Les bactériocines à la rescousse des ensilages

Projet intitulé:

Les bactériocines : une approche naturelle pour le contrôle des bactéries thermoduriques dans l'ensilage

Faits saillants

• Les bactéries thermoduriques sporulées dans l’ensilage constituent un des problèmes majeurs auquel l’industrie laitière fait face. Ces bactéries peuvent se retrouver dans les produits laitiers fermentés, causer des défauts majeurs de goût et de texture et entraîner des pertes économiques considérables.
• Dans le cadre de ce projet, différents ingrédients naturels à base de bactériocines de bactéries lactiques seront développés, caractérisés et testés pour leur efficacité à contrôler les bactéries du genre Clostridium dans l’ensilage.
• Différentes espèces de Clostridium ont déjà été isolées et caractérisées à partir d’ensilages butyriques dans quatre fermes au Québec.
• Des procédés ont été mis au point pour la production et purification de la réutérine, la pédiocine, la bactofencine et la nisine, quatre antimicrobiens produits par des bactéries lactiques. L’activité inhibitrice contre Clostridium de ces bactériocines sera évaluée in vitro et dans des silos modèles.
• L’approche proposée dans ce projet constituera une stratégie nouvelle fort prometteuse pour contrôler des bactéries thermoduriques dans les ensilages et prévenir la contamination des produits laitiers et les pertes qui leur sont associées.

Objectifs

1. Isoler et caractériser des souches du genre Clostridium à partir d’ensilages produits au Québec.
2. Produire et purifier différentes bactériocines de bactéries lactiques à savoir la nisine A, la nisine Z, la pédiocine, la bactofencine et la réutérine.
3. Évaluer l’activité inhibitrice in vitro des différentes bactériocines seules ou en combinaison contre les différents isolats de Clostridium.
4. Démontrer l’activité inhibitrice des formules à base de bactériocines contre Clostridium et mesurer leurs impacts sur la qualité et la stabilité des ensilages.
Résultats et bénéfices potentiels

Les travaux de ce projet permettront de générer des données scientifiques uniques sur le potentiel de composés antimicrobiens naturels (bactériocines) pour le contrôle de la flore indésirable dans l’ensilage. De tels produits répondent à un besoin criant des producteurs et des transformateurs laitiers dont le contrôle de la qualité microbiologique de l’ensilage et du lait fourrager est devenu un enjeu majeur à cause des bactéries thermoduriques. Une collection unique d’isolats de Clostridium a été assemblée à partir d’ensilages. La caractérisation de ces souches permettra de mieux comprendre leur rôle dans l’altération des ensilages produits au Québec ainsi que des produits laitiers fermentés. Des procédés seront développés pour la production et la purification de différents antimicrobiens naturels (réutérine. pédiocine et nisine). Leurs activités inhibitrices contre les isolats de Clostridium seront déterminées aussi bien in vitro que dans des ensilages.
Le développement de ces ingrédients antimicrobiens permettra de contrôler les bactéries thermoduriques dans l’ensilage et ainsi réduire les pertes économiques liées aux fermentations indésirables qui représentent jusqu’à 12% des ensilages produits. Il permettrait également d’améliorer la productivité des bovins laitiers et de fournir un lait de meilleure qualité microbiologique. Entre autres, la réduction de l’incidence des bactéries sporulées butyriques permettrait de réduire les défauts de goût et de texture causés par ces bactéries et donc de limiter les pertes économiques qui en découlent.

Aspects novateurs

• L’approche proposée est une approche originale qui est basée sur l’utilisation de composés antimicrobiens naturels de grade alimentaire à haute valeur ajoutée.
• L’activité antimicrobienne de ces composés, seuls ou en combinaisons synergiques, contre des bactéries thermoduriques non sporulées et sporulées sera caractérisée et démontrée in vitro dans des conditions réelles de production d’ensilage. Un intérêt particulier sera porté pour le genre Clostridium avec comme chef de fil C. tyrobutyricum.
• L’approche proposée pour l’amélioration de la qualité nutritionnelle de l’ensilage peut également être appliquée à d’autres étapes de la chaîne de production du lait et des produits laitiers.

Professionnels formés

Liya Zhang est présentement stagiaire postdoctoral pour le projet.
Une étudiante au doctorat, Vahideh Vahdatmanesh, a été recrutée. Elle débutera ses études de doctorat prochainement. Une étudiante à la maîtrise sera également recrutée pour les différents essais sur les ensilages.