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Unpublished conference/Abstract (Scientific congresses and symposiums)
Evolution de la viabilité cellulaire dans les procédés de production de ferments lactiques : effet du type de bactérie sur l'évaluation par cytométrie en flux
Delvigne, Frank; Thiry, Christophe; Pierart, Céline et al.
201112ème congrès de la Société Française de génie des procédés
 

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Abstract :
[fr] La cytométrie en flux est une technique permettant d'effectuer des analyses au niveau des cellules individuelles. Cette technique a été développée à l'origine pour l'analyse de cellules animales dans des applications à finalité médicale. Ce n'est que dans les années 90 que cette technique a été considérée dans le cadre des cellules microbiennes procaryotes et eucaryotes. Grâce à l'évolution des technologies (laser à l'état solide, progrès dans la maîtrise des micro-écoulements,…), plusieurs développeurs proposent actuellement des cytomètres en flux pour des budgets abordables (environ 30.000 euros). Cette évolution entraîne actuellement un engouement des industriels pour la mise en oeuvre de cette technique pour le suivi de l'évolution des populations microbiennes dans divers procédés : brasserie, vinaigrerie, production de starters pour la boulangerie, production de starters lactiques,… L'intérêt manifesté pour cette technique est simple à comprendre si on considère les techniques actuelles pour l'estimation de la viabilité cellulaire. En effet, celles-ci reposent souvent sur la revification des cellules sur milieu gélosé et comptage des colonies après un temps d'incubation. Le problème fondamental de cette technique repose sur l'utilisation de conditions de culture qui ne sont pas forcément identiques à celle rencontrée au niveau du processus de production. Ce phénomène entraîne une sous-estimation des cellules microbiennes actives rassemblées sous le terme de "viables mais non cultivables". A cela s'ajoutent des problèmes techniques imposés par le temps de remise en culture et l'obtention des résultats bien après que le processus de production soit terminé, ainsi que par des procédures de laboratoire coûteuses en personnel et en consommables. La cytométrie s'impose donc comme une technique de choix qui permet d'analyser les cellules microbiennes individuelles sans étape de remise en culture et avec un débit expérimental élevé. En effet, 30.000 cellules peuvent être analysées en 30 secondes immédiatement après la prise d'échantillon, ce qui permet éventuellement de corriger les conditions de procédés en fonction de l'état des micro-organismes. L'utilisation de fluorochromes spécifiques permet l'analyse de caractéristiques cellulaires. Dans le cas des bactéries lactiques, l'utilisation du couple de colorant "carboxyfluorescéine diacétate" / "iodure de propidium" (cFDA/PI) est mis en oeuvre en routine pour la détermination de la viabilité cellulaire. L'iodure de propidium pénètre dans les cellules ayant une membrane endommagée et les colore en rouge, tandis que le cFDA est un composé non fluorescent qui diffuse au travers de toutes les membranes cellulaires et est hydrolysées par les activités estérases intracellulaires pour donner un composé fluorescent vert. Ces deux composantes de fluorescence peuvent être facilement caractérisées par analyse multi paramétrique au niveau d'un cytomètre en flux. La difficulté majeure que rencontre l'application de la cytométrie en flux au niveau industriel réside dans l'interprétation des résultats. Dans ce travail, trois souches de bactéries lactiques ayant des sensibilités différentes au stress de procédé ont été mise en oeuvre dans des schémas de production industriels faisant intervenir les étapes suivantes : production en bioréacteur agité de 2m³, récolte par centrifugation continue, congélation et lyophilisation. L'analyse par cytométrie en flux montre des tendances fondamentalement différentes pour les trois types de micro-organismes. Les deux souches microbiennes plus sensibles au stress de procédé du fait de leur caractère anaérobie strict ou microaérophile montrent des sous-populations bien distinctes au niveau des cytogrammes, tandis que la souche plus résistante ne montre qu'une seule population évoluant suivant les étapes du procédé. Ces observations sont utilisées pour une meilleure interprétation des cytogrammes pour l'estimation de la viabilité cellulaire en conditions de procédé. Une meilleure interprétation peut également être obtenue en considérant la possibilité de relargage des produits de dégradation fluorescents provenant de l'hydrolyse du cFDA en fonction de l'état de la membrane cellulaire.
Disciplines :
Biotechnology
Author, co-author :
Delvigne, Frank  ;  Université de Liège - ULiège > Chimie et bio-industries > Bio-industries
Thiry, Christophe ;  Université de Liège - ULiège > Form. doct. sc. agro. & ingé. biol.
Pierart, Céline ;  Université de Liège - ULiège > Chimie et bio-industries > Bio-industries
Majad, Lamia
Destain, Jacqueline ;  Université de Liège - ULiège > Chimie et bio-industries > Bio-industries
Thonart, Philippe ;  Université de Liège - ULiège > Département des sciences de la vie > Biochimie et microbiologie industrielles
Language :
English
Title :
Evolution de la viabilité cellulaire dans les procédés de production de ferments lactiques : effet du type de bactérie sur l'évaluation par cytométrie en flux
Publication date :
29 November 2011
Event name :
12ème congrès de la Société Française de génie des procédés
Event organizer :
SFGP
Event place :
Lille, France
Event date :
29 septembre 2011
By request :
Yes
Audience :
International
Available on ORBi :
since 14 June 2011

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