Des bactéries bourdons renforcent la vitamine B2 dans les boissons au soja

"Notre recherche montre qu'il est possible d'examiner directement et rapidement des communautés microbiennes entières et que des bactéries prometteuses peuvent être identifiées à partir d'échantillons environnementaux sans qu'il soit nécessaire d'isoler et d'analyser des bactéries individuelles. Cela peut rendre le développement de nouvelles cultures de départ plus rapide et plus ciblé", déclare le professeur associé Claus Heiner Bang-Berthelsen de l'Institut national de l'alimentation de DTU. La recherche a été publiée dans la revue scientifique LWT - Food Science and Technology.

Des chercheurs ont découvert des bactéries prometteuses chez les bourdons

L'étude aborde un problème commun à de nombreuses alternatives laitières à base de plantes : elles contiennent moins de vitamines et de minéraux que le lait de vache. L'un des nutriments qui fait généralement défaut est la vitamine B2 (riboflavine).

Les chercheurs ont donc entrepris d'identifier rapidement des bactéries capables de se développer dans les boissons à base de soja et de produire elles-mêmes de la vitamine B2 pendant la fermentation. Ils ont utilisé des bactéries provenant de l'intestin des bourdons comme point de départ pour cribler les souches productrices de vitamine B2 potentielles.

"Les bourdons vivent à proximité des plantes et leurs intestins contiennent de nombreux micro-organismes déjà adaptés aux environnements végétaux. C'est pourquoi il était intéressant pour nous de vérifier si nous pouvions trouver chez les bourdons des bactéries capables de produire de la vitamine B2 dans les boissons au soja", explique le post-doctorant Hang Xiao de l'Institut national de l'alimentation DTU.

Des bactéries testées dans des gouttelettes microscopiques

Dans cette étude, les chercheurs ont appliqué une technologie existante connue sous le nom de "droplet screening" d'une manière nouvelle.

"Contrairement aux méthodes conventionnelles de culture et de criblage microbiens basées sur des plaques de gélose, nous avons encapsulé les bactéries de l'intestin de l'abeille dans des gouttelettes microscopiques, de sorte que chaque gouttelette ne contienne qu'une seule bactérie et agisse comme une chambre de culture fermée. De cette façon, la bactérie individuelle peut être analysée à très grande vitesse grâce à notre plateforme de criblage microfluidique, ce qui nous permet de cribler des millions de cellules bactériennes en quelques heures seulement", explique Hang Xiao.

Les boissons de soja ordinaires sont souvent troubles et pleines de particules, ce qui peut perturber les mesures. Pour rendre le dépistage par gouttelettes compatible avec les boissons à base de soja, les chercheurs ont mis au point un milieu à base de soja hautement transparent.

"En rendant le liquide de soja transparent, nous avons pu à la fois cribler les bactéries dans un environnement ressemblant à leur future application et, en même temps, obtenir des gouttelettes plus stables et des mesures plus précises", explique Claus Heiner Bang-Berthelsen.

Les bactéries ont d'abord été exposées à la roséoflavine, une substance dont la structure est similaire à celle de la riboflavine et qui peut favoriser la croissance des bactéries les plus aptes à produire de la vitamine B2. Les chercheurs ont ensuite sélectionné les gouttelettes les plus lumineuses, car une fluorescence élevée indique une forte production de vitamine B2.

"Cette approche de criblage microbien par gouttelettes a permis d'économiser des mois de travail et de réduire considérablement l'utilisation des ressources par rapport aux méthodes de criblage conventionnelles", explique Claus Heiner Bang-Berthelsen.

Une souche particulière de Lactococcus lactis s'est distinguée

Parmi les bactéries identifiées, une bactérie lactique s'est révélée particulièrement intéressante. Lorsque les chercheurs ont testé la bactérie dans des produits végétaux réels, elle s'est avérée particulièrement efficace dans les boissons au soja :

"Les résultats suggèrent que la bactérie fonctionne non seulement dans des conditions de laboratoire, mais aussi dans des aliments réels contenant une quantité importante de protéines", explique Hang Xiao.

Il s'est avéré que la bactérie continuait à produire de la vitamine B2 dans les boissons au soja, même à des niveaux élevés de vitamine B2 ajoutée (enrichie), ce qui démontre une production robuste et stable.

La bactérie s'est également révélée capable d'utiliser de nombreux types de sucre différents. Cela en fait un candidat intéressant pour une utilisation en tant que culture starter dans les processus de fermentation à base de plantes, car elle n'est pas limitée à un substrat unique et très étroit.

La bactérie a généralement obtenu de moins bons résultats dans les boissons à base de riz et d'avoine, ainsi que dans certaines boissons à base d'amandes, ce que les chercheurs attribuent à leur faible teneur en protéines. Leur interprétation est que la bactérie a besoin d'un certain niveau de protéines fermentescibles pour bien se développer et produire efficacement de la vitamine B2.

"Ce qui est intéressant dans cette méthode, c'est qu'elle ne permet pas seulement d'identifier les bactéries productrices de vitamine B2 dans les boissons à base de soja. Elle peut également être adaptée pour identifier d'autres substances intéressantes, à condition qu'elles puissent être détectées par fluorescence. Toutefois, la méthode ne fonctionne que si le milieu est transparent et présente un faible arrière-plan de fluorescence", explique Hang Xiao.