fiche de projet

Indicateurs et suivi de la maturation des cheddars

Projet intitulé:

La biologie des systèmes appliquée au cheddar

Sylvain Moineau

Faits saillants

  •  L’un des défis de l’industrie de la transformation du lait est de produire des fromages de haute qualité, et ce, de façon constante.
  • Plusieurs facteurs influencent cette qualité, notamment la composition microbiologique du lait, l’efficacité des ferments lactiques et les phages.
  • Ce projet investigue ces facteurs en utilisant une approche de type « biologie des systèmes » pour mieux comprendre l’impact du réseau microbiologique dans la fabrication du cheddar.
  • La biologie des systèmes intègre différents niveaux d’informations pour élaborer un modèle de fonctionnement de la totalité du système.
  • La biologie des systèmes utilise des techniques pour quantifier les changements dans le génome, le transcriptome, le protéome et le métabolome en réponse à une situation donnée, ici le cheddar.
  • Ce projet ambitieux génèrera de nouveaux résultats qui placeront les transformateurs laitiers dans une position très compétitive à l’international.
  • L’assemblage fonctionnel (du génome au métabolome) constituera aussi une remarquable plus-value afin de mieux comprendre et intervenir sur les variables importantes de ces produits.

 

Objectifs

Ce projet est divisé en cinq objectifs:

  • 1) Déterminer le microbiome et le virome du lait et du cheddar.
  • 2) Déterminer le transcriptome microbien et viral du lait et du cheddar.
  • 3) Déterminer le protéome microbien et viral du lait et du cheddar.
  • 4) Déterminer le métabolome du lait et du cheddar.
  • 5) Établir la biologie du système cheddar. Cet objectif intégrateur permettra de dégager les tendances pendant la maturation du cheddar. Un algorithme mathématique qui utilisera l’ensemble des informations produites (objectifs 1 à 4) sers mis au point pour calculer la divergence entre les échantillons.

 

Résultats et bénéfices potentiels

Résultats par objectifs:

  • 1) Pour l’instant, 18 lots de fromages cheddar sont suivis (après 4 jours de production, après 3 mois, 6 mois et 18 mois). À ce jour, les échantillons de lait et de fromages échantillonnés à 4 jours et à 3 mois ont été reçus et des analyses biochimiques et organoleptiques ont été faites. Un protocole a été adapté pour séparer les bactéries et les phages des matrices laitières. Les ferments lactiques utilisés ont été obtenus et leurs génomes sont en voie de séquençage. Nous avons aussi construit une base de données contenant des séquences d’ADN d’espèces microbiennes reconnues comme faisant partie du microbiome de divers fromages.
  • 2) Cet objectif n’a pas encore été commencé.
  • 3) Pour l’instant, nos méthodes d’extraction et de détection par LC/MS-MS permettent de détecter 80% des protéines virales et 57% bactériennes.
  • 4) Nous avons développé un protocole d’extraction et d’analyse par LC-MS-MS des métabolites contenus dans le fromage utilisant une cellule de mobilité ionique. Nos essais préliminaires ont montré une grande diversité métabolique dans les échantillons analysés. Par exemple, nous avons détecté plus de 8 000 ions étant potentiellement des métabolites contenus dans le cheddar.
  • 5) Ce dernier objectif intégrateur n’a pas encore été commencé. À terme, nous proposerons un algorithme mathématique qui intègrera l’ensemble de nos données. Entre autres, il permettra de dégager les tendances pendant la maturation fromagère et identifiera certains marqueurs de qualité des cheddars. Au final, cette approche tissera un réseau interprétable sur la composition microbienne et virale du cheddar et nous donnera des nouvelles pistes pour moduler le processus de maturation afin de favoriser la constance et la grande qualité.

 

Professionnels formés

  • Marie-Laurence Lemay, étudiante au doctorat en microbiologie
  • Pier-Luc Plante, étudiant au doctorat en bio-informatique
  • Alexia Lacelle-Côté, étudiante à la maitrise en microbiologie
  • Frédéric Raymond, chercheur post-doctoral en bio-informatique
  • Simon Labrie, chercheur post-doctoral en microbiologie
  • Jessie Bélanger, étudiant de 1er cycle en microbiologie

 

Partenaires financiers

Entente de partenariat pour l’innovation en production et en transformation laitières (EPI 2011-2017) :

  • Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies
  • Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec
  • Novalait

Le partenaire industriel a fourni des fromages et des ferments lactiques.