Les produits laitiers fermentés : la science de l'alimentation vivante - Émilie Desfossés-Foucault, Ph.D. Directrice du laboratoire chez Biena ...
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Les produits laitiers
fermentés : la science de
l’alimentation vivante
Émilie Desfossés-Foucault, Ph.D.
Directrice du laboratoire chez Biena inc.
Québec, le 2 novembre 2017
Ma confession…
Biena inc :
• Basée à St-Hyacinthe depuis 20 ans
• Fabrication et distribution de ferments lactiques et de
cultures probiotiques
• Amérique et Europe
• Laboratoire R&D de 10 employés
• 1 Ph.D., 4 maîtrises, 4 bacc. et une technicienne
• Service technique pour nos clients laitiers
• Bacc en immunologie et microbiologie
(UdeM)
• Maîtrise et doctorat en STA (ULAVAL)
• Vice-présidente de l’AISA
Amour inconditionnel des produits laitiers
fermentés!
En bref…
• Le lait
• Les types
• La composition
• La fermentation du lait
• Les micro-organismes impliqués
• Leur rôle
• Les produits laitiers fermentés et les procédés
• Le yogourt
• Le kéfir Oui… il y en a d’autres!
• Le fromage
• La valeur ajoutée et les bienfaits santé des produits laitiers
Le lait Définition : Liquide blanc, opaque, de saveur légèrement sucrée, constituant un aliment complet et équilibré, sécrété par les glandes mammaires de la femme et par celles des mammifères femelles pour la nutrition des jeunes. • 7000 av. J-C! • Différents animaux (selon la région du globe):
Le lait
La composition :
Vache Chèvre Brebis Bufflonne
• Glucides (lactose) 4.8 4.4 5.1 4.9
• Lipides 3.9 3.5 6.0 8.0
• Protéines 3.2 3.1 5.4 4.5
• Vitamines
• Minéraux
Holstein Suisse Jersey
Protéines 3.0 3.4 3.6
Lipides 3.7 4.0 4.6
La fermentation du lait Plus ancienne méthode
de conservation des
Définition : aliments! Et c’est bio…
Conversion des différentes composantes du lait par des micro-
organismes bénéfiques
• Déjà présents « Insérer plug
• Ajoutés involontairement commerciale ici »
• Ajoutés volontairement
Bactéries Levures Moisissures
La fermentation du lait
Dégradation Dégradation Dégradation
des glucides des protéines des lipides
Lactose Caséines Triglycérides
LAB Présure LAB Moisissures
LAB Peptides Acides gras
Lc, Lb, M,
Citrate Lactate NSLAB NSLAB
Acides
Acides aminés gras Aldéhydes Cétones
L et M, libres
Lc cit+ Propioni
Leuco NSLAB M
Diacétyle Acides CO2 NH3 Amines, Phénols, Alcools Acides
Aldéhydes,
Alcools, Indoles
Les produits laitiers fermentés
Kéfir (laits fermentés) Yogourt Fromage
Félicitations
aux
gagnants
des prix
Caseus
2017!
Le kéfir, en bref…
• Originaire du Caucase
• Boisson fermentée la plus
populaire en Europe de l’Est
et dans les pays scandinaves
• Fermentation par des bactéries lactiques et des levures :
production d’acide lactique, d’éthanol et de CO2
• Le Champagne des produits laitiers!
• Historiquement produit par des grains de kéfir :
• Écosystème complexe de bactéries et de levures retenues ensemble
par le kefiran
• Polysaccharide : glucose + galactose
Le kéfir : procédé
Grain Industriel Types de produits industriels
Vs
Source : Shah et al., 2014 Source : Rattray et al., 2011Le kéfir : composition
• Varie selon le procédé utilisé (grain ou industriel), la source des
grains, le type de lait et le temps de fermentation
Composante %
Glucides (lactose) 2.0 - 3.5
Protéines 3.0 - 3.4
Lipides 1.5
Acide lactique 0.6 – 1.0 Traditionnel…
Alcool 0.1 – 1.8
CO2 0.1
• 0.9% : micro-organismes!Le kéfir : les micro-organismes
• L’écosystème varie énormément selon les conditions
• Kéfir traditionnel : très instable… max 3-10 jours!
