Définition des bactériocines

La découverte de la première bactériocine remonte à 1925. Cette dernière, isolée d'Escherichia coli, possédait une activité bactéricide envers une autre souche de E. coli. Elle fut nommée colicine V (Gratia 1925). À cette époque, le concept de compétition entre diverses bactéries était instauré et bien accepté. Par contre, celui où des bactéries inhibent la croissance de souches de la même famille diffère des conceptions établies. La découverte d'une bactériocine chez les lactocoques remonte à 1933. À cette époque, Whitehead (1933) avait observé dans un lot de lait spécifique que la présence de deux souches de lactocoques inhibait la croissance d'un ferment de culture fromagère. L'étude démontra que les deux lactocoques produisaient une substance de nature protéique résistante au traitement thermique. Ce n'est qu'en 1944 que la première bactériocine d'origine lactique, la diplococcine, fut identifiée. C'est en 1951 que l'utilisation de bactériocine pour protéger les aliments fut proposée. En effet, Hirsch et al. (1951) démontrèrent que la nisine

inhibait la croissance de Clostridium lors de la maturation d'un fromage de type suisse.

Les bactériocines diffèrent de la plupart des antibiotiques thérapeutiques par leur composition protéique et possèdent généralement une spécificité d'action étroite contre les mêmes espèces (Tagg et al., 1976). Les bactériocines sont des polypeptides synthétisés par les ribosomes et possédant une activité bactéricide. Elles sont produites par les bactéries et possédant des propriétés antibactériennes, mais ne portant pas le nom d'antibiotiques afin d'éviter la confusion; car les antibiotiques thérapeutiques conservent des réactions potentiellement allergiques chez les êtres humains (Cleveland et al., 2001).

Vue leur composition protéique, les bactériocines sont dégradées rapidement par les protéases dans le tube digestif (Joerger et al., 2000). Les bactériocines sont un groupe très hétérogène, elles sont caractérisées et sélectionnées pour être utilisées en tant qu’antagoniste vis-à-vis des bactéries de contaminations et pathogènes; cependant, leur efficacité dans les aliments est limitée pour plusieurs raisons. Il reste que leur coût de production entrave leur usage comme additifs alimentaires. Les recherches récentes sur les bactériocines continuent non seulement pour révéler d'autres bactériocines plus efficaces, mais aussi pour le développement progressif pour l'optimisation de l’utilisation des bactériocines existantes pour répondre aux inquiétudes biologiques et économiques.

Depuis 1950, de nombreux pays utilisent la nisine comme agent bio-préservateur dans les aliments. Seulement, dès 1988 l'organisation mondiale de l'agriculture FDA a autorisée et élargie l’addition de la nisine dans les produits laitiers fabriquées à partir de laits pasteurisés, comme additifs alimentaires (FDA, 1988). La nisine est la principale bactériocine commercialisée, bien que d'autres bactériocines ont été caractérisées et développées pour un possible approbation et utilisation (Chi-Zhang et al., 2004 ; Chikindas et Montville 2002).

Les bactéries lactiques et leurs métabolites ont été consommés en grande quantité depuis plusieurs générations sans aucun effet indésirable, de ce fait les bactéries lactiques continuent à être la source préférée de bactériocines utilisées dans les aliments. L'obtention de bactériocines brutes se réalise en cultivant les bactéries lactiques productrices de bactériocines sur substrat

naturel brut, en particulier le lait. La fermentation par les bactéries lactiques produit d'autres substances impliquées dans l'activité antimicrobienne. Le terme de purification de bactériocines implique que la substance antibactérienne active est la seule substance antimicrobienne contenue dans la préparation purifiée. L'usage intensif des bactéries lactiques dans l'industrie alimentaire a poussé les scientifiques à créer des souches modifiées génétiquement pour répondre aux exigences technologiques telle que la production de bactériocines pour lutter contre la prolifération des germes indésirables. Etant donné l'utilisation des bactéries lactiques comme levain pour la fabrication des aliments fermentées, elles sont ainsi des candidates évidentes pour une éventuelle modifications génétiques, afin d’améliorer génétiquement la régulation de la production de bactériocines.

En plus de la sécurité alimentaire confirmée par les travaux scientifiques, une perception des consommateurs d’un rôle probiotique a été sentit. Actuellement, les scientifiques révèlent progressivement le rôle thérapeutique des bactéries lactiques. Le terme GRAS (Generally Recognized As Safe), désigne le rôle nutritionnel et sanitaire attribuer aux bactéries lactiques.

L'utilisation des bactériocines dans les aliments fut introduite par Hirsh et al., en 1951, lorsqu'il démontra que la nisine était en mesure d'inhiber la croissance de Clostridium dans un fromage fait de lait pasteurisé. Cette découverte eut comme effet de propulser les études sur les bactériocines. En effet, grâce à l'activité anti-microbienne de leurs bactériocines, les bactéries productrices ont la capacité de diminuer la charge microbienne d'un aliment et donc de contribuer à leur innocuité. Malgré tout, seule la nisine est autorisée à ce jour comme additif alimentaire (Delves-Broughton, 1996). En effet, la nisine est la seule bactériocine à posséder le statut GRAS (Generally Recognized As Safe), décerné en 1988 par la FDA des Etats-Unis (FDA, 1988).

Les bactériocines produites par les bactéries lactiques sont efficaces contre les bactéries pathogènes gram-positif et ont un impact direct sur les maladies transmises par les aliments. Les bactériocines inhibent les germes pathogènes tels que Listeria monocytogenes, une bactérie pathogène répandue dans l'environnement et difficile à contrôler dans les aliments. Ammor et al., (2006a et 2006b) ont pu appliqué les bactériocines des bactéries lactiques dans des films alimentaires afin d’inhiber la croissance des bactéries de contaminations.

Arqués et al., (2006) ont montré l’efficacité des bactériocines des bactéries lactiques à inhiber la croissance de plusieurs bactéries pathogènes telle que Staphylococcus aureus dans des fromages. C’est le cas de d’autres études (Millette et al., 2007). Pour ces raisons, l'intérêt de rechercher des bactériocines a continué inchangé depuis les 25 derniers années et ne semble pas s'affaiblir de manière significative.