage du fromage est essentielle afin de mieux contrôler la qualité de ceux-ci. Peu d’analyses génomiques en détails ont été effectuées sur les microorganismes de la microflore naturelle des fromages (microorganismes non inoculés), alors qu’un plus grand intérêt est porté sur les ferments inoculés. La caractérisation du génome complet de souches bactériennes provenant du terroir québécois permet d’en révéler le contenu en gènes et de prédire les voies métaboliques associées. Ceci permet également d’établir l’apport individuel de celles-ci à la production de composés aromatiques. Dans le cadre de ce travail, le génome complet de quatre souches Staphylococcus equorum ont été séquencés. Ensuite, une analyse détaillée du génome de ces quatre souches a été réalisée en effectuant l’assemblage et l’annotation fonctionnelle des ~2700 gènes prédits dans chacune des souches à l’étude. Des gènes impliqués potentiellement dans la protéolyse, la lipolyse et la dégradation du lactose, ont été retrouvés dans toutes les souches de S. equorum, révélant leur potentiel métabolique important dans le fromage. Plusieurs attributs intéressants des S. equorum ont également été identifiés par des analyses de génomique comparative. D’abord, la relation entre le regroupement phylogénétique des souches avec leurs sources d’isolement indique une possibilité d’adaptation des souches à leur niche écologique. La présence de gènes uniques ou peu partagés est aussi une caractéristique identifiable dans les génomes des souches étudiées et pouvant avoir un impact sur les métabolismes des souches. La caractérisation du génome de souches de S. equorum et les analyses phylogénomiques fournissent de nouvelles informations sur son rôle dans le fromage et des indices sur son potentiel métabolique. Les données génomiques obtenues permettront, lors de validations futures, de sélectionner des souches ayant des propriétés désirables en fonction des variétés fromagères afin d’obtenir des fromages de qualité optimale.
The natural microbiota of cheese has often been characterized to study their potential participation in the development of sensorial properties (taste, odour, texture) of the ripened cheeses. A better understanding of their role during cheese ripening is therefore essential in order to have a better control of its quality. Few in-depth genomic analyzes have been carried out on microorganisms of the natural microflora of cheese (non-inoculated microorganisms), while there is a greater interest for inoculated ferments. The genes possessed by bacterial strains of the Quebec terroir can be revealed by the characterization of their complete genome, leading to the prediction of the associated metabolic pathways. This also allows the establishment of the individual contribution of each strain to the production of aromatic compounds. As part of this work, the complete genome of four strains of Staphylococcus equorum were sequenced. Then, a detailed analysis of the genome of these four strains was completed by their assembly and the functional annotation of the ~ 2700 genes predicted in each of the studied strains. Genes potentially implicated in proteolysis, lipolysis and lactose degradation, were found in all S. equorum strains, revealing their potential metabolisms important for cheese. Several interesting attributes of S. equorum were also identified by comparative genomic analyses. First, the relation in between the phylogenetic grouping and the source of isolation of the strains, indicates a possible adaptation of the strains to their ecological niche. The presence of unique or barely shared genes is also a distinguishable characteristic of the studied strains and can have an impact on the metabolisms of the strains. The characterization of the genome of S. equorum strains and the phylogenomic analyzes have provided new information on their role in cheese and clues about their metabolic potential. The genomic data collected will allow during future validations the selection of strains with desirable properties in function of cheese variety to yield cheeses of optimal quality.

Geotrichum candidum est une levure dimorphique utilisée en fromagerie pour l’affinage des fromages de spécialité. Elle s’implante à la surface des fromages et utilise les constituants de la matrice fromagère (protéines, lipides, acides organiques, etc.), ce qui confère aux fromages leurs propriétés sensorielles typiques. Ces capacités technologiques dépendent toutefois de la souche. Les études récentes basées sur l’analyse phylogénétique et transcriptomique de souches de G. candidum ont révélé une diversité génétique importante au sein de cette espèce, ce qui pourrait expliquer la variabilité des capacités technologiques. Cependant, peu d’informations sont disponibles quant aux caractéristiques génétiques des souches responsables de leurs propriétés aromatisantes et fonctionnelles lors de l’affinage des fromages. La compréhension fine des activités de G. candidum est prioritaire tant pour les artisans-fromagers que pour les grandes fromageries industrielles afin de sélectionner les souches les plus performantes pour leur produit. L’objectif principal de cette étude était de déterminer la diversité génétique entre les souches de la levure Geotrichum candidum par utilisation de la génomique comparative et de proposer une méthode moléculaire pour l’identification et la caractérisation rapide des souches. Les génomes de huit souches de G. candidum d’origine laitière ont été séquencés. Les génomes obtenus avaient une taille moyenne de 24,5 Mb et 5 230 gènes prédits. L’homologie des séquences de chaque souche a permis de les regrouper en trois groupes phylogénétiques distincts pour lesquels des gènes uniques ont pu être identifiés. Sur la base de l’analyse des séquences génomique, une méthode optimisée de génotypage par MLST a été développée et validée sur 41 souches de G. candidum. Cette méthode a permis de reproduire les résultats obtenus avec l’analyse génomique et permet une identification rapide des souches et de leurs groupements phylogénétiques. Les résultats générés dans ce projet permettront de développer des outils pour la sélection optimale des ferments d’affinages basés sur leurs capacités technologiques spécifiques. Ils serviront également à améliorer notre compréhension de la physiologie de cette levure et de décrire et optimiser l’utilisation des souches de G. candidum lors de l’affinage afin d’ultimement contrôler davantage la qualité des fromages.
The yeast Geotrichum candidum is used in several specialty cheeses varieties, such as mold and smear-ripened cheeses, and plays several roles during cheese ripening. Its ability to metabolize proteins, lipids and organic acids enables its growth on the cheese surface and participate to the development of organoleptic properties. By alkalinizing the surface duringi ts growth, it also establishes suitable conditions for the growth of other ripening microorganisms. Yet, several technological abilities of G. candidum are strains dependent. However, little information is available related to the genetic characteristics that define the flavoring and functional properties of this yeast during the ripening of cheeses. A detailed understanding of G. candidum metabolic activities is a priority for both artisanal cheese makers and large industrial cheese factories in order to detect the most efficient strains for their product. The main objective of this study was to determine the genetic diversity within the G. candidum species by comparative genomic and to propose a rapid molecular method for the identification and characterization of the strains. Eight strains of G. candidum of dairy origin was sequenced. The genomes obtained had an average of 24.5 Mb and 5,230 putative genes. The sequence homologies show that the strains divide into three distinct groups for which each contains unique genes. On the basis of the genomic sequences, a MLST method was optimized and validated for 41 G. candidum strains. This method reproduces the results obtained for the genomic analysis and allows a rapid identification of the strains and their grouping.The results generated in this project will improve our understanding of the physiology and the utility of the G. candidum strains during the ripening of cheese to ultimately be able to better control it.

Brevibacterium aurantiacum est une actinobactérie qui confère des propriétés organoleptiques clés aux fromages à croûte lavée lors de l’affinage. Malgré son importance industrielle, il n’existe aucun outil génétique disponible pour la modification génétique de cette espèce et seulement deux génomes complets sont disponibles à l’heure actuelle. L’acquisition de connaissances fondamentales sur le répertoire des gènes de cette espèce et sur leurs fonctions est primordiale pour comprendre son rôle dans l’affinage des fromages à croûte lavée. Lors de ce projet de maîtrise, 12 plasmides et quatre vecteurs synthétiques ont été utilisés pour transformer six souches laitières de B. aurantiacum et une souche de B. linens dans le but d’adapter l’outil génétique CRISPR-Cas9 pour ces actinobactéries. Différents protocoles de préparation de cellules électrocompétentes et de transformation par électroporation ont été testés, mais il a été impossible de transformer les souches bactériennes à l’étude. Les actinobactéries du genre Brevibacterium sont donc récalcitrantes à la transformation génétique Dans un second temps, nous avons séquencé six génomes additionnels de Brevibacterium et nous avons effectué des analyses génomiques comparatives avec les génomes publics. Nos analyses phylogénétiques ont révélé que les souches laitières précédemment considérées comme membres de l’espèce B. linens appartiennent en fait à l’espèce B. aurantiacum, mettant en évidence l’importance de cette espèce dans la production fromagère. Les génomes de B. aurantiacum sont composés de 2612 gènes de coeur et possèdent un pangénome ouvert atteignant jusqu’à 6259 gènes. Les génomes étudiés sont riches en éléments d’ADN mobiles et des transferts horizontaux de gènes (HGT) entre diverses actinobactéries d’affinage des fromages ont été observés chez tous les génomes de B. aurantiacum. Nos analyses génomiques comparatives apportent de nouvelles informations sur l’évolution et l’adaptation de B. aurantiacum à l’écosystème des fromages.
Brevibacterium aurantiacum is an orange-pigmented actinobacterium that confers key organoleptic properties to washed-rind cheeses during surface ripening. To date, only two complete and assembled genomes of B. aurantiacum are available and there is currently no genetic tool available to study this industrially relevant species. The acquisition of fundamental knowledge on the gene repertoire of this species and their functions is essential to understand its evolution and its role in cheese ripening In this study, 12 plasmids and 4 synthetic vectors were used to transform 6 B. aurantiacum dairy strains and one B. linens strain in the aim of adapting CRISPR-Cas9 tool for these bacterial species. Different electrocompetent cell preparation and electroporation methods were tested to transform various Brevibacterium strains, but no transformants were recovered with all the experiments. Therefore, it seems that Brevibacterium strains are recalcitrant to genetic transformation We sequenced six additional genomes of Brevibacterium and performed phylogenetic and pan-genome analyses. Our phylogenetic analysis revealed that cheese isolates, previously identified as B. linens, belong to the B. aurantiacum species, making this species a key player in cheese production. B. aurantiacum genomes are composed of 2612 core genes with an open pan-genome reaching now 6259 genes. Horizontal gene transfers (HGT) between cheese actinobacteria were observed in all B. aurantiacum genomes. HGT regions involved in iron acquisition were found in five B. aurantiacum genomes, which suggests cooperative evolution between smear-ripened cheese actinobacteria. Our comparative genomic analysis provides novel insights into the evolution and the adaptation of B. aurantiacum to the cheese ecosystem.

