Action sur les principaux substrats

4. MODIFICATIONS PHYSICO-CHIMIQUES DURANT LA FERMENTATION DES CEREALES

Divers composés sont formés dans la fermentation des céréales par la dégradation de l’amidon, des protéines et des lipides. Les métabolites générés par les activités enzymatiques d’origine endogène et microbienne, affectent les propriétés organoleptiques des produits finaux. La majorité de la littérature s’est intéressée au rôle des BL dans cette transformation compte tenu de leur prédominance dans les aliments fermentés à base de céréales (Mehta et al., 2012).

4.1 Action sur les principaux substrats 4.1.1 L’amidon

Les grains des céréales-C3^(*) (blé, orge et seigle) contiennent des enzymes amylolytiques (α-amylase, β-amylase et glucoamylase) qui libèrent des maltodextrines, du maltose et du glucose (activité endogène). Les céréales-C4^(*) (sorgho, millet, mais) sont aussi dotées de ces enzymes mais dépourvues de l’activité de la β-amylase. Ces activités enzymatiques endogènes jouent un rôle important dans la dégradation de l’amidon, source principale des sucres fermentescibles (Gänzle, 2014) (figure 13).

L’hydrolyse de l’amidon n’est pas fréquente chez les BL, mais les BL amylolytiques ont souvent été isolées à partir d’aliments à base de céréales fermentées et peuvent représenter environ 10% de la population des BL (Guyot, 2010). L’Activité d’amylase extracellulaire a été caractérisée chez plusieurs lactobacilles (figure 14), notamment chez L. fermentum, L. plantarum, L. mannihotivorans, L. amylovorus, et L. gasseri (Gänzle and Follador, 2012). Elle semble jouer un rôle important dans le microbiote des céréales fermentées en rendant disponibles les substrats nécessaires pour la croissance des BL non amylolytiques (Guyot, 2012).

(*)

C3 : Céréales utilisant pour la photosynthèse des molécules à trois carbones pour la formation de leurs sucres (cycle de Calvin). Elles sont cultivées principalement dans les régions tempérées. ^(*) C4 : Céréales utilisant pour la photosynthèse des molécules à trois et à quatre carbones pour la formation de leurs sucres. Elles sont cultivées principalement dans régions tropicales (Morot-Gaudry et al., 2012).

4. Modifications physico-chimiques durant la fermentation des céréales

Figure 14 : (a) Hydrolyse des granules d'amidon de blé par micrographie électronique à balayage mo

plantarum LPCR2-3 sur les granules d'amidon du maïs après fermentation 2012).

4.1.2 Les protéines

Les levures et les BL

changements dans les protéines. De plus, la diminution du

l'action de certaines protéases endogènes des céréales ainsi que la dépolymérisation et la solubilisation des réseaux de gluten

activités protéolytiques permettent de produire que précurseurs d'arômes (Ardö

protéolyse durant le processus de fermentation augmente qui a été obtenu sur différentes aliment

2003).

4.1.3 Les lipides

Les lipides sont des

significatif sur la qualité des aliments fermentés à base de céréales. comme faiblement lipolytiques par rapport à de nombreux autres exemple, Pseudomonas, Bacillus

lipolytiques des BL restent mal caractérisés

impliquées dans le développement des saveurs fruitées 2004). La dégradation des lipides a été rapportée

dans les pâtes au levains (Gänzle

chimiques durant la fermentation des céréales Etude bibliographique

Hydrolyse des granules d'amidon de blé par L. plantarum icrographie électronique à balayage montrant l'effet de l’ α- amylase

les granules d'amidon du maïs après fermentation

BL utilisent leurs activités enzymatiques pour induire plusieurs nes. De plus, la diminution du pH par la fermentation

l'action de certaines protéases endogènes des céréales ainsi que la dépolymérisation et la solubilisation des réseaux de gluten (Kamal-Eldin, 2012b) (figure15)

permettent de produire des acides aminés libres, qui agissent en tant (Ardö, 2006; Gänzle et al., 2007; Gänzle, 2014)

protéolyse durant le processus de fermentation augmente le taux des acides aminés libres sur différentes aliments à base de céréales fermentées

des composants mineurs des céréales, toutefois ils ont nificatif sur la qualité des aliments fermentés à base de céréales. Les BL

comme faiblement lipolytiques par rapport à de nombreux autres groupes bactériens (par Bacillus, et Achromobacter). Les systèmes este

restent mal caractérisés. Les estérases des levures et des s dans le développement des saveurs fruitées dans les aliments

La dégradation des lipides a été rapportée jouer un rôle dans la formation de l'arôme (Gänzle et al., 2007).

Etude bibliographique

plantarum A6, (b) amylase produite par L les granules d'amidon du maïs après fermentation (Guyot, 2010,

utilisent leurs activités enzymatiques pour induire plusieurs fermentation favorise l'action de certaines protéases endogènes des céréales ainsi que la dépolymérisation et la (figure15). Les différentes des acides aminés libres, qui agissent en tant 2014). L'effet de la es aminés libres, ce s à base de céréales fermentées (Blandino et al.,

s céréales, toutefois ils ont un effet BL sont considérées groupes bactériens (par ). Les systèmes esterolytiques et s estérases des levures et des BL, peuvent être dans les aliments (Medina et al., un rôle dans la formation de l'arôme

4. Modifications physico-chimiques durant la fermentation des céréales Etude bibliographique

Figure 15: Vue d'ensemble sur la protéolyse des protéines (Gänzle, 2014).

Les conversions par les protéases des céréales des champignons sont représentées en bleu, celles des BL sont indiquées en rouge.

Figure 16: Conversion des acides gras (Gänzle, 2014).

Les conversions par les enzymes des céréales sont indiquées en bleu, celle des enzymes microbiennes sont indiquées en rouge.

4. Modifications physico-chimiques durant la fermentation des céréales Etude bibliographique

Les réactions lipolytiques, conduisent à la libération d'acides gras libres en particulier les acides oléique, linoléique, linolénique, butyrique et palmitique. Les aldéhydes résultants de l'oxydation des lipides ont été également rapportés à l’origine de saveurs et d'arômes caractéristiques (figure 16). Par ailleurs, la peroxydation des lipides a des effets négatifs, en diminuant la qualité sensorielle et nutritionnelle des produits (Kamal-Eldin, 2012b).

Les lactobacilles convertissent les acides : oléique, linoléique et linolénique en acides gras hydroxylés. L'acide 10-hydroxy-12-octadécanoïque est le produit prédominant de la conversion de l'acide linoléique par les lactobacilles des levains. La lipoxygénase des céréales oxyde l’acide linoléique en peroxyde inoléique. En présence de cystéine, le peroxyde est chimiquement converti en son hudroxy-acide gras équivalent,l’acide coriolique ; un composé avec une activité antifongique. Les taux de thiol dans le levain de blé augmentent durant le métabolisme des lactobacilles hétérofermentaires. La dégradation chimique du peroxyde d'acide linoléique permet la formation de composés aromatiques actifs : les aldéhydes, notamment l'hexanal, le nonénal, et le décadiénal. Pendant la fermentations, ces aldéhydes sont convertis en alcools correspondants par l'activité de l'alcool déshydrogénase des lactobacilles hétérofermentaires (Gänzle, 2014).