Production de pain à l'Université ITMO. Crédit :Université ITMO
Les scientifiques de l'École de biotechnologie et des systèmes cryogéniques de l'Université ITMO se concentrent activement sur l'amélioration, la sécurité et l'accessibilité des aliments de tous les jours. En remplaçant un seul ingrédient dans une formulation de pain, les chercheurs sont parvenus à rendre ce produit plus résistant aux micro-organismes qui le gâtent. Maintenant, ils expérimentent le remplacement du même ingrédient dans la bière. Si cela se passe bien, la boisson sera moins forte et acquerra des propriétés probiotiques. ITMO.NEWS a contacté les scientifiques pour découvrir comment les propriétés de la bière dépendent de la levure, et aussi comment le pain peut être victime de la détérioration de la corde.
Tous ceux qui ont déjà cuisiné ne serait-ce qu'un seul plat savent que le remplacement d'un ingrédient peut entraîner des changements importants dans son goût, sa couleur et d'autres caractéristiques. Ceci est particulièrement pertinent pour les produits fabriqués à partir d'un petit nombre d'ingrédients.
Comment la science moderne peut-elle aider à faire du pain ou à brasser ? Les gens cuisent du pain et brassent de la bière depuis des millénaires, et il semblerait qu'il serait extrêmement difficile de découvrir quelque chose de fondamentalement nouveau dans ces domaines. Mais il n'en est rien :les méthodes de fabrication de ces produits séculaires sont sans cesse perfectionnées pour les rendre moins chers, plus stables en termes de conservation, et en même temps plus savoureux.
Saccharomyces cerevisiae.
L'un des composants les plus importants du pain est la levure - un agent levant naturel qui confère au pain sa texture moelleuse et son arôme distinctif. La levure utilisée en boulangerie appartient à la famille Saccharomyces cerevisiae gentil. Ce sont les mêmes micro-organismes qui aident le moût à fermenter, ce qui en fait de la bière.
Elena Soboleva. Crédit :Elena Soboleva
Mais et si la levure, tout en gardant ces fonctions, était aussi capable de donner de nouvelles propriétés aux produits ? Est-il possible de choisir une souche de levure qui empêcherait le pain de se gâter prématurément ? Des chercheurs de l'Université ITMO ont suggéré qu'un groupe apparenté de micro-organismes - Saccharomyces cerevisiae var. boulardii – pourrait en fait être cet analogue multifonctionnel de la levure de boulanger classique.
"Il s'agit d'une souche de levure tropicale découverte par le microbiologiste français Henri Boulard au début des années 1920", explique Elena Soboleva, professeure associée à l'École de biotechnologie et de systèmes cryogéniques. "Au cours de ses voyages à travers l'Asie du Sud-Est continentale, il étudiait l'épidémie de choléra et a vu que les habitants se régalaient avec des fruits. Plus tard, après avoir examiné la question plus en détail, il a découvert qu'il ne s'agissait pas tant de fruits que de micro-organismes vivant à leur surface. Cela l'a amené à identifier une espèce de levure jusque-là inconnue, qu'il a appelée Saccharomyces boulardii et brevetée comme remède contre la diarrhée. »
Cependant, avec le développement des analyses phylogénétiques, il a été constaté que Saccharomyces boulardii est une variante de l'espèce Saccharomyces cerevisiae .
Aujourd'hui, ce type de levure est utilisé comme probiotique pour restaurer le microbiome intestinal. De plus, selon les scientifiques, des recherches récentes ont montré que cette levure possède des propriétés antioxydantes et permet à l'organisme de mieux absorber les microéléments utiles et les vitamines B.
Pain auto-cicatrisant
L'un des problèmes rencontrés par les boulangers est le soi-disant, causé par Bacillus licheniformis et Bacillus subtilis types de bactéries. Ces micro-organismes peuvent pénétrer dans les graines à partir du sol et se frayer un chemin dans le pain sans entrave. Il est très difficile de détecter ces spores bactériennes même sous le contrôle de qualité le plus rigoureux.
