La boza ou buza, signifiant céréales en persan, est une boisson traditionnelle fermentée (Figure II. 1a) consommée en Turquie et dans la région des Balkans (Figure II. 1b). De consistance épaisse, le boza est sucré, acidulé et peu alcoolisé. La recette de cette boisson diffère en fonction des régions. Ainsi, le boza est préparé à partir de germes de blé en Albanie, de blé fermenté en Turquie et de blé et/ ou de céréales en Bulgarie et en Roumanie.
Figure II. 1°. Le boza. Figure II. 1b. La région des Balkans.
(http://www.recipeturk.com/viewing-recipe-1-228/desserts/boza.html). (http://www.ladocumentationfrancaise.fr/dossiers/europe-balkans/carte-balkans-union-europeenne.shtml).
Le boza a été fabriqué la première fois par les Turcs d’Asie centrale au Xe siècle. Plus tard, il a été importé dans les Balkans et le Caucase par l’empire Ottoman. Cette boisson était consommée librement dans ces régions jusqu’au XVIIe siècle lorsqu’elle a été interdite par le Sultan Mehmed IV et remplacée par un nouveau type de boisson non alcoolisée, plus sucrée, consommée habituellement en Albanie. Malgré son interdiction dans la région, le boza a continué à être consommé en particulier par les soldats qui lui attribuaient des qualités énergisantes. Depuis, les habitants des Balkans lui ont conféré de nombreuses propriétés telles que la régulation de la pression artérielle, l’augmentation de la lactation chez la femme, l’amélioration de la digestion ainsi que la bioconservation (http://www.pacaraboza.com/eng/boza.php).
Par ses nombreuses vertus et sa popularité, le boza a suscité l’intérêt de nombreux chercheurs. Il a été montré que cette boisson renfermait différents microorganismes responsables de la fermentation parmi lesquels les genres bactériens Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc et Pediococcus ainsi que des levures du genre Saccharomyces
2003). Ensuite, il a été rapporté que parmi ces bactéries, certaines comme Lb. fermentum, Lb. lactis, Lb. plantarum et Ln. mesenteroides étaient productrices de bactériocines et porteuses de propriétés probiotiques à l’origine d’une partie de la bonne conservation du boza (Todorov et Dicks, 2004, Todorov et Dicks, 2005a, Todorov et al., 2006c, von Mollendorff et al., 2006) (Tableau II. 1).
Tableau II. 1. Bactéries productrices de bactériocines isolées du boza.
Bactérie Bactériocine Référence
Enterococcus faeciumST62BZ ST62BZ (Todorov, 2010)
Lactobacillus fermentum JW11BZ ND (von Mollendorff et al., 2006)
Lactobacillus fermentum JW15BZ ND (von Mollendorff et al., 2006)
Lactobacillus paracasei ST242BZ ST242BZ (Todorov et al., 2006c)
Lactobacillus paracasei ST284BZ ST284BZ (Todorov et Dicks, 2006d)
Lactobacillus pentosus ST712BZ ST712BZ (Todorov et Dicks, 2006d)
Lactobacillus plantarum JW3BZ ND (von Mollendorff et al., 2006)
Lactobacillus plantarum JW6BZ ND (von Mollendorff et al., 2006)
Lactobacillus plantarum ST194BZ ST194BZ (Todorov et Dicks, 2006d)
Lactobacillus plantarum ST414BZ ST414BZ (Todorov et Dicks, 2006d)
Lactobacillus plantarum ST69BZ ST69BZ (Todorov, 2010)
Lactobacillus plantarum ST664BZ ST664BZ Todorov S.D., Dicks L.M.T., 2006
Lactobacillus rhamnosus ST461BZ ST461BZ Todorov S.D., Dicks L.M.T., 2006
Lactobacillus rhamnosus ST462BZ ST462BZ Todorov S.D., Dicks L.M.T., 2006
Lactococcus lactis ST63BZ ST63BZ (Todorov, 2010)
Lactococcus lactis ST611BZ ST611BZ (Todorov, 2010)
Lactococcus lactis ST612BZ ST612BZ (Todorov, 2010)
Lactococcus lactis subsp. lactis BZ Lactococcine BZ (Şahingil et al., 2009)
Lactococcus lactis subsp. lactis B14 Bozacine 14 (Kabadjova et al., 2000)
Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum
ST99 Mésentéricine ST99 (Todorov et Dicks, 2004)
Pediococcus pentosaceus ST18 Pédiocine ST18 (Todorov et Dicks, 2005b)
ND : Non Déterminé.
Les bactériocines produites par ces bactéries présentent une activité antimicrobienne dirigée contre des pathogènes responsables d’infections parmi eux, E. faecalis, Li. monocytogenes,… (Todorov et Dicks, 2004, von Mollendorff et al., 2006)). Enfin, la propriété de bioconservation ainsi que les bienfaits du boza pourraient encourager sa consommation dans certains pays où des épidémies d’infections causées par une mauvaise conservation des denrées alimentaires sont récurrentes.