La matrice du fromage Cheddar est souvent, selon les souches, un milieu propice à la survie des probiotiques au cours de la fabrication et de l’entreposage à long terme. Elle les protégerait également lors du passage dans le tractus gastro-intestinal, leur permettant d’atteindre l’intestin sous une forme viable. Par contre, la compétition avec les lactocoques pour les nutriments, le pH acide, le sel et la présence d’oxygène pendant la fabrication sont tous des facteurs qui peuvent affecter la viabilité des probiotiques. Dans le but de vérifier les paramètres influençant la viabilité des probiotiques dans le fromage Cheddar pendant la fabrication et la maturation, six souches probiotiques commerciales ont été sélectionnées. Il s’agit des souches Lactobacillus rhamnosus GR-1, Lb. rhamnosus GG, Lb. rhamnosus R0011, Lactobacillus helveticus R0052, Lactobacillus acidophilus LA-5 et Bifidobacterium animalis ssp. lactis Bb-12. Dans un premier temps, afin de déterminer la nature des interactions possibles avec les lactocoques de fabrication, une étude de biocompatibilité a été effectuée avec quatre souches de lactocoques commerciaux ainsi qu’un mélange de lactocoques commerciaux. Il s’est avéré que la biocompatibilité des probiotiques était variable en fonction du lactocoque. Le lactocoque W62 était le plus biocompatible pour les souches probiotiques. Dans l’extrait acellulaire de la souche W62, la combinaison des souches Bb-12 et GR-1 était plus performante. La viabilité des six souches probiotiques seules et des souches Bb-12 et GR-1 fut ensuite évaluée dans des caillés modèles composés du lactocoque (W62), de deux pH (5.0 et 5.4) et de deux S/H (2.5 % et 4.5 %). Chacune des souches probiotiques étaient affectées différemment en fonction du pH, du S/H et de la présence de la souche W62. Dans les caillés modèles, la viabilité des souches de Lb. rhamnosus (GR-1, GG et R0011) était meilleure que celle des souches Lb. acidophilus LA-5, B. lactis Bb-12 et Lb. helveticus R0052. Lors de leur co-culture, la population des souches Bb-12 et GR-1 était plus élevée que lorsqu’elles étaient seules. Des fromages furent ensuite fabriqués avec ces deux souches seules ou en combinaison. Pendant la fabrication fromagère, la viabilité de la souche Bb-12 diminua de 1 log UFC/g pendant la cuisson. Des essais en mini-fromagerie confirmèrent qu’une agitation élevée pendant la cuisson diminuait la survie de la souche Bb-12. Par contre, il fut impossible de confirmer si l’oxygène était aussi en cause. Pendant l’affinage des fromages, les deux souches probiotiques ont maintenu leur population dans les fromages pendant les douze semaines d’affinage. La protéolyse ainsi que la quantité d’acides organiques étaient plus élevées dans les fromages contenant la souche GR-1. Le fromage contenant la souche Bb-12 entreposée à 4°C avait des propriétés sensorielles différentes des fromages contenant la souche GR-1.
When added to Cheddar cheese, viability of probiotic strains vary according to combination of several factors. These factors are the probiotic strain being studied, the lactic acid bacteria strain used in the manufacture of cheese, the presence of other probiotic strains, stirring while cooking, pH, salt on moisture (S/M) content and ripening temperature. The lactic acid bacteria strain used for Cheddar cheese process influence the viability of probiotic strains. In the same way, co-culture of two probiotic strains can also affect their viability. While cooking procedure, high level of agitation may affect probiotic strain viability. During ripening, each probiotic strain had a single survival profile according to the pH, S/M and ripening temperature. Moreover, depending on the probiotic strain added in cheese, proteolysis and the amount of organic acids had increase. This increase causes changes in texture and in sensory properties of Cheddar cheese.

L'objectif de l'étude était la mise au point d'un emballage adapté aux exigences de fromages à croûte naturelle conservés sous atmosphère modifiée et conduisant à la maîtrise des conditions gazeuses dans l'emballage. Dans un premier temps, la variation de paramètres d'évolution de la flore de surface a été déterminée en fonction des conditions d'environnement, sans emballage. Ces travaux ont montré comment les paramètres de l'environnement modifient le comportement des flores et du fromage tant au plan morphologique (présentation) qu'au niveau physiologique (échanges respiratoires). L'effet de facteurs de l'environnement (PO2, PC02, HR, température) sur la conservation du couple fromage/flore de surface a été quantifié. Ces résultats ont permis de déterminer les niveaux des paramètres à maintenir dans l'espace de tête pour une conservation optimale des fromages à pâte molle (croûte fleurie et croûte mixte). L'activité respiratoire de la flore a été mesurée en fonction de cinq paramètres de l'environnement (PO2 , PCO2, température, HR et tassement). La respiration de Penicillium en fonction de la PO2 a été modélisée selon une loi de Michaelis-Menten et en fonction de la température selon une loi d'Arrhenius. Le modèle théorique des transferts de gaz (02 et CO2) a été mis en place en prenant en compte les deux phénomènes majeurs conduisant à un équilibre des PO2 et PC02 dans l'emballage: respiration de la flore et transfert de gaz à travers l'emballage. Ce modèle a été validé au moyen de 19 fihns de perméabilités différentes qui ont été testés sur les deux types de flores. Ce modèle possède une bonne capacité de prévision des pressions partielles d'équilibre dans l'espace de tête malgré la variabilité d'un fromage très complexe et évolutif et des matériaux d'emballage. La démarche que nous avons utilisée permet d'établir un cahier des charges de l'emballage adapté aux exigences des fromages à croûte naturelle sur des bases scientifiques et est un outil de discussion entre les industriels fromagers et les fournisseurs de matériaux d'emballage
The scope of this work was to optimise a modified atmosphere package adapted to the requirements of surface-flora cheese so was to moniter the gas equilibrium. The first part of the study focused on unwrapped cheese under various environmental conditions. These conditions were shown to modify the «morphology» (aspect) and physiology (respiration) of the flora. The most suitable conditions (P02, PC02, RH, température) were determined to optimise the preservation of the cheese with Penicillium surface-flora and associated micro-organisms. Five parameters were monitored, establishing their impact on the respiration of Penicillium. Relation to PO2 followed the Michealis-Menten law, whilst the Arrhenius equation translated it' s temperature dependence. Ln the second part of the study, a theoretical model of the gas transfer (02 and CO2) was constructed, taking into account the two major phenomena implied: respiration and gas transfer through the package. The validity of the model was checked for cheeses with the two types of flora, using 19 packages with various gas permeability properties. Non withstanding the complexity and variability of a cheese and the characteristics of packages, this model has a 1 good prediction capacity of the partial pressures in the headspace. This modem approach enables to select the best package for surface- flora cheese using scientific criteria. It is a tool that will facilitate communication between dairy factories and packaging suppliers

Aujourd’hui, le consommateur recherche des produits authentiques de qualité. Ces critères sont incarnés par des produits traditionnels, de terroir ou fermiers. Parmi ces produits, le fromage représente un aliment de valeur dans l’histoire culinaire française. Dans ce cadre, cette thèse a porté sur l’étude d’un fromage AOP, le Maroilles. Une approche pluridisciplinaire (analyses sensorielles, physicochimiques et microbiologiques) a été menée avec comme objectif la caractérisation des Maroilles fermiers (lait cru) et industriels (lait pasteurisé). Les analyses sensorielles ont mis en évidence que des consommateurs étaient capables de percevoir des différences entre ces deux types de Maroilles. Ces différences de perception ont pu être expliquées par les analyses physicochimiques (composition, texture, couleur) et microbiologiques. De plus, la qualité du Maroilles en termes d’appréciations hédoniques et de descriptions sensorielles peut être prédite à partir des mesures instrumentales et notamment de la composition en acides gras. Une étude consommateur, réalisée dans deux villes en France, Lille la région d’origine du Maroilles et Angers extérieure à sa région de production, a également montré que l’appréciation et les attitudes du consommateur sont fortement dépendantes de son niveau de familiarité en termes de fréquence de consommation et de connaissance du Maroilles. De plus, cette familiarité modifie les représentations que les consommateurs se font du Maroilles fermier. Le Maroilles est un fromage qui garde son authenticité et sa typicité par sa variabilité inter-produits qui constitue une richesse et une diversité de choix pour les consommateurs
Today, the consumer is looking for qualitative authentic products. These quality standards are embodied by traditional, “de terroir” or craft products. Among these products, cheese is a valuable food of the French culinary history. In this context, this thesis focused on the study of an AOP cheese: the Maroilles. A multidisciplinary approach (sensory, physicochemical and microbiological analyses) was conducted with the objective of characterizing artisanal (raw milk-based) and industrial Maroilles (pasteurized milk-based). Sensory analyses revealed that consumers were able to perceive differences between these two types of Maroilles. These differences in perception could be explained by physicochemical (composition, texture, color) and microbiological analyses. In addition, the quality of Maroilles in terms of hedonic appreciations and sensory descriptions can be predicted from instrumental measurements, in particular the fatty acid composition. Concomitantly, the quality of Maroilles perceived by the consumer is strongly dependent on the consumer's familiarity with this product. A consumer study, carried out in two cities in France (Lille, the region of origin of Maroilles and Angers outside the Maroilles production region) showed that Maroilles' familiarity in terms of consumption frequency and knowledge influences the appreciation and consumer attitudes. In addition, the familiarity changes the representations that consumers make of artisanal Maroilles. Maroilles is a cheese that keeps its authenticity and its typicality by its inter-product variability, which constitutes a wealth and a variety of choices for consumers