"Parfois, vous pouvez entendre l'opinion que la cuisson au four rend le pain stérile, mais en réalité ce n'est pas le cas", déclare Elena Soboleva. « Par exemple, alors que les cellules végétatives des bacilles à corde meurent pendant la cuisson, les spores parviennent à survivre au traitement thermique. À eux seuls, ils sont en grande partie inoffensifs, mais dans certaines conditions (par exemple, dans des conditions d'humidité et de température élevées), le pain peut développer la maladie dite de la corde. Le pain commence à dégager une odeur fruitée désagréable semblable à celle du melon pourri et, à mesure que la maladie progresse, la mie de pain devient collante et élastique. Bien sûr, un tel pain ne peut pas être mangé."
Il existe de nombreuses méthodes pour prévenir le développement de la maladie de la corde - allant du chimique au physique et biologique. Par exemple, les bacilles à corde ne tolèrent pas les environnements acides, c'est pourquoi les ferments lactiques sont largement utilisés dans la production de pain. Cependant, il a été découvert que Saccharomyces boulardii la levure peut également être utilisée pour protéger le pain de Bacillus licheniformis spores.
L'effet de la souche de levure sur le développement de la détérioration de la corde lorsqu'elle est appliquée :S. cerevisiae à gauche, S. cerevisiae var. boulardii à droite. Crédit :Artyom Morozov
La recherche a établi que ceux-ci montrent une activité antagoniste contre B. subtilis et B. licheniforme bactéries et ont un effet bactériostatique sur les agents pathogènes de la maladie de la corde.
"Cette levure est capable de produire des substances antibiotiques qui inhibent l'activité des spores de bacilles à corde, tout en agissant comme une levure ordinaire", précise Elena Soboleva. « Nous avons mené plusieurs expériences en utilisant différentes technologies de production de pain. Pour garantir le développement de la maladie de la corde, des conditions favorables - environnement humide et chaud - ont été créées après la cuisson du pain. L'utilisation de la levure nous permet de ralentir le développement de la maladie jusqu'à trois jours, ce qui est significatif pour un tel produit.”
Bière probiotique
Mais les expériences des scientifiques ne se sont pas arrêtées au pain. Si Saccharomyces boulardii est utilisé comme probiotique, pourquoi ne pas conférer cette propriété à la bière ?
Laboratoire expérimental pour la production de boissons fermentées. Crédit :Université ITMO
L'Université ITMO dispose d'un laboratoire expérimental sur la production de boissons fermentées. C'est ici que les plans de création de bière non filtrée utilisant cette levure sont élaborés et mis en œuvre.
« Nous nous attendons à ce que la bière acquière des propriétés probiotiques et antioxydantes ; De plus, le développement de la levure S. boulardii nous permettra de produire de la bière à plus faible teneur en éthanol », partage Artyom Morozov, doctorant à la Faculté des biotechnologies et de l'ingénierie alimentaires.
Les travaux devraient commencer après la levée des restrictions liées à la pandémie de COVID-19.
Aspect fondamental du travail
Cependant, les travaux sur les applications possibles de Saccharomyces boulardii dans l'industrie alimentaire n'est qu'une étape parmi d'autres. Pour que cette recherche soit introduite sur le marché, il est nécessaire non seulement de montrer les avantages de l'utilisation de cette souche de levure, mais également de proposer un moyen efficace pour leur culture.
Fournitures pour boissons fermentées. Crédit :Université ITMO
Cela est dû au fait que l'une des particularités de Saccharomyces boulardii le métabolisme est la température de croissance optimale de 37°C, ainsi que la résistance à une faible acidité (pH 3,2-4). Pour la levure de boulanger classique, ces valeurs s'élèvent respectivement à environ 30°C et pH 4-6. Les scientifiques travaillent actuellement à créer des conditions optimales qui favoriseront la production d'un maximum de levure avec des coûts minimaux.