Parmi les bactéries retrouvées dans le boza, les genres Lactobacillus et Leuconostoc sont les plus répandus (Hancioğlu et Karapinar, 1997). Le genre Leuconostoc regroupe des
bactéries lactiques à Gram positif hétérofermentaires, anaéorobies facultatives et dépourvues de catalase (Gravie et al., 1986). Il renferme, par ailleurs, différentes espèces bactériennes parmi lesquelles Leuconostoc carnosum (Ln. carnosum), Leuconostoc citreum (Ln. citreum), Leuconostoc durionis, Leuconostoc fallax, Leuconostoc gelidum (Ln. gelidum), Ln. mesenteroides,… (Euzeby, 1997) présentes le plus souvent en association avec des végétaux et dans la viande mais aussi dans le lait et les produits laitiers (Hemme et Foucaud-Scheunemann, 2004). Ces bactéries participent à la préparation de nombreux produits alimentaires fermentés en optimisant leur goût et leur texture (Hemme et Foucaud-Scheunemann, 2004, Steinkraus, 2002) ainsi qu’à leur bioconservation (Ogier et al., 2008, Steinkraus, 2002, Trias et al., 2008). La bioconservation des aliments par ces bactéries se fait principalement à travers l’acidification du milieu et la production de bactériocines (Héchard et al., 1999, Mathieu et al., 1993, Steinkraus, 2002 ) (voir chapitre I V. Les applications des bactériocines).
L’effet antimicrobien dû aux bactériocines produites par Leuconostoc sp. a été observé pour la première fois dans les années 90 (Ahn et Stiles, 1990). Plus tard, différentes bactériocines produites par Leuconostoc sp. ont été isolées (Tableau II. 2) parmi lesquelles quelques unes ont été caractérisées (Figure II. 2).
Parmi ces bactériocines, la leucocine A-UAL 187, produite par Ln. gelidum A-UAL 187 (Hastings et al., 1991), la leucocine B-Ta11a produite par Ln. carnosum Ta11a (Felix et al., 1994), la mésentéricine Y105 produite par Ln. mesenteroides subsp. mesenteroides Y105 (Héchard et al., 1992),… (Figure II. 2). Depuis, de nouvelles bactériocines ont été et sont toujours découvertes (Sawa et al., 2010). La détermination des séquences peptidiques des bactériocines produites par Leuconostoc sp. a permis de montrer qu’elles faisaient partie de la classe II et présentaient, par conséquent, une activité antimicrobienne dirigée contre des bactéries pathogènes incluant en particulier Listeria sp. (Stiles, 1994) (Figure II. 2). Ceci pourrait peut-être aussi être le cas de bactériocines isolées de bactéries du genre Leuconostoc mais pas encore caractérisées comme la kimchicine par exemple (Chang et al., 2007).
Bactériocine Bactérie productrice Classe Origine Référence
Leucocine 4010 (A et B) Leuconostoc carnosum 4010 IIa Viande (Budde et al., 2003) Leucocine A-UAL 187* Leuconostoc gelidum A-UAL 187 IIa Viande (Hastings et al., 1991) Leucocine B-Ta11a* Leuconostoc carnosum Ta11a IIa Viande (Felix et al., 1994) Leucocine A-TA33a* Leuconostoc mesenteroides TA33a IIa Viande
Leucocine B-TA33a* Leuconostoc mesenteroides TA33a IIa Viande
(Papathanasopoulos et al., 1998)
Leucocine C(-TA33a)2* Leuconostoc mesenteroides TA33a IIa Viande (Fimland et al., 2002a) Leucocine A (∆C7)* Leuconostoc pseudomesenteroides QU15 IIa Riz
Leucocine A-QU15* Leuconostoc pseudomesenteroides QU15 IIa Riz Leucocine Q* Leuconostoc pseudomesenteroides QU15 IId Riz Leucocine N* Leuconostoc pseudomesenteroides QU15 IId Riz
(Sawa et al., 2010)
Leucocine H (α et β) Leuconostoc MF215B IIb ND (Blom et al., 1999)
Leuconocine J Leuconostoc sp. J2 ND Kimchi1 (Choi et al., 1999)
Kimchicine GJ7 Leuconostoc citreum GJ7 ? Kimchi (Chang et al., 2007)
Mésentérocine 52A Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides FR52 IId Lait
Mésentérocine 52B Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides FR52 IId Lait (Revol-Junelles et al., 1996) Mésentéricine ST99 Leuconostoc mesenteroides subsp. dextranicum ST99 ND Boza (Todorov et Dicks, 2004) Mésentéricine Y105* Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides Y105 IIa Lait fermenté (Héchard et al., 1992) Mésentéricine B105* Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides Y105 IIa Lait fermenté (Héchard et al., 1999)
Tableau II. 2. Bactériocines produites par des bactéries du genre Leuconostoc.
