Modes de production industriels

La propagation des bifidobactéries pose problème du fait de leur grande sensibilité à l’oxygène, de leur faible tolérance aux acides issus de leur métabolisme et de leurs exigences nutritionnelles [96].

1. Critères de sélection des souches probiotiques

Les probiotiques présentent des propriétés qui sont variables selon l’espèce ou la souche microbienne. Le choix des probiotiques dépend de ces propriétés et du type d’utilisation. Selon le rapport de la FAO/OMS (2002), pour qu’un produit soit reconnu comme étant probiotique, une évaluation du produit basée sur plusieurs critères doit être effectuée suivant les recommandations suivantes (Figure 15) :

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Figure 15 : Recommandation pour l’évaluation d’un probiotique dans le cadre d’une utilisation alimentaire [97]

En plus de l’innocuité et des propriétés fonctionnelles, des critères technologiques sont également pris en considération dans la sélection des souches probiotiques. Selon Saarela et

al. [99], ces critères sont de bonnes propriétés sensorielles, une résistance aux phages, une

viabilité durant le traitement technologique et une stabilité dans le produit et durant le stockage. Cependant, l’aptitude de ces souches à être industrialisées n’est souvent vérifiée qu’après leur sélection sur les critères de fonctionnalité ; mais les souches les plus fonctionnelles ne sont pas forcément des souches industrialisables. Les études présentant à la fois l’aptitude des souches à résister aux conditions du TGI et aux conditions du procédé de fabrication sont également assez rares.

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Toutefois, le critère de viabilité ou de survie demeure essentiel dans la sélection des probiotiques. Ainsi, la capacité de survie des probiotiques dans l’hôte après leur ingestion, dépend de leur résistance intrinsèque, des facteurs de l’hôte et du véhicule par lequel ils ont été ingérés [100]. Parmi les facteurs de l’hôte qui réduisent la survie des probiotiques, on cite principalement l’acide gastrique, l’oxygène, le potentiel redox, les sels biliaires, les autres sécrétions digestives (mucus, défensines) et l’interaction avec la flore endogène [100,101]. Compte tenu des tous ces facteurs, il est donc recommandé de consommer les probiotiques à des doses appropriées pour obtenir les effets bénéfiques escomptés (1x10⁹ UFC/jour). Contrairement au Lactobacillus acidophilus, les souches de Bifidobacterium, à l’exception de quelques souches comme Bifidobacterium lactis BB12, survivent difficilement au pH gastrique et à l’acidité de l’aliment durant le stockage [102]. C’est une des raisons de leur faible industrialisation, bien que présentant un fort potentiel probiotique. Pour augmenter leur taux de survie, les probiotiques doivent être ingérés pendant le repas, ou bien protégés dans des gélules ou par microencapsulation [103]. Le choix des vecteurs dans lesquels ou par lesquels sont ingérés les probiotiques est aussi important (tablettes, capsules de gélatine, laits fermentés). Les techniques classiques pour mesurer la résistance des souches probiotiques aux stress gastro-intestinaux consistent à évaluer leur viabilité après le stress en numération sur milieu gélosé [104,105]. Cette technique a trois défauts majeurs : elle est longue (24 à 72 h selon les espèces), elle sous-estime le nombre de cellules (problème des chainettes chez les lactocoques par exemple) et elle ne tient pas compte des cellules viables mais non cultivables (qui pourrait retourner dans un état physiologique actif sous d’autres conditions que les conditions de culture) [106]. Ainsi, si de nombreux auteurs s’intéressent aux effets du stress sur les probiotiques, ils s’attachent le plus souvent à l’étude de la cultivabilité et rarement au maintien des propriétés des microorganismes et ne concernent généralement qu’une ou deux souches. Or, même s’il est possible de distinguer des groupes microbiens plus sensibles que d’autres, la résistance au stress, dépend fortement des souches [107]. Au contraire, la cytométrie en flux pourrait permettre de tester l’effet des stress sur un grand nombre de souches et de caractériser non plus la cultivabilité mais l’état physiologique des souches [108]. Ainsi, l’état physiologique des probiotiques pourrait être estimé grâce à l’utilisation combinée de deux sondes, l’iodure de propidium (IP), qui va renseigner sur la viabilité et la

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carboxyfluoresceine diacétate (cFDA), qui va renseigner sur la vitalité de la souche. Le terme vitalité correspond à la capacité qu’à une souche bactérienne d’exprimer des activités enzymatiques.

2. Production à l’échelle industrielle [98]

Après avoir été isolée, étudiée et sélectionnée, la souche bactérienne est conservée à -80°C. Lors du démarrage d'une nouvelle production, la souche est alors repiquée sur boîte de Pétri.

2.2. Pré-cultures

Une première, puis une seconde pré-culture est réalisée par l'inoculation de fioles de capacité croissante contenant un milieu de culture spécialement étudié pour permettre la croissance de la souche à produire.

2.3. Cultures

Le fermenteur, véritable bioréacteur pouvant contenir jusqu'à 2.000 litres de milieu de culture est ensuite inoculé avec les pré-cultures. Généralement, la culture dure moins de 24 heures, durant lesquelles il permet de réguler précisément les paramètres de température, acidité, aération et agitation afin de parvenir à un optimum de concentration bactérienne à l'intérieur de la cuve.

2.4. Récolte et conditionnement

En fin de fermentation, la biomasse est récupérée par centrifugation. Elle se présente alors sous forme de "pâte bactérienne" très concentrée, qu'il s'agit alors de sécher avec précaution afin de maintenir un maximum de bactéries en vie.

2.5. Séchage

La méthode utilisée est dans bien des cas la lyophilisation. Il s'agit d'une opération de déshydratation du produit, par sublimation de l'eau qu'il contient. Cette phase peut durer de 1 à 3 jours. Le produit se présente alors sous forme de gâteaux secs.

51 2.6. Cultures pures

Après un dernier traitement physique, on aboutit finalement à une poudre bactérienne, que l'on appellera encore "culture pure". Dans la plupart des cas, la culture pure, très concentrée, sera alors diluée de manière à atteindre la concentration souhaitée au sein du produit fini.

2.7. Formulation

Selon le but recherché, une formulation plus complexe peut être mise au point. La culture pure sera alors mélangée à d'autres principes actifs tels que d'autres cultures bactériennes pures, des fibres prébiotiques, des enzymes digestives, etc.

2.8. Conditionnement

Le produit peut être présenté sous forme de gélules, de comprimés ou bien encore de sachets qui peuvent encore par la suite faire l'objet d'une mise sous blister, en pots ou en boîtes afin d'être livrés dans un packaging prêt à être distribué.

VII. Statut juridique des probiotiques