Ce travail avait trois objectifs :  de dresser un état des lieux de la diversité microbienne des laits crus, et d’étudier l’influence des pratiques de gestion du troupeau sur les profils microbiologiques des laits ;  d’identifier des réservoirs susceptibles d’intervenir dans la régulation de la diversité bactérienne des laits crus, et des pratiques de traite pouvant influer sur cette diversité ;  et enfin d’étudier les sources potentielles de la diversité de la flore bactérienne dominante du Camembert de Normandie AOP. En dépit de leur faible charge microbienne totale, preuve de leur bonne qualité hygiénique, les 260 laits crus analysés abritaient une importante diversité. Des variations inter-exploitations, aussi bien dans les proportions de groupes microbiens que par les valeurs extrêmes observées, ont été mises en évidence par la quantification de neuf groupes microbiens. Cent douze espèces bactériennes et 17 espèces de levures ont été détectées lors d’un inventaire moléculaire réalisé à partir de 1697 isolats, issus de 24 laits crus, avec une prédominance de bactéries à Gram positif en particulier des staphylocoques et bactéries corynéformes. L’application de la technique Single Strand Conformation Polymorphism sur l’ADN bactérien extrait de laits crus de deux traites, de l’ambiance des lieux de traite, de la surface des trayons de vaches et des machines à traire a mis en évidence la présence de groupes bactériens communs entre ces différents écosystèmes. La surface des trayons semble constituer le principal réservoir de la flore dominante des laits crus, mais une grande partie des bactéries dominantes des laits crus n’a pas été détectée comme faisant partie de la flore dominante des écosystèmes étudiés. Les variations d’équilibres microbiens peuvent certainement expliquer cette observation, notamment par l’expression dans les laits de flores secondaires (sous dominantes) des réservoirs. L’analyse statistique de facteurs pouvant expliquer la variabilité des flores des laits crus, en termes de charge et de composition bactérienne, a mis particulièrement en évidence l’influence des pratiques d’hygiène des trayons, et de nettoyage des machines à traire, sur les flores d’intérêt technologique. Les pratiques d’hygiène trop strictes semblent en effet réduire la diversité de flores telles que les lactocoques, lactobacilles et bactéries d’affinage. L’utilisation de la rep-PCR, technique d’analyse génétique, pour étudier la diversité de lactobacilles présumés et bactéries corynéformes présumées, dans des laits crus, des camemberts et l’environnement de trois fromageries, a mis en évidence la transmission de plusieurs isolats originaires du lait vers les camemberts. L’origine d’une partie de la flore bactérienne des camemberts n’a pu être reliée à la flore dominante des écosystèmes étudiés, témoignant probablement de l’expression dans les camemberts de flores sous dominantes de l’environnement, issues certainement pour partie des laits crus. L’implantation, dans les camemberts, de souches bactériennes issues de lait cru présage du rôle potentiel de la flore du lait cru dans le process et les qualités sensorielles des Camemberts de Normandie AOP
This work had three objectives: To raise a inventory of the microbial diversity of raw milk, and to study the influence of the management practices of the herd on the microbiological profiles of milk; To identify reservoirs susceptible to impact the regulation of the bacterial diversity of raw milk, and milking practices which can influence this diversity; And finally to study the potential sources of the diversity of the dominant bacterial flora of the “Camembert de Normandie AOP”. In spite of their low microbial load, evidence of their good hygienic quality, the 260 analyzed raw milk had an important diversity. Variations between farms, as well in the proportions of microbial groups as by the observed extreme values, were revealing by the quantification of nine microbial groups. Hundred and twelve bacterial species and 17 species of yeasts were detected during a molecular inventory realized from 1697 isolates from 24 raw milk, with a dominance of Gram positive bacteria in particular staphylococci and coryneform bacteria. The application of the Single Strand Conformation Polymorphism technique on the bacterial DNA extracted from raw milk of two milkings, from the atmosphere of the milking places, from the surface of cow teats and from milking machines revealed the presence of common bacterial groups between these various ecosystems. The surface of teats seems to constitute the main reservoir of the dominant flora of raw milk, but a big part of the dominant bacteria of raw milk was not detected as being a member of the dominant flora of the studied ecosystems. The variations of microbial balances can certainly explain this observation, in particular by the expression in milk of secondary flora. The statistical analysis of factors which can explain the variability of the flora of raw milk, in terms of load and bacterial composition, revealed particularly the influence of the hygiene practices of teats, and of cleaning of milking machines, on the flora of technological interest. The hygiene practices seem to reduce the diversity of flora such as Lactococcus, Lactobacillus and ripening bacteria. The use of the rep-PCR, a genetic analysis technique, to study the diversity of presumptive Lactobacillus and presumptive coryneform bacteria, in raw milk, in camembert cheeses and in the environment of three cheese dairies, revealed the transmission of several isolates native of raw milk towards camembert cheeses. The origin of a part of the bacterial flora of camembert cheeses was not able to be connected with the dominant flora of the studied ecosystems, testifying probably of the expression in the camembert cheeses of under dominants flora of the environment, stemming certainly partly from raw milk. The presence, in camembert cheeses, of bacterial strains from raw milk augurs of the potential role of the flora of the raw milk in the process and the sensory qualities of the “Camembert de Normandie AOP”

Les ferments utilisés dans la fabrication du fromage Cheddar, généralement composés de combinaisons de souches de Lactococcus lactis ssp. cremoris, ont un impact important sur la qualité du produit final. Une dynamique d’association est susceptible de s’installer entre les souches présentes. L’objectif de cette étude visait à distinguer les différents groupes de souches de L. lactis ssp. cremoris sélectionnées et à quantifier les proportions de chaque groupe de souches utilisées comme ferment afin d’étudier leur comportement lors d’une fabrication de fromage Cheddar. Lors de l’analyse MLST, le gène nusA s’est démarqué des autres car il a permis de séparer les 23 souches en six groupes intéressants. Une méthode PMA-qPCR spécifique a donc été développée avec ce gène pour cible. Cette technique a été utilisée pour l’évaluation des proportions des souches en combinaisons pendant une simulation de production fromagère. Cette méthode pourrait avantageusement être transférée à l’industrie puisqu’elle est accessible, rapide et reproductible.
Starters used in Cheddar cheesemaking have a major impact on the quality of the final product. These starters are usually composed of Lactococcus lactis subsp. cremoris strain combinations and interactions between strains can be present. The main goal of this study was to discern groups of L. lactis subsp. cremoris and to quantify proportions of each strain group with the objective of studying their behavior during Cheddar cheesemaking. The MLST study showed that the nusA gene classifies strains into six interesting groups. Therefore, a specific PMA-qPCR method was developped with this target gene. The technique was used to quantify strain proportions during cheesemaking simulation. This method could be transferred to the industry because it is easy to use, fast and reproductible.

Au cours des dernières décennies, les produits laitiers riches en matières grasses ont été associés à une prise de poids et à des syndromes métaboliques générant une évaluation négative de la part des consommateurs. Cependant, des études scientifiques révèlent la présence de protéines laitières et leurs hydrolysats en peptides comme ingrédients alimentaires fonctionnels, favorables à la santé. Compte tenu des propriétés ambivalentes des produits laitiers riches en protéines hydrolysées et en gras dans l’alimentation humaine, des études scientifiques ont démontré que la composition du microbiote intestinal peut être est modulée par la présence et la disponibilité de nutriments et autres aliments fonctionnels et avoir un impact sur l’état physiologique de l’hôte. Ce projet de recherche visait à évaluer les effets de régimes alimentaires enrichi en produits laitiers riches en gras et en protéines lactiques sur la structure du microbiote intestinal associée à des paramètres cliniques de la lipidémie. Dans le cadre ces travaux des porcs ont été utilisés comme modèle animal pour caractériser l’impact des traitements alimentaires sur le microbiote de l’iléon, du côlon et des fèces en utilisant une approche métataxonomique avec un séquençage à haut débit Illumina MiSeq. Dans la première partie de ce projet, des porcs ont été nourris avec un régime alimentaire riche en gras animal (20%) et en fructose (HFF) ou un régime côntrole (LF) de base faible en gras (3%) pour établir un modèle porcin permettant l’étude du microbiote intestinal associé au développement de syndrome métabolique en lien avec l’obésité. Des échantillons de digesta provenant de l’iléon, du côlon et de matières fécales ont été prélevés à 12 semaines de traitement. Les ADN ont été extraits en utilisant une technique d’isolement et de purification d’ADN de haute qualité préalablement standardisée et rigoureusement établie et ensuite séquencés et une analyse bioinformatique des séquences a été générée à partir du logiciel QIIME v.1.9.1. Les profils des compositions des microbiotes intestinaux des groupes HFF et LF ont été caractérisés et groupés en unités taxonomiques opérationnelles (OTU) pour estimer les dissimilitudes de diversité alpha et bêta de manière statistique par la méthode discriminante LEfSe (score LDA significatif> 2,0). Selon les résultats statistiques de diversité du microbiote intestinal, le groupe HFF a montré une composition de dysbioses. Les genres Fusobacteria, Desulfovibrio et l’Anaerovibrio ont augmenté de façon significative (p <0,05) dans le groupe de porcs nourris au HFF. Fusobacteria est un puissant pathogène porteur de lipopolysaccharides (LPS), tandis que Desulfovibrio est un réducteur de sulfates et l’Anaerovibrio un genre de bactéries d’activité lipolytique. Ces profils métataxonomiques du microbiote ont aussi été liés III à l’augmentation des paramètres de lipidémie dans le sang périphérique. Ensuite, la composition bactérienne a aussi été déterminée par un qPCR spécifique afin de cibler des bactéries associées aux syndromes métaboliques. Ces résultats constituent une base de référence importante pour caractériser un régime obésogène associé à la dysbiose microbienne intestinale chez le porc. Dans la deuxième partie de ce projet, afin de valider les effets du régime riche en gras du lard sans fructose (HF), un deuxième essai a été réalisé. Dans cet essai, les résultats obtenus ont montré des profils de diversités alpha, bêta, qPCR et des distances significatives entre le traitement HF et le traitement témoin faible en gras. Cependant, les réponses de la lipidémie et le taux de LPS n’ont pas montré différence significative entre les traitements. Ces résultats montrent aussi que le régime alimentaire riche en gras animal peut modifier significativement les structures écologiques du microbiote sans entraîner nécessairement de changement physiologique chez l’hôte. Finalement, la troisième partie du projet visait à caractériser la composition du microbiote intestinal de porcs en croissance alimentés avec un régime de base sans protéines laitières et contenant 18 % de gras animal, un deuxième régime avec 8% de gras laitier (beurre) et à troisième régime enrichi en fromage cheddar. Ce dernier régime riche en peptides laitiers est hautement hydrolysé. L’analyse discriminante du LDA-LEfse et les mesures de la diversité alpha et bêta ont démontré un effet neutre sur le microbiote intestinal soumis au régime du cheddar. Cependant, des différences significatives sur les mesures de diversité ont été observées avec le traitement au beurre. L’augmentation de l’abondance relative des Enterobactériceae, Mogibacteriacea, Bifidobacterium pseudolongum, Paraprevotella, Phasolarctobacterium, Turicibacter, Clostridiaceae Akkermansia sp., Bacteroides sp., Lactobacillus reuteri et Ruminococcus a été constatée de façon significative dans le microbiote associé au traitement enrichi en beurre. De plus, l’augmentation significative d’Akkermansia et de Ruminococcus gnavus, suggère une modification du microbiote associé au traitement enrichi en beurre. Ces deux clades sont étroitement liés à la dégradation de la mucine, un indicateur de la santé de l’intégrité intestinale. Dans ce chapitre, le niveau taxonomique au moyen des oligotypes du genre d’Akkermansia chez le modèle porcin a été identifié pour décrire l’oligodiversité correspondante à ce taxon d’importance. Les résultats des oligotypes ont révélé neuf séquences d’oligotypes d’Akkermansia, dans les échantillons du côlon et des selles du groupe de porcs nourris avec le régime contenant du beurre. C’est la première fois qu’une telle profondeur d’analyse métataxonomique hautement discriminante a été réalisée chez IV un modèle porcin. Selon les résultats obtenus, le modèle porcin permet de caractériser le microbiote intestinal dans chaque section intestinale de façon discriminante, et cela, en raison de régimes alimentaires. Finalement, les régimes contenant du beurre comme source de gras laitier ou du fromage cheddar ont des effets convergents sur la relation hôte-microbiote et qui peuvent être observés distinctement à travers des structures microbiennes dans les sections intestinales.
In recent decades, dairy products have been associated with weight gain due to their high fat milk content, generating a negative consumer assessment. However, scientific studies revealed beneficial effects of dairy products such as cheese due to the presence of functional peptides produced from hydrolysis, as favorable ingredients for health. Nevertheless, several cheeses as cheddar contain a high concentration of dairy fat. Given the interest to know how the dairy products could affect the clinical physiology of host, studies about the gut microbiota structures has been proposed. However, controversial results from these studies have been obtained. This thesis aimed to evaluate the effects of butter and proteins hydrolysate from cheese on the structure of the gut microbiota associated with clinical parameters of lipidemia. The goal of this project was to characterize microbiota variations in the intestinal sections of the ileum, colon and fecal sample using a metataxonomic approach with Illumina MiSeq high-throughput sequencing. In the first part of this project, a porcine model was established to provide a model for the study of gut microbiota associated with obesity from fecal samples including ileum and colon. In the first part of this study, the approach of isolation and purification of high-quality DNA has been standardized and established. Subsequently, a bioinformatics pipeline was generated using QIIME v.1.9.1 open source software. Later, a trial was defined in pigs fed with lard-fructose (HFF). At 12 weeks of treatment, a dysbiosis process was associated with diet-induced changes estimated by a LEfse discriminant method (significant LDA score> 2.0), as well as alpha and beta diversity. The genus Fusobacteria, a potent pathogen carrying LPS, associated with sulfate-reducing bacteria such as Desulfovibrio and Anaerovibrio a genus of bacteria with lipolytic activity, showed a significant increase (p-value <0,05) of this model fed to HFF in pigs. These metataxonomic profiles of the pig gut microbiota have also been linked to an increase in lipidemia parameters in the peripheral blood. This microbiota composition was also profiled to metabolic syndromes by qPCR. These results constitute an important reference base for the characterization of an obesogenic diet associated with gut microbial dysbiosis. In order to validate the effects of the high-fat free-fructose (HF) diet, a second test was performed. In this trial, the results obtained showed an asymptomatic dysbiosis. Indeed, alpha and beta diversity profiles, in addition to qPCR profiling, showed significant distances between HF treatment and low-fat treatment control. However, the measure of lipidemia (cholesterol and triglycerides) and the level of LPS were irrelevant between treatments. These results showed that the high-fat diet can significantly alter the VI ecological structures of the microbiota without necessarily causing physiological changes in the host. Finally, the third part of the project, consisting in the characterization of the impact of diets with butter or cheddar cheese composed of highly hydrolyzed peptides, on the gut microbiota of pig model. The ileum, the colon, and the feces were sampled at 10 weeks. Measurements of the Bray-Curtis dissimilarity and Weighted-UniFrac phylogenetic distances, and the LDA-LEfse discriminatory analysis of the beta and alpha diversities demonstrated a neutral effect on the gut microbiota subjected to the cheddar diet, while significant dissimilarities were observed with the butter treatment. The abundance of Enterobacteriaceae, Mogibacteriaceae, Bifidobacterium pseudolongum, Paraprevotella, Phasolarctobacterium, Turicibacter, Clostridiaceae Akkermansia sp., Bacteroides sp., Lactobacillus reuteri, and Ruminococcus characterized the gut microbiota of the treatment with butter. The significant increase of Akkermansia and Ruminococcus gnavus in (two clades closely related to the degradation of mucin, which is a health indicator of intestinal integrity), suggest an alteration of the gut microbiota due to butter treatment, which could be proposed as biomarkers to comply with the control diet with lard-HF. We highlighted the identification of the taxonomic level by oligotypes of the genus Akkermansia in the pig model. This identification revealed nine signed-oligotypes from the Akkermansia taxon, in the colon and fecal samples of pigs fed butter. This was the first time that a highly discriminating depth of metataxonomic analysis was performed in the pig model. The pig as a model that allows the characterization of the gut microbiota affected by a dietary treatment. Finally, diets enriched with cheddar cheese and butter have convergent effects on the host-microbiota relationship and can be observed distinctly through microbial structures in the intestinal sections.