1 : Le kimchi est un plat traditionnel Coréen préparé à partir de végétaux fermentés (chou chinois, radis, ail, piment rouge, oignon). 2 : La séquence peptidique de la leucocine C-TA33a a été partiellement déterminée par Papathanasopoulos M. A. et al. (Papathanasopoulos et al., 1998) puis complétée par Fimland G. et al. (Fimland et al., 2002a) et appelée leucocine C. * Bactériocines dont la séquence peptidique a été déterminée (Figure II. 2).
1 10 20 30 40 Classe IIa . . . . .
Leucocine A-UAL 187 M-MNMKPTESYEQLDNSALEQVVGG KYYGN--GVHCTKSGCSVNWGEAFSAGVHRLA--NGGNGF---W
Leucocine A-TA33a M-MNMKPTESYEQLDNSALEQVVGG KYYGN--GVHCTKSGCSVNWGEAFSAGVHRLA--NGGNGF---W
Leucocine A (∆C7) KYYGN--GVHCTKSGCSVNWGEAFSAGVHRLA
Leucocine A-QU15 M-NNMKSADNYQQLDNNALEQVVGG KYYGN--GVHCTKSGCSVNWGEAFSAGVHRLA--NGGNGF---W
Leucocine B-Ta11a M-NNMKSADNYQQLDNNALEQVVGG KYYGN--GVHCTKSGCSVNWGEAFSAGVHRLA--NGGNGF---W
Mésentéricine Y105 M-TNMKSVEAYQQLDNQNLKKVVGG KYYGN--GVHCTKSGCSVNWGEAASAGIHRLA--NGGNGF---W
Leucocine C(-TA33a) KNYGN--GVHCTKKGCSVDWGYAATN-IANNSVMNGLTGGNAGWHN
Classe IId
Leucocine N MNKEYNSISNFKKITNKDLQNINGG FI-GRAIG-DFVYFG-AKGLRE--SG-KLLNYYYKHK---H
Leucocine Q M-KNQLM--SFEVISEKELSTVQGG KGLGKLIGIDWLL-GQAKDAVKQY---KKD-Y--K--R---WH
Mésentéricine B105 M-QDKTNFKILSDSELSTIS---GG K--GVL-GWLSMASSALTGPQQPNSQWLAKIKNHK
Leucocine B-TA33a KGKGFWS-WASKATSWLTGPQQPGSP-LLK-K---H-R
Figure II. 2. Alignement de séquences peptidiques des bactériocines produites par
Leuconostoc sp.
Sont surlignés en rouge, les acides aminés conservés à 80-100 % ; en bleu les acides aminés conservés à 60-80 % ; en gris, les acides aminés conservés à 40-50 % ; en vert les acides aminés conservés à 20-30 % et en violet les acides aminés conservés entre deux bactériocines. La séquence peptidique spécifique au précurseur de la bactériocine est représentée en italique, les séquences des précurseurs de bactériocines manquantes indiquent que le gène codant la bactériocine n’a toujours pas été identifié. Le site de clivage (motif GG) est représenté en violet.
: Site de clivage.
En se basant sur les homologies de séquences observées (Figure II. 2) nous pouvons constater que les bactériocines produites par Leuconostoc appartiennent à deux classes (classe IIa ou classe IId). Les leucocines A (UAL-187 et TA33a) et les leucocines B-Ta11a et A-QU15 ont la même séquence en acides aminés et ne diffèrent que par la séquence de la région leader de leurs précurseurs. Les séquences en acides aminés des leucocines A et B sont homologues à 95% à celle de la mésentéricine Y105 et s’en distinguent seulement par la région leader du précurseur et deux acides aminés de la bactériocine proprement dite. La leucocine C (-TA33a) se différencie des leucocines de classe IIa par la séquence de sa région C-terminale. En se basant sur les homologies de séquences, deux sous-groupes se dessinent à l’intérieur des bactériocines de classe IId produites par des Leuconostoc. D’une part les leucocines Q et N et d’autre part la mésentéricine B105 et la leucocine B-TA33a. Les fortes homologies de séquences peptidiques entre les bactériocines produites par Leuconostoc sp. suggèrent la possibilité d’un transfert génétique horizontal des clusters de gènes impliqués dans la biosynthèse des bactériocines entre bactéries du même genre.
Il a été montré que les bactéries du genre Leuconostoc renfermaient un ou plusieurs plasmides de différentes tailles (Dessart et Steenson, 1995). Ces plasmides portent différents systèmes génétiques parmi lesquels celui impliqué dans la biosynthèse des bactériocines
sp. s’avère être un phénomène courant. Ainsi, des séquences d’insertion (« Inversed Sequences », I.S.) ont été identifiées et analysées par Johansen et Kibenich (Johansen et Kibenich, 1992) chez des bactéries appartenant au genre Leuconostoc, suggérant ainsi la possibilité d’un échange génétique entre les différentes espèces bactériennes.
Dans notre étude, nous avons isolé et identifié une souche provenant du boza productrice de bactériocine. Après analyse structurale de la bactériocine et de son cluster de gènes, nous avons montré que cette bactériocine est identique aux leucocines B et A-QU15 produites respectivement par Ln. carnosum et Ln. pseudomesenteroides.