Brevet FR2268073A1 — publié le 19751114

La présente invention est relative à un produit d'un type nouveau pour la culture des ferments lactiques. L'invention concerne plus particulièrement un milieu synthétique dépourvu de lait pour la culture industrielle de ferments lactiques. Les ferments lactiques sont utilisés couramment dans l'industrie fromagère, l'industrie pharmaceutique, et en agriculture. 11 est connu jusqu'd présent de cultiver les ferments lactiques en milieu naturel, principalement dans le lait. On constate toutefois, malgré toutes les précautions prises, que le volume de production desdits ferments ainsi obtenus est relativement faible. D'autre part, ces ferments ne peuvent pas etre livrés aux utilisateurs sous la forme d'un produit prêt à ltemploi. Ils nécessitent souvent des manipulations relativement compliquées et incertaines et sont fonction essentiellement de la qualité du lait qui doit toujours etre exempt d'antibiotiques, de pesticides et de produits chimiques tels que l'eau oxygénée par exemple. La montée en acidité dans de tels milieux de culture, particulièrement dans le lait est de 3 à 20 Dornic. La mise en oeuvre d'une fabrication ne peut s'effectuer qu'au bout de 8 à 12heures, car il est nécessaire de contraler au départ, la qualité du lait, c'est-à-dire principalement l'absence d'antibiotiques, de pesticides ou de produits chimiques, puis attendre que la montée en acidité se fasse, ceIe-ci étant relativement lente et faible, La demanderesse a découvert un produit synthétique paliant à tous ces inconvénients, prêt à l'emploi et instantanément miscible à l'eau, sur lequel l'utilisateur peut obtenir une acidification rapide, accompagnée de très nombreux germes, suivant l'activité et l'espèce de la souche utilisée. Ainsi, l'utilisation du milieu de culture suivant l'invention entraine une augmentation de la montée en acidité de 10 à 50 Dornic. Le produit synthétique objet de la présente invention, présente également l'avantage de, pouvoir etre pret après 3 à 5 heures d'incubation. L'objet de l'invention est donc un milieu synthétique dépourvu de lait, permettant la culture industrielle de ferments lactiques de façon rapide, facilement reproductible, entraînant la suppression du test de recherche d'inhibiteursnécessaire lors de L'utilisation du lait. Le milieu synthétique objet de la présente invention est essentiellement caractérisé par le fait qu'il comporte en mélange, une substance azotée constituée par deux matières de base, dont l'une a subi une pré- digestion par uoeenzyme protéolytique d'origine animale ou végétale, et l'au tre a été enrichie enxprotéines nobles et en bioéléments, une levure naturelle fratche éclatée et un facteur énergétique. On peut éventuellement additionner à cette CompOsitioh un facteur de coefficient respiratoire. L'ensemble est tamponné à un pH compris entre 5,9 et 7,2 et présente un degré Dornic compris entre 14 et 240. La substance azotée utilisée dans le milieu objet de la présente invention est un sous-produit de l'industrie fromagère à savoir le lacto-sérum se rapprochant de par sa composition du lait, mais étant néanmoins moins riche, notamment en acides aminés que celui-ci. Le tableau I compare les compositio respectives en acides animés du lait et du lacto-sérum. Voir tableau I page 3. La prédigestion du lacto-sérum est effectuée par une enzyme appartenant à la classe des enzymes protéolytiques végétales ou animales, en choisissant de préférence une enzyme végétale à cause du goût,et et plus particulièrement la papaye. La substance azotée enrichie en protéines nobles et en bioéléments est du lacto-sérum levuré. On cultive à cet effet, la levure Saccharomyces Cérévisiae dans le lacto-sérum car celle-ci n'attaque pas le lactose.Cette culture est effectuée de la façon suivante : après 4 