Bactéries (88%) Levures (12%)
Lactobacillus (80%) (L. acidophilus, L. kefiri, L. Kluyveromyces marxianus, Kluyveromyces
kefirgranum, L. delbrueckii, L. brevis, L. lactis, Candida kefir, Saccharomyces
helveticus, L. casei, L. parakefiri, L. paracasei, cerevisiae, Saccharomyces kefir,
L. plantarum, L. fermentum, L. gasseri, etc.) Saccharomyces unisporus,
Lactococcus (8%) (L. lactis ssp. lactis, L. lactis Zygosaccharomyces rouxii, Torulaspora
ssp. cremoris, L. lactis ssp. lactis biovar delbrus, Torulaspora delbrueckii,
diacetylactis) Debaryomyces hansenii, Pichia fermentans,
Leuconostoc spp. Kazachstania unispora, Kazachstania exigua,
Streptococcus thermophilus etc.
• Ferments industriels : ne peuvent pas reproduire tout
l’écosystème (≈12 espèces)…
• Beaucoup plus stable (durée de vie de 28 jours)
• Reproductible!
• Choix des bactéries : acidification et potentiel probiotique…Le kéfir : traditionnel ou industriel? • 257 peptides identifiés (236 non identifiés dans le lait cru) • 230 peptides (industriel) Vs 127 peptides (traditionnel) • 97 peptides communs aux deux dont 16 avec effets santé déjà caractérisés
Le yogourt, en bref…
Définition :
Produit résultant de la fermentation du lait par les bactéries
Streptococcus thermophilus (ST) et Lactobacillus delbrueckii ssp.
bulgaricus (LB)
• Les deux bactéries sont essentielles pour avoir le droit de
s’appeler « yogourt », « yoghourt » ou « yaourt ».
• Au Canada, des bactéries probiotiques peuvent être
ajoutées.
• Lactobacillus spp. : L. acidophilus, L. rhamnosus, L. casei, L. reuteri
• Bifidobacterium spp. : B. bifidum, B. animalis ssp. lactis
• Les bactéries du yoghourt produisent de l’acide lactique et
des exopolysaccharides (EPS), ce qui donnent la texture.Le yogourt : les types
• Yogourt nature • Yogourt aux fruits
• Lait entier • Lait entier
• Faible en gras • Faible en gras
• Sans gras • Sans gras
• Grec • Grec
• Bio • Bio
• Probiotique • Yogourt à boire
• Fruits au fond Vs brassé
• Glacé
• Mousse
• Probiotique
• Etc…Le yogourt : procédé
Nature Aux fruits
Source : Shah et al., 2017Le yogourt : composition
• Varie selon le type de produit et les stabilisants ajoutés
(surtout pour les yoghourts aux fruits)
Composante Nature Nature Nature Fruits Fruits Fruits À boire
(%) 0% 1% Entier 0% 1% Entier
Glucides (solides) 0 0 0 6-10 6-10 6-10 8-12
Solides non gras 11-12 14 14-15 10.5-11 10.5-12 11-12 8-9.5
Lipides 3.25-3.5 1.0 0.3-0.5 3.25-3.5 0.5-2.0 0.3-0.5 2.0
Stabilisants 0-1 0-0.75 0-0.5 0.4-0.6 0.3-0.4 0.3-1.2 0.01-0.5
Source : Chandan et al., 2016
• Les stabilisants :
• Améliorent la consistance, la viscosité et la stabilité
• Augmentent la durée de vie (diminuent l’Aw)
• Protéines de lactosérum, amidon, gommes, gélatine, agar, pectine,
CMC, etc.Le yogourt grec
• USA : 50% du marché…
• Ajout ou concentration des protéines
• Méthode traditionnelle : égouttage en « poche »
• Méthodes industrielles : centrifugation, ultrafiltration, ajout de
protéines laitières
• Teneur en protéines plus élevée Évidemment…
• Texture très onctueuse…
• Préoccupation environnementale : lactosérum acidifié…Le fromage : les types
Source : www.fromagesdici.com
Pâte ferme
Pâte molle -
Persillée
Pâte semi-
Pâte molle - ferme
Croûte lavée
Pâte molle -
Croûte fleurie Pâte filée