Les salmonelles sont l'une des causes les plus importantes de maladie transmise par les produits laitiers crus. L'appréciation du risque associé à la consommation de ces produits est nécessaire et la méthode la plus appropriée pour réaliser ce but est l'utilisation du processus d'analyse de risque qui associe les microbes pathogènes dans l’aliment au problème de santé publique. Le but principal de cette thèse est donc d'évaluer quantitativement le risque de salmonellose humaine lié à la consommation de Camembert fromage au lait cru. Les lacunes qui sont en général identifiées pour l’appréciation des risques sont le manque de données quantitatives sur les microbes pathogènes contaminant les aliments. Donc, comme premier objectif de cette thèse, nous avons developeé une méthode rapide, sensible et fiable pour la quantification des salmonelles dans le lait artificiellement contaminé. La méthode a combiné les principes de la méthode du nombre-le plus-probable (NPP) avec une analyse PCR en temps réel. Avec cette analyse (NPP-PCR en temps réel) fiable niveau de la contamination (1- 5 ufc/mL) du lait peut être énuméré après 8 h d'enrichissement non-sélectif dans l'eau peptone tamponée. Toutes les valeurs de nombre le plus probable ont bien correspondu au niveau estimé de contamination des salmonelles inoculées dans des échantillons de lait. Afin d'évaluer l'utilité de cette analyse de quantification, nous l’avons appliquée aux échantillons naturellement contaminés de lait de tank d’exploitations laitières situées dans l’Ouest de la France. Huit (2,68%) des 299 échantillons de lait de tank étaient trouvés positifs, avec des comptes estimés de nombre plus probable s'étendant de 3,7 à 79,2 /mL de lait. En dépit des problèmes d'inhibition observés avec quelques échantillons de lait, l'application de l'analyse par PCR en temps réel pour mesurer des salmonelles dans le lait cru s’est avérée être rapide, facile à exécuter et extrêmement sensible. Dans l'appréciation des risques potentiels liés aux salmonelles dans le lait cru et les produits à base de lait cru il était nécessaire d'examiner la vii capacité des salmonelles à se développer dans le lait. Par conséquent, nous présentons dans cette thèse des modèles primaires et secondaires décrivant mathématiquement la croissance des salmonelles (S. Typhimurium et S. Montevideo) dans le lait à température constante pendant différentes périodes d'incubation. Le modèle logistique avec délai a été employé pour décrire la croissance des salmonelles en fonction du temps. Les taux de croissance spécifiques de S. Typhimurium et de S. Montevideo différent selon le sérotype et la température. Les taux de croissance maximum ont été alors modélisés en fonction de la température en utilisant le modèle cardinal secondaire de Rosso. Les valeurs cardinales obtenues avec S. Typhimurium et S. Montevideo étaient: Tmin 3,02, 3,40 ; Topt 38,44, 38,55 et Tmax 44,51, 46,97°C, respectivement. À la température optimum de croissance (Topt) les taux de croissance maximum étaient 1,36 et 1,39 log10 ufc/h-1 pour S. Typhimurium et S. Montevideo respectivement. Les modèles primaires et secondaires ont permis de bons ajustements aux données de croissance avec un pseudo R2 = 0. 97-0. 99. Un modèle d’appréciation du risque de salmonellose humaine liée à la consommation de Camembert au lait cru est présentée qui est basée sur les résultats des objectifs précédemment mentionnés dans cette thèse. Différentes distributions ont été posées en hypothèse pour des paramètres du modèle et une simulation de Monte Carlo a été employée pour modeler le processus et pour mesurer le risque lié à la consommation de la portion de 25 g du fromage. Le 99th percentile du nombre de cellules de salmonelles dans les portions de 25 g de fromage était 5 cellules à l'heure de la consommation, correspondant à 0,2 cellule des salmonelles par gramme. Le risque de salmonellose par portion de 25 g est compris entre 0 et 1,2 × 10-7 avec une médiane de 7,4 × 10-8. Pour 100 millions de portions de 25g, le nombre de cas de salmonellose prévue par le modèle est en moyenne de 7,4. Quand la prévalence est réduite dans le modèle d’un facteur de 10, le nombre de cas par 100 millions de portions est réduit à moins de 1 cas. En dépit des limites et des données manquantes, nous avons démontré l'avantage de l’appréciation du viii risque non seulement comme outil d’évaluation de risque mais également comme dispositif d’aide à la prise de décision et à la gestion des risques
Salmonellae are one of the most important causes of foodborne illness associated with raw dairy products. The assessment of the real risk associated with the consumption of these products is needed and the most appropriate method to achieve this goal is the risk analysis process which links pathogens in food to the public health problem. The main aim of this thesis is to quantitatively assess the risk of human salmonellosis linked to the consumption of Camembert cheese made from raw milk. A data gap that is routinely identified in risk assessment is the lack of quantitative data on pathogens contaminated food. Therefore, as a first objective of this thesis, we developed a rapid, sensitive and reliable method for the quantification of Salmonella in artificially contaminated milk samples. The method combined the principles of most-probable-number (MPN) method with a real-time PCR assay. With this developed assay (MPN-real-time PCR) low levels of Salmonella (1-5 CFU/mL) in milk could be enumerated after 8 h of non-selective enrichment in buffered peptone water. All estimated MPN counts corresponded well to the estimated contamination level of Salmonella inoculated into milk samples. In order to evaluate the utility of this developed quantification assay, our second objective was to apply it to naturally contaminated bulk tank milk samples collected from dairy farms located in western France. Eight (2. 68%) of 299 bulk tank milk samples were found positive, with estimated MPN values ranging from 3. 7 to 79. 2 MPN/mL of milk. Despite the PCR inhibitors that were apparently present in some raw bulk tank milk samples, the application of the MPN-real-time PCR assay for quantifying Salmonella in raw milk proved to be rapid, easy-to-perform and highly sensitive. In the assessment of potential risks associated with Salmonella in raw milk and raw milk products it was necessary to examine the ability of Salmonella to grow in milk. Therefore, we presented in this thesis as a third v objective, primary and secondary models describing mathematically the growth of two Salmonella strains (S. Typhimurium and S. Montevideo) in milk under constant temperatures during different incubation periods. The primary logistic-with-delay model was used to describe Salmonella growth as a function of time. The specific growth rates of S. Typhimurium and S. Montevideo varied according to serotype and temperature. The maximum growth rates were then modeled as function of temperature using the secondary cardinal Rosso model. The reported cardinal estimates obtained with S. Typhimurium and S. Montevideo were: Tmin 3. 02, 3. 40; Topt 38. 44, 38. 55 and Tmax 44. 51, 46. 97°C, respectively. At the optimum growth temperature (Topt) the maximum growth rates were 1. 36 and 1. 39 log10 CFU/h-1 for S. Typhimurium and S. Montevideo respectively. Both the primary and secondary models fitted growth data well with a high-pseudo R2 (0. 97-99). Finally, a quantitative risk assessment of human salmonellosis linked to the consumption of Camembert cheese made from raw milk is presented. Different distributions were assumed for the parameters of the model and a Monte Carlo simulation was used to model the process and to quantify the risk associated with the consumption of 25 g serving of cheese. The 99th percentile of Salmonella cell numbers in servings of 25 g of cheese was 5 cells at the time of consumption, corresponding to 0. 2 cells of Salmonella per gram. The risk of salmonellosis per 25 g serving varied from 0 to 1. 2 × 10-7 with a median of 7. 4 × 10-8. For 100 million servings of 25g, the expected number of cases of salmonellosis predicted by the model is in average of 7. 4. When the prevalence was reduced in the model by a factor of 10, the number of cases per 100 million servings was reduced to less than 1 case. Despite the limitations and the data gap, we demonstrated the benefit of risk assessment not only as a risk evaluation tool but also as a helping device in the decision-making and the risk management

