Chapitre III. Résultats et discussions
2. Évaluation des cultures mixtes
2.1. Démarche d’évaluation des interactions
Les cultures mixtes de 6 couples parmi les 10 étudiés ont été répétées. Trois fois pour chacun des couples A/C, A/D et B/D et deux fois pour les couples A/B, E/C et D/C.
Toutes les cultures mixtes sont réalisées dans le BRM. Celui-ci permet de suivre séparément la croissance de chacune des souches qui demeurent dans le même milieu de culture (cf. §
2.1.2.2
du chapitre II). Il est alors possible de comparer le développement de chacune des souches en culture pure et en culture mixte avec une autre souche. En ce qui concerne la consommation d’acide L-malique (FML), il n’est pas possible de manière expérimentale de mesurer la quantité d’acide L-malique consommée par chacune des souches en culture mixte, dans le même milieu, alors que cette activité bactérienne est cruciale et que le vinificateur souhaite la maîtriser. La FML en cultures mixtes est donc évaluée seulement globalement.Au cours des cultures mixtes, la détermination de la concentration en acide L-malique dans les 2 pots du BRM a été réalisée. Des concentrations similaires de part et d’autre de la membrane à fibre creuse témoignent de l’homogénéité des solutés du milieu de culture dans les 2 pots du BRM. La validité du BRM a été aussi vérifiée pour l’étude des interactions sans contact direct entre 2 micro-organismes. Dans l’objectif d’étudier si les interactions sont uniquement dues à l’évolution de la composition du milieu de la FML (épuisement et/ou libération de molécules), des cultures mixtes avec contact direct entre les deux souches d’un
mixtes ont été effectuées dans les mêmes conditions et dans le BRM mais en enlevant la membrane de séparation. Les résultats ont montré que le contact direct ne change pas la consommation globale d’acide L-malique par rapport aux cultures réalisées sans le contact direct entre les cellules. Nous en déduisons que les effets d’interactions mis en évidence par la suite ne seront pas du type interactions par contact direct entre deux souches différentes de cette espèce.
L’inoculation des cultures a été effectuée de façon à ce que la concentration initiale soit de 2×106 CFU.mL-1 en culture pure et 1×106 CFU.mL-1 pour chaque souche d’un couple de bactérie en culture mixte. De cette manière, la consommation globale de 2 souches cultivées ensemble en culture mixte est comparée avec la consommation de chacune des 2 souches en culture pure pour une même biomasse totale initiale. En effet on s’attend à avoir un effet additif de la consommation d’acide L-malique de chaque souche.
Nous avons tenté d’utiliser les critères de productivités (P et Pg), de la vitesse spécifique de croissance maximale (µmax) et de la durée de la phase de la latence pour comparer les croissances en culture pure et en culture mixte. La comparaison de ces critères pour une souche donnée ne permet pas de conclure à propos de l’effet de l’interaction sur le développement d’une souche. En effet, il n’existe pas de lien direct entre ces paramètres (cf. § 1.5 de ce chapitre) et les inoculations étant différentes ils s’avèrent difficiles à comparer. Pour cette même raison, la comparaison directe des profils de croissance de chacune des souches d’un couple en culture mixte et en culture pure ne permet pas toujours de conclure sur une interaction ou pas entre 2 souches de bactéries. Dans la démarche, nous associerons la comparaison de ces croissances (en pur et en mixte) à la comparaison des vitesses spécifiques de croissance. En effet, s’il n y a pas d’interaction entre deux souches données au cours de leur culture mixte, les cellules de chaque souche devraient conserver la même activité spécifique de croissance en culture mixte comme en culture pure. La comparaison des profils de µ en culture pure et en culture mixte a donc été effectuée et sera associée à la comparaison des courbes de croissance pour trancher sur les interactions.
Le modèle que nous avions proposé et validé (cf. § 1.3.1 du chapitre III) pour représenter l’activité spécifique de croissance (µ) en fonction de l’activité de consommation d’acide L-malique (ν) avait permis de quantifier le lien entre ces activités pour chacune des
souches. Ce modèle va nous servir maintenant pour évaluer la consommation globale d’acide L-malique que 2 souches de bactéries Œ. œni peuvent réaliser ensemble en cultures mixtes.
Dans l’objectif de vérifier si, en culture mixte, le lien de proportionnalité (constantes k, kmal)
entre l’activité spécifique de croissance et l’activité spécifique de consommation d’acide L- malique est le même qu’en culture pure, nous avons procédé à la modélisation de la consommation d’acide L-malique en culture mixte. En disposant des constantes k et kmal pour
chacune des souches en cultures pures, la consommation d’acide L-malique est alors calculée en utilisant les données expérimentales des concentrations en biomasses de chacune de 2 souches en culture mixte selon l’équation suivante :
2 2 2 , 2 1 1 1 , 1 [ ] ] [ ] [ ] [ ] [ mal mixte s mal mixte s mal k mal µ k X k mal mal µ k X dt mal d + ´ ´ ´ + + ´ ´ ´ =
Cette consommation modélisée en culture mixte pour un couple de bactérie est ensuite comparée à sa consommation expérimentale.
En résumé, pour chaque couple, après avoir réalisé les cultures pures de ses 2 souches et sa culture mixte, d’abord, les croissances de 2 souches en cultures pures sont comparées à leurs croissances en culture mixte. Ensuite, la consommation globale d’acide L-malique en culture mixte est comparée à la consommation de chacune des souches en culture pure. Et enfin, la consommation globale expérimentale d’acide L-malique est également comparée à la consommation d’acide L-malique modélisée en mixte pour vérifier s’il y a un effet d’interaction ou pas sur le lien global de proportionnalité entre l’activité spécifique de croissance (µ) et l’activité spécifique de consommation d’acide L-malique (ν). S’il y a une interaction, cette analyse permet de distinguer le(s) type(s) d’effet(s) d’interaction qui existe entre 2 souches de bactéries.