Fromage
saumuré
Fromage fraisLe fromage, en bref…
60-72°C
38-55°C Stress thermique
35°C
Thermisation / 30°C
Pasteurisation 4-18°C
du lait
Temps /
Température
Fromage d’affinage
Stress osmotique Sel Glucides
HR Protéines
Stress acide / base pH Lipides
Ferments d’appoint /
Ferments lactiques Flore secondaire
d’affinage
Acidification, flaveur et textureLe fromage : les micro-organismes
Lactocoques
Production de lactate (35°C)
Consommation des sucres (Gal-)
Ferments L. helveticus
thermophiles Protéolyse
Streptocoques Consommation des sucres (Gal+)
Lactobacilles
homofermentaires
Propionibacterium
Fermentation du L-lactate
Production d’acides aromatiques
Ferments d’appoint / Production de CO2
d’affinage
Propioniques,
Brevibacterium, levures, C’est la séquence qui
moisissures… fait le fromage!Le fromage : les procédés • Il y a autant de procédés que de types de fromage… • Pour certains types de fromage, il y a des étapes qui leur sont très spécifiques = typicité • Cheddarisation • Délactosage (pâtes pressées cuite) • Lavage de la croûte lors de l’affinage • Etc…
Le fromage : composition • La composition est très variable selon le procédé utilisé, et ce même s’il s’agit du même type de fromage… Composante (%) Cheddar Emmental Camembert Mozzarella Eau 37.0 38.0 51.8 52.0 Glucides 1.0 0.2 0.5 2.0 Protéines 25.0 30.0 19.8 20.0 Lipides 33.0 28.0 24.2 22.0 Sel 1.7 0.2 2.0 1.0 • En fromagerie, le défi est de stabiliser la composition malgré la complexité du procédé… • Contrôle de l’égouttage! • Fromages déclassés…
La valeur ajoutée
• Hausse de la valeur nutritionnelle
• Haute teneur en protéines (yoghourt grec et fromages)
• Production de certaines vitamines par les bactéries lactiques
• Augmentation du temps de conservation du lait par la
diminution des bactéries indésirables
• Acides organiques : baisse de pH
• Sel : choc osmotique
• Bactériocines : peptides produits par certaines bactéries lactiques
• Protéolyse et lipolyse du lait
• Développement de nouvelles saveurs et textures
• Acides aminés / acides gras aromatiques
• Relâche de peptides et d’acides gras pouvant avoir des bienfaits sur
la santé
• Potentiel anti-hypertenseur, athéro-protecteur, etc…Les bienfaits santé des produits laitiers
Modulation de
Santé osseuse
l’activité cérébrale
Métabolisme Santé
du glucose cardiovasculaire
Micro-organismes
Immunomodulation
bénéfiques
Gestion du poidsLes bienfaits santé des produits laitiers
Micro-organismes bénéfiques
• La consommation de produits fermentés augmente le nombre
de micro-organismes bénéfiques dans l’organisme
• Ajout de bactéries à potentiel probiotique (LAB, Bifido, etc.)
« Bactéries qui, lorsque consommées en quantité
suffisante, ont un effet positif sur l’hôte »
Produit fermenté Vs
• Potentiel augmenté par la matrice laitière! supplément?
• L. casei BL23 protège contre le développement de la colite ulcéreuse
s’il est administré dans du lait (Marco et al., 2015)…
• Production de protéines anti-inflammatoires par L. casei en présence
de lait (Tachon et al., 2015)Les bienfaits santé des produits laitiers
Santé osseuse
• Les produits laitiers sont une excellente source de calcium
biodisponible et leur consommation est directement liée à la
croissance (Prentice et al., 2014).