L'adaptation des micro-organismes à leur environnement dépend à la fois de leurs aptitudes à faire face aux paramètres physico-chimiques propre au fromage et à dégrader les substrats présents dans le milieu, tout en étant en interaction avec d'autres espèces microbiennes. La maîtrise de la dynamique des populations reste un enjeu majeur dans le but de maîtriser les étapes de la fabrication du fromage. Cela permettrait, une fois la flore sélectionnée, de raccourcir le temps d'affinage de manière significative, tout en conservant, voire en améliorant les qualités organoleptiques et sanitaires du fromage. De nombreux travaux ont mis en évidence l'incapacité d'adaptation de la flore inoculée, qui se retrouve en compétition avec la flore indigène de l'environnement fromager. L'objectif de ce travail était de mieux comprendre le métabolisme adaptatif de la levure ubiquitaire du fromage Yarrowia lipolytica. Dans un premier temps, nous avons choisi d'étudier le métabolisme de la levure en mono-culture en se focalisant sur des voies métaboliques clés de l'affinage, le catabolisme du lactate et des acides aminés. La combinaison des techniques moléculaires, microbiologiques, biochimiques et protéomiques a permis de confirmer une réelle préférence de la levure pour les acides aminés, l'absence de ces derniers pouvant provoquer un état de stress oxydant chez Y. lipolytica. De plus, une corrélation entre la consommation d'acides aminés et la production/accumulation d'ammoniac par la levure a été mise en évidence. L'ammoniac aurait un rôle i) dans l'alcalinisation du milieu, une étape essentielle dans la fabrication du fromage pour l'implantation de la flore d'affinage acido-sensible ; ii) de molécule signal entre les levures. Dans un second temps, l'étude de la levure en interaction avec deux bactéries Lactococcus lactis et Staphylococcus xylosus a été réalisée. Une première étape a consisté à comprendre les phénomènes d'interactions dans un milieu chimiquement défini, par une approche ciblée (RT-PCR quantitative) sur des gènes impliqués dans des voies de dégradation du lactate, du pyruvate et des acides aminés. L'étude en culture mixte a permis de mettre en évidence des phénomènes d'interactions entre micro-organismes en termes de croissance, mais également de complémentarité métabolique. En effet, les principaux gènes impliqués dans le catabolisme des acides aminés sont réprimés chez la levure en présence de S. xylosus. De plus, l'expression de la lactate déshydrogénase de la levure est induite par la production de lactate par les deux bactéries. Dans une seconde étape, l'étude de la levure en co-culture a été réalisée dans un milieu modèle fromager, le rétentat. Afin d'obtenir une information complète de l'adaptation métabolique de la levure aux différentes associations, une approche globale par puce à ADN à été retenue. On observe un état de stress oxydatif chez la levure en présence de S. xylosus, ainsi qu'une modification du fonctionnement mitochondriale et de l'expression des gènes de la chaîne respiratoire.

Les industries alimentaires sont soumises à des contrôles stricts en termes de sécurité microbiologique, suite à l’implication de produits contaminés par des agents pathogènes dans des toxi-infections alimentaires. Actuellement, les mesures de gestion appliquées en usine ne permettent plus la détection, ni l’élimination de contaminations sporadiques de l’environnement d’une usine, pouvant être à l’origine d’une contamination des produits en cours de fabrication, et par conséquent de toxi-infections alimentaires. Comment peut-on alors estimer que les mesures de gestion entreprises sur-protègent ou sous-protègent la santé du consommateur ? Les progrès de l’appréciation quantitative des risques permettent d’envisager l’utilisation de cette démarche en matière de sécurité microbiologique des aliments. La validation de cette approche en tant qu’outil de maîtrise des dangers microbiologiques fait l’objet de cette thèse, à travers l’exemple de Listeria monocytogenes dans les fromages à pâte molle au lait pasteurisé. Basé sur les résultats d’une analyse statistique rétrospective de données d’auto-contrôles pour Listeria provenant de trois industries laitières et sur une synthèse bibliographique de tous les éléments aujourd’hui intégrable dans une appréciation quantitative des risques microbiologiques, nous proposons un modèle complet, permettant d’estimer le risque de listériose lié à la consommation de fromages à pâte molle au lait pasteurisé, en tenant compte de l’ensemble du procédé de fabrication et des sources potentielles de contamination. De la pasteurisation à la consommation, il simule l’amplification d’une primo-contamination de l’environnement de l’usine par Listeria monocytogenes, dans le temps, l’espace et entre les produits, en tenant compte de l’impact des mesures de gestion. L’analyse de sensibilité du modèle permet l’identification des leviers majeurs de maîtrise et l’optimisation des mesures préventives et correctives. Ce modèle, généralisable à d'autres espèces et d’autres procédés, illustre concrètement l’intérêt de l’appréciation quantitative du risque en matière de sécurité alimentaire.

L’industrie des fromages de spécialité occupe une place très importante au Québec. Sa production annuelle représente plus de 60 000 tonnes de fromages. Bien que les produits québécois se démarquent par leur haute qualité, ils manquent parfois de constances au niveau de leurs propriétés sensorielles (goût, odeur, texture, couleur). Ces variations peuvent être expliquées en partie par un déséquilibre de la microflore fromagère (bactéries et mycètes). Bien que la microflore joue un rôle majeur dans le développement des fromages, très peu d’information est disponible sur sa composition (présence et abondance relative des espèces) pour les fromages du terroir québécois. Le but de ce projet de recherche est de développer une méthode de métagénomique ciblée par séquençage massif d’amplicons (metabarcoding) pour faire la caractérisation complète de la microflore de la surface (croûte) et du coeur (pâte) de ces fromages. Le métabarcoding est une méthode d’identification qui utilise une courte séquence d’ADN représentative du génome entier. Les résultats obtenus lors de ce projet montrent que la région V3-V4 de l’ADNr 16S, pour les bactéries, et la région ITS2 de l’espaceur de transcription interne, pour les mycètes, sont les régions qui permettent de dépeindre le portrait le plus fidèle des écosystèmes fromagers. La microflore de 32 fromages du terroir québécois a été caractérisée. Les régions cibles utilisées recensent les genres dominants associés aux écosystèmes fromagers et permettent aussi la détection spécifique de certains genres moins fréquents. Le nombre de genres dominants identifiés est de 20 pour la région V3-V4, de 22 pour la région V6-V8, de 12 pour la région ITS1 et de 13 pour la région ITS2. Il a également été possible de comparer la communauté microbienne de 15 fromages pour deux années de production (2015 et 2018, 30 fromages au total) afin d’observer la variation de la microflore en fonction du temps. Cette étude a permis d’observer que plus de la moitié des écosystèmes étudiés se révèle être constante. Ces nouvelles connaissances permettent de mieux décrire la typicité des fromages québécois et de proposer des leviers technologiques aux artisans pour produire des fromages de haute qualité de façon plus constante.
L’industrie des fromages de spécialité occupe une place très importante au Québec. Sa production annuelle représente plus de 60 000 tonnes de fromages. Bien que les produits québécois se démarquent par leur haute qualité, ils manquent parfois de constances au niveau de leurs propriétés sensorielles (goût, odeur, texture, couleur). Ces variations peuvent être expliquées en partie par un déséquilibre de la microflore fromagère (bactéries et mycètes). Bien que la microflore joue un rôle majeur dans le développement des fromages, très peu d’information est disponible sur sa composition (présence et abondance relative des espèces) pour les fromages du terroir québécois. Le but de ce projet de recherche est de développer une méthode de métagénomique ciblée par séquençage massif d’amplicons (metabarcoding) pour faire la caractérisation complète de la microflore de la surface (croûte) et du coeur (pâte) de ces fromages. Le métabarcoding est une méthode d’identification qui utilise une courte séquence d’ADN représentative du génome entier. Les résultats obtenus lors de ce projet montrent que la région V3-V4 de l’ADNr 16S, pour les bactéries, et la région ITS2 de l’espaceur de transcription interne, pour les mycètes, sont les régions qui permettent de dépeindre le portrait le plus fidèle des écosystèmes fromagers. La microflore de 32 fromages du terroir québécois a été caractérisée. Les régions cibles utilisées recensent les genres dominants associés aux écosystèmes fromagers et permettent aussi la détection spécifique de certains genres moins fréquents. Le nombre de genres dominants identifiés est de 20 pour la région V3-V4, de 22 pour la région V6-V8, de 12 pour la région ITS1 et de 13 pour la région ITS2. Il a également été possible de comparer la communauté microbienne de 15 fromages pour deux années de production (2015 et 2018, 30 fromages au total) afin d’observer la variation de la microflore en fonction du temps. Cette étude a permis d’observer que plus de la moitié des écosystèmes étudiés se révèle être constante. Ces nouvelles connaissances permettent de mieux décrire la typicité des fromages québécois et de proposer des leviers technologiques aux artisans pour produire des fromages de haute qualité de façon plus constante.
The speciality cheese industry plays an important role in the province of Quebec, with a production of over 60 000 tonnes of cheeses. Although these products distinguish themselves with their high quality, a lack of constancy is sometime experienced regarding their sensory properties (taste, smell, texture, color). These variations can be explained, partly, by a microflora disequilibrium (bacteria and fungi). Even though microflora plays an important role in cheese ripening, very little information is available about his composition (presence and relative abundance of different species) for Quebec’s terroir cheeses. This research project aims to develop a targeted metagenomic by massive amplicon sequencing (metabarcoding) to characterize the microflora of cheese rind and cheese core. Metabarcoding is a profiling method using short sequences representative of the entire genome. In this project, the V3-V4 region of the 16S rDNA and the ITS2 region of the rDNA ITS region were identified as the most precise molecular markers for the profiling of respectively bacterial and fungal cheese ecosystems. The microflora of 32 cheeses of the Quebec terroir has been characterized. The target regions used identified the dominant genera associated with cheese ecosystems and also allow the specific detection of some less frequent genera. The number of dominant genus assigned is 20 for the V3-V4 region, 22 for the V6-V8 region, 12 for the ITS1 region and 13 for the ITS2 region. It was also possible to compare the microbial community of fifteen cheeses for two different years of production (2015 and 2018) in order to observe the variation of the microflora over time. This study shows that over half of the ecosystems analyzed are stable. This new knowledge allows a better understanding of Quebec’s terroir cheese typicity and offers new information to cheesemakers on the way to produce high quality cheeses more consistently.
The speciality cheese industry plays an important role in the province of Quebec, with a production of over 60 000 tonnes of cheeses. Although these products distinguish themselves with their high quality, a lack of constancy is sometime experienced regarding their sensory properties (taste, smell, texture, color). These variations can be explained, partly, by a microflora disequilibrium (bacteria and fungi). Even though microflora plays an important role in cheese ripening, very little information is available about his composition (presence and relative abundance of different species) for Quebec’s terroir cheeses. This research project aims to develop a targeted metagenomic by massive amplicon sequencing (metabarcoding) to characterize the microflora of cheese rind and cheese core. Metabarcoding is a profiling method using short sequences representative of the entire genome. In this project, the V3-V4 region of the 16S rDNA and the ITS2 region of the rDNA ITS region were identified as the most precise molecular markers for the profiling of respectively bacterial and fungal cheese ecosystems. The microflora of 32 cheeses of the Quebec terroir has been characterized. The target regions used identified the dominant genera associated with cheese ecosystems and also allow the specific detection of some less frequent genera. The number of dominant genus assigned is 20 for the V3-V4 region, 22 for the V6-V8 region, 12 for the ITS1 region and 13 for the ITS2 region. It was also possible to compare the microbial community of fifteen cheeses for two different years of production (2015 and 2018) in order to observe the variation of the microflora over time. This study shows that over half of the ecosystems analyzed are stable. This new knowledge allows a better understanding of Quebec’s terroir cheese typicity and offers new information to cheesemakers on the way to produce high quality cheeses more consistently.

Afin de garantir la sécurité sanitaire, mais aussi de préserver la biodiversité des écosystèmes microbiens de fermentation et d’affinage, différentes stratégies sont aujourd’hui investiguées. Il s’agit autant de décrire les espèces en présence et d’évaluer leur dynamique, que de prévoir leur croissance ou décroissance selon les conditions de fabrication ou de conservation des aliment. Cette étude a pour objectif de définir une méthode de quantification culture indépendante, complémentaire à la microbiologie classique. Elle se base sur une extraction d’ADN et la réalisation d’une gamme étalon permettant de quantifier les microorganismes culture indépendant présents. Le bilan de cette étude met en évidence des quantifications moléculaires proches des données microbiologiques. Une fois cette quantification mise en place, le second point de l’étude vise à mettre en place une technique « culture-indépendante » ayant pour but d’évaluer l’activité réelle des flores au sein des produits laitiers ces expérimentations permettent d’appréhender l’intérêt de la technique pour des études plus poussées des comportements microbiens
In order to guarantee the public health, but also to preserve the biodiversity of the microbial ecosystems of fermentation and refining, various strategies are today creating. It is a question as much of describing the involved species and of evaluating their dynamics, to envisage their growth or decrease according to the conditions of manufacture or conservation of food. This study aims to define a method of quantification culture independent, complementary to traditional microbiology. It is based on a DNA extraction and the realization of a range standard making it possible to quantify the micro-organisms culture independent present. The assessment of this study highlights molecular quantifications close to the microbiological data. Once this quantification installation, the second point of the study aims at setting up an “independent culture” technique having for goal to evaluate the real activity of the flora within the dairy products: these experiments make it possible to apprehend the interest of the technique for more pushed studies of the microbial behaviors

Les salmonelles sont l'une des causes les plus importantes de maladie transmise par les produits laitiers crus. L'appréciation du risque associé à la consommation de ces produits est nécessaire et la méthode la plus appropriée pour réaliser ce but est l'utilisation du processus d'analyse de risque qui associe les microbes pathogènes dans l'aliment au problème de santé publique. Le but principal de cette thèse est donc d'évaluer quantitativement le risque de salmonellose humaine lié à la consommation de Camembert fromage au lait cru. Les lacunes qui sont en général identifiées pour l'appréciation des risques sont le manque de données quantitatives sur les microbes pathogènes contaminant les aliments. Donc, comme premier objectif de cette thèse, nous avons developeé une méthode rapide, sensible et fiable pour la quantification des salmonelles dans le lait artificiellement contaminé. La méthode a combiné les principes de la méthode du nombre-le plus-probable (NPP) avec une analyse PCR en temps réel. Avec cette analyse (NPP-PCR en temps réel) fiable niveau de la contamination (1- 5 ufc/mL) du lait peut être énuméré après 8 h d'enrichissement non-sélectif dans l'eau peptone tamponée. Toutes les valeurs de nombre le plus probable ont bien correspondu au niveau estimé de contamination des salmonelles inoculées dans des échantillons de lait. Afin d'évaluer l'utilité de cette analyse de quantification, nous l'avons appliquée aux échantillons naturellement contaminés de lait de tank d'exploitations laitières situées dans l'Ouest de la France. Huit (2,68%) des 299 échantillons de lait de tank étaient trouvés positifs, avec des comptes estimés de nombre plus probable s'étendant de 3,7 à 79,2 /mL de lait. En dépit des problèmes d'inhibition observés avec quelques échantillons de lait, l'application de l'analyse par PCR en temps réel pour mesurer des salmonelles dans le lait cru s'est avérée être rapide, facile à exécuter et extrêmement sensible. Dans l'appréciation des risques potentiels liés aux salmonelles dans le lait cru et les produits à base de lait cru il était nécessaire d'examiner la vii capacité des salmonelles à se développer dans le lait. Par conséquent, nous présentons dans cette thèse des modèles primaires et secondaires décrivant mathématiquement la croissance des salmonelles (S. Typhimurium et S. Montevideo) dans le lait à température constante pendant différentes périodes d'incubation. Le modèle logistique avec délai a été employé pour décrire la croissance des salmonelles en fonction du temps. Les taux de croissance spécifiques de S. Typhimurium et de S. Montevideo différent selon le sérotype et la température. Les taux de croissance maximum ont été alors modélisés en fonction de la température en utilisant le modèle cardinal secondaire de Rosso. Les valeurs cardinales obtenues avec S. Typhimurium et S. Montevideo étaient: Tmin 3,02, 3,40 ; Topt 38,44, 38,55 et Tmax 44,51, 46,97°C, respectivement. À la température optimum de croissance (Topt) les taux de croissance maximum étaient 1,36 et 1,39 log10 ufc/h-1 pour S. Typhimurium et S. Montevideo respectivement. Les modèles primaires et secondaires ont permis de bons ajustements aux données de croissance avec un pseudo R2 = 0.97-0.99. Un modèle d'appréciation du risque de salmonellose humaine liée à la consommation de Camembert au lait cru est présentée qui est basée sur les résultats des objectifs précédemment mentionnés dans cette thèse. Différentes distributions ont été posées en hypothèse pour des paramètres du modèle et une simulation de Monte Carlo a été employée pour modeler le processus et pour mesurer le risque lié à la consommation de la portion de 25 g du fromage. Le 99th percentile du nombre de cellules de salmonelles dans les portions de 25 g de fromage était 5 cellules à l'heure de la consommation, correspondant à 0,2 cellule des salmonelles par gramme. Le risque de salmonellose par portion de 25 g est compris entre 0 et 1,2 × 10-7 avec une médiane de 7,4 × 10-8. Pour 100 millions de portions de 25g, le nombre de cas de salmonellose prévue par le modèle est en moyenne de 7,4. Quand la prévalence est réduite dans le modèle d'un facteur de 10, le nombre de cas par 100 millions de portions est réduit à moins de 1 cas. En dépit des limites et des données manquantes, nous avons démontré l'avantage de l'appréciation du viii risque non seulement comme outil d'évaluation de risque mais également comme dispositif d'aide à la prise de décision et à la gestion des risques.

Les fromages de spécialités supportent un écosystème complexe regroupant des bactéries, des levures et des moisissures. Bien que des ferments d’acidification et des cultures d’affinage soient ajoutés lors du procédé de fabrication, plusieurs autres microorganismes peuvent s’y développer. Ainsi, les levures indigènes, naturellement présentes dans l’environnement laitier, pourraient contribuer de façon directe et/ou indirecte au développement des propriétés sensorielles (saveur, odeur, texture) des fromages. Une étude précédente a permis de caractériser la microflore des fromages québécois. Trois espèces de levures indigènes (Cyberlindnera jadinii, Kazachstania servazzii et Pichia k udriavzevii) ont été détectées dans le lait cru et/ou dans les fromages de spécialité provenant de la province de Québec, mais leur prédominance et leur rôle n’avaient pas été déterminés. Le but de ce projet était d’évaluer la distribution de ces trois espèces de levures indigènes dans les fromages de spécialités du Québec. Pour ce faire, une méthode spécifique et sensible utilisant la PCR quantitative en temps-réel a été développée afin de pouvoir détecter et quantifier ces trois espèces de levures. Par la suite, la croûte et la pâte de fromages québécois ont été analysées afin d’obtenir plus d’indices quant à la localisation de ces espèces dans les fromages et leur importance dans l’affinage de ceux-ci. Ce projet a permis de mettre en évidence que C. jadini iet P. k udriavzevii sont des levures fréquemment retrouvées dans la majorité des fromages de spécialités du Québec. Il serait donc intéressant d’approfondir leur impact au niveau de la production de composés aromatiques et d’analyser si le développement de nouveaux ferments qui contiendraient ces espèces serait bénéfique.
The complex fungal ecosystems of specialty cheeses are increasingly studied because of the potential contribution of indigenous yeasts to the development of the cheese’s sensory properties. They may contribute directly or indirectly by their interaction with the funga l ecosystem or the modification of the cheese matrix. Previous studies detected Cyberlindnera jadinii, Kazachstania servazzii and Pichia k udriavzeviiin both raw milk and/or artisanal specialty cheeses from the province of Québec. The aim of this project was toanalyze the distribution of these three yeast species in cheeses made in the province of Québec. A highly specific and quantitative real time PCR assay was developed to quantitate these yeast species. The rind and the core of cheeses made in the province of Québec were sampled and analyzed using this method. Tracking of C. jadinii and P. k udravzeviirevealed that these yeasts are found within the majority of the analyzed cheeses. This study is the first step toward a better understanding of the possible contribution of these indigenous yeasts species in the development of cheese flavors, and their role in the cheese’s fungal ecosystem.

Ces travaux de thèse portent sur l'étude pluridisciplinaire (biochimique, physicochimique, microbiologique) de l'amélioration des qualités aromatiques du Poro, fromage artisanal mexicain au lait cru, afin d'en allonger sa durée de commercialisation sur le marché mexicain. Pour cela, après une caractérisation physicochimique du fromage, différentes techniques d'encapsulation dans l'enrobage de paraffine du fromage ont été testées. Par ailleurs, l'activité inhibitrice de Carnobacterium maltaromaticum LMA28, isolée à partir d'un fromage à pâte molle, a aussi été étudiée vis-à-vis de L. monocytogenes pour une application en industrie fromagère. L'évaluation sensorielle a permis de construire une cartographie des préférences internes pour le fromage Poro. Dans un second temps nous nous sommes intéressée à masquer l'apparition de défauts olfactifs dans le Poro : L'encapsulation de C. maltaromaticum LMA28 est une meilleure alternative pour la libération de 3-méthylbutanal par rapport à l'encapsulation directe du 3-méthylbutanal. Enfin, d'un point de vue microbiologique, aucune trace de contamination fécale n'a été retrouvée dans les produits. Les principales souches de bactéries lactiques isolées dans le fromage ont été : L. plantarum, L. pentosus, L. farciminis, L. rhamnosus. L'effet de quatre facteurs (C. maltaromaticum, concentration en NaCl, temps et pH) et de leurs interactions sur la croissance de L. monocytogenes inoculée dans deux milieux de culture (TSB- YE et lait écrémé) a été étudié. La concentration de C. maltaromaticum LMA28 s'est révélée être le facteur déterminant pour obtenir une inhibition de L. monocytogenes dans les deux milieux de culture testés
This thesis focuses on the interdisciplinary study (biochemical, physicochemical, microbiological) in order to improve sensory qualities and, more specifically, aromatic profile of Poro cheese in order to extend its commercialization period on the Mexican market. After cheese characterization, several encapsulations techniques were tested into cheese paraffin coating. Moreover, inhibitory activity of C. maltaromaticum LMA28 isolated from a soft cheese against L. monocytogenes was also studied. Sensory evaluation led to a preferences internal mapping. It appeared that C. maltaromaticum LMA28 encapsulation was a better alternative for the 3-methylbutanal release compared with 3-methylbutanal direct encapsulation to improve off-flavor apparition in Poro. Sensory experiments performed on Babybel® (cheese model) showed a difference between the sensory perceptions of cheese coated containing or not C. maltaromaticum LMA28. Micro-encapsulation in calcium alginate is a quick encapsulation technique, simple, inexpensive and easy to implement even for a small-scale productions. Finally, from a microbiological point of view, no trace of fecal contamination was found in the products. The main strains of lactic acid bacteria isolated were cheese: L. plantarum, L. pentosus, L. farciminis, and L. rhamnosus. The effect of four factors (C. maltaromaticum, NaCl concentration, time and pH) on L. monocytogenes growth, inoculated into two culture media (TSB -YE and skim milk). The C. maltaromaticum LMA28 concentration appeared to be the determining factor for L. monocytogenes inhibition in both media tested