• Ostéoporose : le kéfir augmente la densité osseuse et
l’absorption du calcium (Tu et al., 2015)
• Effet de l’acide lactique et des peptides (Shah et al., 2017)
• Réduction du risque de fractures (Prentice et al., 2014)Les bienfaits santé des produits laitiers
Métabolisme du glucose
• La consommation de produits laitiers
fermentés diminue les risques de
souffrir du diabète de type 2.
• Effet significatif, mais faible…
• Pas de différence entre les différents
% de matière grasse (Chen et al., 2014)
• Sauf si le patient est déjà dans un
groupe à risque: meilleurs résultats avec
les yoghourts faibles en gras (Diaz-Lopez et
al., 2015)
• Pas d’augmentation du risque avec les Source : Gao et al., 2013
produits plus riches en gras (Prentice et al.,
2014)Les bienfaits santé des produits laitiers
Santé cardiovasculaire
• La consommation de produits laitiers fermentés diminue le
risque de développer des maladies cardiovasculaires.
• Diminution du taux de cholestérol sanguin (total, LDL, triglycérides)
• Calcium
• Diminution de la tension artérielle
• Peptides bioactifs produits par la protéolyse du lait par certaines bactéries
lactiques
Source : Beltran-Barrientos et al., 2013Les bienfaits santé des produits laitiers
Santé gastrointestinale
• Les produits laitiers fermentés sont plus faciles à digérer (Shah et
al., 2013).
• Le traitement thermique appliqué avant la fermentation rend les
protéines bovines du lactosérum moins allergènes.
• La production de vitamine B et d’acide lactique facilite la digestion.
• La consommation de yogourt probiotique prévient l’apparition
de la diarrhée chez les enfants.
• 7% de cas Vs 31% chez le groupe contrôle (Saavedra et al., 1994)
• La consommation de lait fermenté améliore la condition des
patients souffrants de SCI (Viega et al., 2014).
• Restauration des bactéries produisant du butyrateLes bienfaits santé des produits laitiers Santé gastrointestinale • Digestion du lactose : allégation santé acceptée par l’EFSA! • « Live yoghurt cultures in yoghurt improve digestion of lactose in yoghurt in individuals with lactose maldigestion. » • Dose nécessaire : 108 UFC/g de S. thermophilus et L. bulgaricus
Les bienfaits santé des produits laitiers
Immunomodulation
• Le système digestif contient 80% des cellules immunitaires
et est donc essentiel à la défense de l’organisme.
• Les bactéries lactiques peuvent stimuler les cellules du
système immunitaire.
• Bactéries du yogourt : production d’interférons et de cytokines
• Production d’EPS (Makino et al., 2016)
• Diminution des risques de contracter un rhume (Makino et al., 2006)
qui durera moins longtemps (King et al., 2014)
• Diminution des réactions allergiques (Song et al., 2016)
• Les produits laitiers fermentés ne semblent pas avoir d’effet
sur l’incidence du cancer…Les bienfaits santé des produits laitiers
Gestion du poids
• La consommation de
produits laitiers augmente la
perte de poids lors d’un
régime à restriction calorique
(Abargouei et al., 2012 ; Chen et al., 2012)
• Par rapport à un régime à
restriction calorique sans
consommation de produits
laitiers
• S’il n’y a pas de restriction
calorique, ça ne fonctionne Source : Abargouei et al., 2012
pas…Les bienfaits santé des produits laitiers
Modulation de l’activité cérébrale
• « Gut-brain axis » : lien biochimique
entre le système gastro-intestinal et
le cerveau
• La consommation de produits
laitiers fermentés pourrait
potentiellement avoir un effet sur
l’activité cérébrale
• Modulation du microbiote : production
de composés bioactifs (acides aminés,
SCFAs)
• Modulation de la réponse émotionnelle
à un stimuli après la consommation de
lait fermenté (Tillisch et al., 2014)Produits laitiers fermentés : conclusion
• Grande variété de produits… pour tous les goûts!
• Haute valeur nutritive
• Nombreux bienfaits pour la santé osseuse, cardiovasculaire,
intestinale… entre autres!
• Façon nutritive et gustative de consommer des bactéries
bénéfiques
• Dose de probiotiques!
Produits laitiers fermentés = aliments fonctionnels par
excellence!Remerciements
Questions?
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