L’objectif de cette étude était de vérifier la biocompatibilité entre les mycètes du fromage Camembert et les bactéries lactiques (probiotiques ou d’affinage). La plupart des souches fongiques utilisées ont été isolées de laits en provenance du terroir québécois et deux laits d’origines différentes ont servi pour la fabrication de caillés modèles. La spectrophotométrie automatisée (SA) a été employée pour présélectionner des mélanges de souches mycéliennes et bactériennes biocompatibles. Des milieux à base de lait furent fermentés par des mycètes et étaient ensuite inoculés avec les bactéries. La croissance préalable des mycètes stimulait ou inhibait les bactéries, mais les effets étaient mineurs et variaient selon les souches. Par la suite, afin de confirmer ces résultats, des caillés modèles ont été inoculés simultanément par des combinaisons de bactéries et de mycètes. L’absence d’inhibition des bactéries par les mycètes observée en SA a été confirmée, mais les interactions en caillé modèle différaient de celles notées en SA en raison de l’évolution différente du pH dans les deux séries expérimentales. Finalement, des fromages Camembert probiotiques ont été fabriqués avec des souches du terroir et commerciales. Le Camembert s’est révélé un aliment intéressant pour favoriser la survie des bactéries lactiques. Par contre, aucun mélange de souches fongiques n’a été systématiquement meilleur qu’un autre pour stimuler la viabilité des probiotiques.
This study was carried out to verify the biocompatibility between the mycetes of Camembert cheese and lactic cultures (probiotic and ripening strains). Most of the fungi strains used had been isolated from different milk sources over the province of Quebec (Canada) and two different kinds of milk were used to produce cheese slurries. Automated spectrophotometry (AS) was employed to screen some biocompatible pairings of mycete and bacterial strains. A milk medium was fermented by yeasts and moulds and then inoculated with bacteria. The previous growth of the mycetes was sometimes stimulatory and sometimes inhibitory, but the effects were minor and varied as a function of the strains. Subsequently, to confirm these AS results, cheese slurries were inoculated simultaneously with different strains combinations. Finally, pilot scale Camembert cheese was produced to verify its ability to support probiotic bacterial cultures viability. The absence of inhibition of the bacteria by the mycetes in SA was confirmed, but the interactions in the cheese slurries differed from those noted in AS because of the different pH patterns in the two experimental series. Camembert was shown to have potential to favour the viability of probiotic bacterial strains during ripening and storage. However, no mycete mix was systematically better than another to stimulate this viability.

Le métabolisme du soufre, qui occupe une place centrale au sein de la cellule, est aussi important lors de la fabrication des fromages à pâte molle à croûte lavée. L'écosystème fromager assimile les acides aminés soufrés et peut ainsi produire des composés soufrés volatils (CSVs) indispensables à la flaveur de ces produits. Nous avons étudié le métabolisme du soufre chez deux micro-organismes d'affinage, les levures hémiascomycètes Kluyveromyces lactis et Yarrowia lipolytica. L'analyse in silico du phylum des hémiascomycètes nous a donné pour la première fois une vision évolutive de ce métabolisme. Nous avons relevé des différences fondamentales au niveau de la synthèse de la cystéine mais aussi au niveau des enzymes impliquées dans la production de CSVs. Cette analyse constitue une base solide pour l'étude du métabolisme du soufre. Nous avons combiné plusieurs approches exploratoires (transcriptome, métabolome, dosage des CSVs) afin d'avoir une vision globale de ce métabolisme chez K. lactis et Y.lipolytica. Les différences observées se situent notamment au niveau des voies de synthèse de la cystéine et de la taurine. La production de CSVs semble liée à la surexpression de transaminases spécifiques à chaque espèce combinée à l'accumulation de méthionine intracellulaire. L'affinage du fromage dépendant de tout un écosystème, nous avons également étudié l'interaction entre deux micro-organismes d'affinage, K. lactis et Brevibacterium aurantiacum via une approche transcriptomique, en comparant l'expression d'une co-culture à celle des cultures pures. Nous avons observé de profondes modifications métaboliques touchant notamment le métabolisme du carbone et celui de la biotine.

Les fromages au lait cru présentent un écosystème microbien complexe où chaque acteur interagit avec ses voisins et avec le milieu. Parmi ces interactions, l’une d’elle est particulièrement intéressante, l’antagonisme, autrement dit la capacité d’un individu à inhiber la croissance d’un autre. Ces interactions antagonistes sont particulièrement étudiées dans les écosystèmes bactériens fromagers et ont conduit à l’identification de bactéries lactiques productrices de bactériocines. Parmi elles, certaines souches ont révélé des propriétés probiotiques et présentent ainsi un fort potentiel dans la lutte contre les résistances aux antibiotiques. D’un autre côté, l’écosystème fongique des fromages est encore peu étudié. Ce dernier est cependant prometteur, notamment par la possibilité d’abriter des levures productrices de mycocines et/ou possédant des propriétés probiotiques. Dans ce cadre, les présents travaux ont porté sur l’étude d’un fromage du terroir des Hauts-de-France, la Tomme d’Orchies. Ils ont permis la mise en évidence de deux levures antagonistes non-Saccharomyces, présentant un potentiel probiotique. L’écosystème microbien de la Tomme d’Orchies sera décrit et la recherche et la caractérisation de levures antagonistes seront effectuées au sein de son écosystème fongique. Deux souches de Kluyveromyces (K. marxianus S-2-05 et K. lactis S-3-05) seront mises en évidence. Ces dernières présentant un pouvoir antagoniste large, contre des bactéries à Gram positifs et négatifs et contre une levure pathogène. De plus, un haut potentiel d’utilisation comme agents probiotiques a été observé, complété par une activité antioxydante d’intérêt médical, observé chez K. marxianus
Raw milk cheeses show a complex microbial ecosystem, where each actor interacting with its neighbor and with its environment. Among these interactions, one is particularly interesting, the antagonism, in other words the capacity of an individual to inhibit the growth of another. Antagonistic interactions are massively studied in bacterial cheese ecosystems and lead to the identification of bacteriocin-producing lactic acid bacteria. Among these strains, some revealed probiotics properties and a high potential in the fight against antibiotics resistances. Additionally, cheese fungal ecosystems were poorly studied. However, this ecosystem is promising as it might contain mycocin-producing yeasts and/or showing probiotic properties. In this frame, our work focused on a local French cheese, the “Tomme d’Orchies”. Two non Saccharomyces antagonistic yeasts, with a probiotic potential, were identified in this cheese. Microbial ecosystems of the “Tomme d’Orchies” will be described before presenting the research and the characterization of antagonistic yeast in the fungal ecosystem. Two strains of Kluyveromyces (K. marxianus S-2-05 and K. lactis S-3-05) will be highlighted, with broad antagonistic properties, against Gram positive and negative bacteria, but also against pathogenic yeast. A high potential to be used as probiotic agents could be observed, in addition to antioxidative properties for K. marxianus, with medical relevance

Le métabolisme du soufre, qui occupe une place centrale au sein de la cellule, est aussi important lors de la fabrication des fromages à pâte molle à croûte lavée. L'écosystème fromager assimile les acides aminés soufrés et peut ainsi produire des composés soufrés volatils (CSVs) indispensables à la flaveur de ces produits. Nous avons étudié le métabolisme du soufre chez deux micro-organismes d'affinage, les levures hémiascomycètes Kluyveromyces lactis et Yarrowia lipolytica. L'analyse in silico du phylum des hémiascomycètes nous a donné pour la première fois une vision évolutive de ce métabolisme. Nous avons relevé des différences fondamentales au niveau de la synthèse de la cystéine mais aussi au niveau des enzymes impliquées dans la production de CSVs. Cette analyse constitue une base solide pour l'étude du métabolisme du soufre. Nous avons combiné plusieurs approches exploratoires (transcriptome, métabolome, dosage des CSVs) afin d'avoir une vision globale de ce métabolisme chez K. lactis et Y.lipolytica. Les différences observées se situent notamment au niveau des voies de synthèse de la cystéine et de la taurine. La production de CSVs semble liée à la surexpression de transaminases spécifiques à chaque espèce combinée à l'accumulation de méthionine intracellulaire. L'affinage du fromage dépendant de tout un écosystème, nous avons également étudié l'interaction entre deux micro-organismes d'affinage, K. lactis et Brevibacterium aurantiacum via une approche transcriptomique, en comparant l'expression d'une co-culture à celle des cultures pures. Nous avons observé de profondes modifications métaboliques touchant notamment le métabolisme du carbone et celui de la biotine.

Carnobacterium maltaromaticum est une bactérie lactique atypique isolée de fromages à pâte molle. Les caractéristiques majeures de cette bactérie sont i) sa capacité à produire un arôme de type malté ou chocolaté, le 3-méthylbutanal à partir du catabolisme de la leucine ii) sa capacité à produire des bactériocines, peptides à activité antibactérienne vis-à-vis de flores pathogènes et/ou d'altération fréquemment rencontrées en industries alimentaire, telle que Listeria monocytogenes. Une caractérisation phénotypique et génotypique réalisée sur six souches de C. maltaromaticum isolées du même biotope a montré que celles-ci ne sont pas phylogénétiquement identiques. Même si ces souches n'ont pas la capacité à coaguler rapidement le lait, elles sont acidotolérantes. Elles n'influent pas sur la capacité ni la rapidité de coagulation des starters, Lactococcus lactis et Streptococcus thermophilus utilisés en industrie laitière. L'étude de l'impact de C. maltaromaticum sur la flore bactérienne du fromage a révélé que sa présence provoque la diminution de la concentration de Psychrobacter, germe pouvant être responsable d'une accélération du phénomène de vieillissement du fromage. Un plan d'expérience a été réalisé pour mettre en évidence ces inhibitions et les éventuelles interactions entre différents facteurs (concentration cellulaire initiale, concentration en NaCl, pH, durée d'incubation). Deux modèles ont été choisis i) Psychrobacter sp. et ii) L. monocytogenes. La concentration cellulaire de C. maltaromatiucm est le facteur le plus important pour inhiber les bactéries testées. Cette espèce opportuniste pourrait être considérée comme un auxilliaire de fabrication intéressant et pourrait être retenue comme flore bactérienne d'affinage. Toutes les souches de C. maltaromaticum testées sont capables de produire du 3-méthylbutanal pouvant conférer une flaveur maltée au fromage. Les études menées sur la biosynthèse du 3-méthylbutanal ont montré la présence et la fonctionnalité de deux voies métaboliques; la voie directe impliquant l'alpha-cétoacide décarboxylase et la voie indirecte passant par l'alpha-cétoacide déshydrogénase. L'oxygénation du milieu de culture a un impact positif sur la formation du 3-méthylbutanal et du 3-méthylbutanol avec la stimulation des voies directes et indirectes
Carnobacterium maltaromaticum is a lactic acid bacterium isolated from atypical soft cheeses. The major characterstics of this bacterium are i) its ability to produce a malty or chocolate-like flavor 3-methylbutanal from leucine catabolism ii) its ability to produce bacteriocins against pathogenic and spoilage bacteria for instance, Listeria monocytogenes. Phenotypic and genotypic characterization of six strains of C. maltaromaticum isolated from the same habitat showed that they were not phylogenetically identical. Although these strains lacked the ability to coagulate the milk quickly, they were acid tolerant. They did not affect the milk coagulation capacity of startes, Lactococcus lactis and Streptococcus thermophilus used in dairy industry. The study on the impact of C. maltaromaticum on the bacterial flora of cheese showed that its presence resulted in the decrease of the concentration of Psychrobacter, which might be responsible for accelerating the aging phenomenon of cheese. An experimental plan was realized to highlight these inhibitions and possible interactions between factors (cell concentration, NaCl, pH, incubation time) by choosing two models i) Psychrobacter sp. and ii) L. monocytogenes. The cell concentration of C. maltaromatiucm was the factor more significant for the inhibitions of the tested bacteria. Being psychrotrophic, alkalinophilic, malty or chocolate flavor producing and biopreservative agent, this species could play a role as a ripening flora of cheese. All strains of C. maltaromaticum tested were able to produce 3-methylbutanal conferring any malt flavor to cheese. The results on the physiology involved in the biosynthesis of 3-methylbutanal showed the presence and functionality of both metabolic pathways; the direct by alpha-ketoacid dacarboxylase enzyme and indirect comprising alpha-keto acid dehydrogenase enzyme. The oxygenation of culture medium had a positif impact on the formation of 3-methylbutanal and 3-methylbutanol with the stimulation of both direct and indirect metabolic routes

Des analyses microbiologiques mensuelles de lait cru super a realisees dans six exploitations agricoles de normandie ont permis de mettre en evidence une certaine constance de la composition du lait en lactocoques, lactobacilles et levures. L'analyse d'echantillons de lait, d'aliments, de feces et d'ecouvillonnages du materiel de traite, a permis de confirmer le role de la machine a traire dans la contamination du lait par les pseudomonas. Nous avons emis l'hypothese du role de la litiere comme vecteur de transmission des lactocoques et celui de l'ensilage, via les feces, comme source de contamination du lait par les levures. Par simulation des conditions de stockage du lait a la ferme, une multiplication significative des pseudomonas apres 48 heures a 4\c a ete mise en evidence. Le niveau atteint par ces micro-organismes etait plus faible apres 24 heures a 8\c ; ces conditions etaient d'ailleurs moins defavorables aux lactocoques. Des essais simulant les conditions de maturation primaire du lait, ont montre que les lactocoques originels se developpent de facon significative. Malgre l'ajout de levain, dans quatre des onze essais realises, les pseudomonas constituaient la flore majoritaire du lait mature. Des laits de haute qualite provenant de trois exploitations agricoles ; ainsi que du lait de melange d'une entreprise, ont ete transformes en camemberts au lait cru. Des analyses microbiologiques et physico-chimiques ont permis de suivre la maturation des produits. Les fromages ont ete soumis a un jury de degustation. Des descripteurs de l'aspect, de la texture, de l'arome et du gout des camemberts ont montre des differences significatives entre les produits. L'etude de souches de lactocoques par des techniques phenotypique, microscopique et genetiques a revele l'existence de differents ecosystemes de lactocoques pour deux exploitations situees dans des crus distincts a l'interieur de la zone d'appellation du camembert de normandie.

L'objectif de ce travail était d'étudier une bactérie d'affinage de cet écosystème, Brevibacterium aurantiacum (BA). La mise en place d'outils moléculaires pour l'étude de la biodiversité du genre Brevibacterium. L'approche par MLST avec 9 gènes de ménage est un nouvel outil prometteur pour l'identification des Brevibacteriaceae, nous avons identifié une nouvelle espèce appartenant aux souches d'intérêt technologique, B. antiquum. L'approche par puce ADN a permis d'étudier la biodiversité au sein de l'espèce de BA, les résultats montrent que 13% et 15% du génome de la souche séquencée sont absents et/ou divergents dans les souches BL2 et ATCC 9175. Nous avons ensuite réalisé une reconstruction du métabolisme du soufre chez BA ATCC 9175 et étudié sa régulation en fonction de différentes sources de soufre en utilisant des approches omics. Les résultats montrent une répression des voies d'assimilation du sulfate et de la biosynthèse de la cystéine en présence de cystine et une répression des voies de biosynthèse de la méthionine via l'homocystéine et la voie de transulfuration par la méthionine. Enfin, lors d'un ajout de méthionine dans le milieu, nous observons une induction coordonnée des gènes codant pour la méthionine gamma-lyase et un transporteur de la méthionine suggérant la présence d'un régulateur spécifique pour cette voie. Enfin, nous avons étudié le comportement de BA en présence ou en absence d'une levure d'affinage de fromage Kluyveromyces lactis (KL) par des approches biochimiques et transcriptomiques. Chez BA, on observe une modification du métabolisme carboné et de l'azote, de la voie de biosynthèse des pigments.

Afin de contribuer à la préservation du patrimoine laitier libanais, l'objectif principal de cette étude a été de caractériser le fromage Darfiyeh, une variété traditionnelle fabriquée à partir de lait de chèvre cru et affinée dans une outre en peau de chèvre. Parallèlement à cet objectif, et pour mieux comprendre l'affinage du Darfiyeh, le transfert de composés d’arôme à travers la peau de chèvre a été étudié au moyen d’un dispositif expérimental original. Trois lots indépendants de production de Darfiyeh ont été analysés après 20, 40 et 60 jours d'affinage. Les résultats des analyses physico-chimiques ont montré que le Darfiyeh est un fromage à pâte mi-dure, caractérisé par une protéolyse et une lipolyse modérées. Le 3-méthyl butanal, le 1-phényl éthanol et le 1-octanol contribuent à la fraction aromatique particulière du Darfiyeh. Les analyses microbiologiques ont mis en évidence (Log cfu.g-1 fromage) des lactobacilles mésophiles (7,1-10,4), des bactéries lactiques (BL) thermophiles cocciformes (6,6-8,4) et des lactobacilles thermophiles (5,5-7,2). Afin d'explorer l'écosystème naturel du Darfiyeh, une combinaison d'approches classiques et moléculaires a été appliquée. L'identification classique a révélé des espèces appartenant aux genres Streptococcus, Enterococcus, Lactococcus et Lactobacillus. Les profils de Temporal Temperature Gel Electrophoresis (TTGE) ont révélé des bandes communes avec l'identification classique. Des analyses menées par PCR spécifiques de l'espèce bactérienne ont confirmé la présence of S. thermophilus, E. faecium, E. durans, Lc. lactis subsp. lactis et Lc. lactis subsp. cremoris. La PCR en temps réel a permis la quantification de S. thermophilus et d' E. faecium, avec un seuil de détection respectif de 104 ufc.g-1 de Darfiyeh et une gamme de 107-109 ufc.g-1 de Darfiyeh, respectivement. Pour le transfert d'arômes à travers la peau de chèvre, l'absorption et la perméabilité de trois molécules aromatiques modèles (2-butanone, 2,3-butanedione, 2-butanol) dans un système solution aqueuse/peau de chèvre a été suivi, après 20, 40 et 60 jours d'exposition. Jusqu'à 40 j d'exposition, le transfert des molécules aromatiques était régi par leurs propriétés physico-chimiques et par le temps d'exposition. Après 60 j, le système solution aqueuse/peau s’est traduit par une tendance à la migration des molécules modèles depuis la peau vers la solution simulée de Darfiyeh. Autrement dit, le transfert de ces molécules modèles dans le système simulé paraît s’établir de façon cyclique. Ce travail est une première contribution scientifique et technique au secteur de la valorisation durable de la tradition fromagère libanaise
In order to contribute for the preservation of the Lebanese dairy heritage, the aim of this study was to characterize Darfiyeh cheese, a traditional variety made from raw goats' milk and ripened in goat's skin. Parallel to this objective, and for a better understanding of Darfiyeh ripening, aroma transfer towards goat skin was conducted through an experimental device. Three independent batches of Darfiyeh production were analyzed after 20, 40 and 60 days of ripening. Physico-chemical results showed that Darfiyeh is a semi-hard goat's milk cheese which undergoes a moderate proteolysis and lipolysis. 3-methyl butanal, 1-phenyl ethanol and 1-octanol contribute to the distinctive aromatic fraction of Darfiyeh. As for microbiological results, bacterial counts (Log cfu.g-1 cheese) for mesophilic lactobacilli (7.1-10.4), thermophilic coccal-shaped lactic acid bacteria (LAB) (6.6-8.4) and thermophilic lactobacilli (5.5-7.2) were found. In order to explore Darfiyeh natural ecosystem, a combination of classical and molecular approaches was applied. Classical identification revealed members of the genera Streptococcus, Enterococcus, Lactococcus and Lactobacillus. Temporal Temperature Gel Electrophoresis (TTGE) profiles revealed common bands between the classical identification. Species-specific polymerase chain reactions (PCR) confirmed the presence of S. thermophilus, E. faecium, E. durans, Lc. lactis subsp. lactis and Lc. lactis subsp. cremoris. Real time PCR enabled quantification of S. thermophilus and E. faecium, with a detection threshold of 104 ufc.g-1 of Darfiyeh and a range of 107-109 ufc.g-1 of Darfiyeh, respectively. As for aroma transfer towards goat skin, absorption and permeability of three model aroma molecules (2-butanone, 2,3-butanedione, 2-butanol) in aqueous solution/goat skin system were followed, after 20, 40 and 60 days of exposure. Until 40 days, the transfer of aroma molecules was dependent on their physico-chemical properties and exposure time. After 60 days, the molecules migrate from the skin to the aqueous solution. Therefore, in such a simulated system, aromatic molecules seem to move under a cyclic way. This work is a first scientific and technical contribution to the preservation of traditional Lebanese cheesemaking