à 6 heures d'incubation de la levure franche, on fait bouillir la culture et on ajuste son pH Le Saccharomyces Cérévisiae ayant incubé pendant quelques heures dans le lacto-sérum utilise l'acide lactique du lacto-sérum,car la levure tire l'énergie nécessaire du lacto-sérum et fabrique les acides aminés indispensables à la synthèse de ses protéines. En laissant agir les levures pendant quelques heures, il y a donc baisse du taux d'acide lactique. A l'ébullition, il se produit un éclatement des levures qui libère les acides aminés, des protéines, des bioéléments, indispensables à une bonne croissance des germes, ce qui entrain un enrichissement du lacto-sérum d'éléments nouveaux. Cet enrichissement peut s'expliquer de la façon suivante le lacto-sérum contient entre autres les acides aminés suivants : arginine, glycine, leucine, méthionine phénylalanine, qui sont des sources préférentielles d'azote et de carbone pour les levures. Au début de l'introduction des levures dans le lacto-sérum, lesdites levures synthétisent leurs protéines à partir des acides aminés existant dans le milieu. Mais au bout de quelques heures, elles se trouvent dans l'obligation de fabriquer des acides aminés pour pouvoir synthétiser leurs protéines, et il en résulte de ce fait, l'apparition d'autres acides aminés dans le lacto-sérum incubé, n'existant pas au départ dans la composition du milieu.Le degré d'acidité diminue alors légè- TABLEAU I PROTEINE LAIT LACTO-SERUM 34 - 35 # 12 (laitier) Méthionine 0,86 0,20 Cystine 0,27 0,26 Lysine 2,86 1,03 Théonine 1,51 0,72 Tryptophane 0,50 0,14 Arginine 1,22 0,29 GLycine 0,67- # 0,24 Histidine 0,94 0,20 Isoleucine 1,99 0,72 Leucine 3,44 1,11 Phénylalanine 1,73 0,35 Tyrosine 1,83 0,32 Valine 2,34 0,69 Acide Aspartique Sérine Acide glutamique Proline Alanine N aminé libre 2,24 2,24 Calcium 1,30 0,90 Phosphore total 1,00 0,70 rement après quelques heures-de contact à environ 300C. Le tableau II suivant montre cet enrichissement du lactosérum levuré par rapport à la levure et au lacto-sérum non levuré. Voir tableau II page 5. On constate dans ce tableau, qu'il s'est forme dans le lacto-sérum levuré, de l'acide aspartique, de la sérine, de l'acide glutami- que, de la proline et de l'alanine non présents dans le lacto-sérum ou dans les levures. On constate également un enrichissement en autres acides aminEs, ainsi qu'en azote aminé libre, en calcium et en phosphore total. Le choix de lacto-sérum papainé et de lacto-sérum levuré correspondant respectivement à une digestion in vitro par un produit d'origine végétale (la papaine) et à une digestion in vivo a principalement été motivé par le fait qu'ils présentaient des- culots de centrifugation par rapport à celui du lacto-sérum normal à 15 % de poudre dans de l'eau, double en poids et que les surnageants apres digestion étaient allégés au profit des culots, c'est-à-dire que ces deux lacto-sérum traités par les levures ou par la papatne ont des teneurs nettement améliorées par rapport aux teneurs dtun lactosérum non traité, surtout en ce qui concerne la teneur en azote amine libre. Ces teneurs sont respectivement consignées dans le tableau III. Voir tableau III page 6. Le choix des quantités respectives en lacto-sérum papaïne et levuré s'est effectué principalement dans un souci d'économie en raison du prix de revient du milieu. On détermine ainsi le minimum de papaïne pour la prédigestion pour un maximum de levure tout en conservant la rapidité et la qualité du milieu pour la croissance des bactéries lactiques, c' est-à-dire en conservant un pourcentage en azote aminé libre élevé. La quantité de papatne utilisée pour la digestion du lactosérum est comprise entre 0,00125 à 480 mg %, et de préférence pour des raisons économiques à 12,5 mg %. La quantité de levure employée pour le lacto-sérum levuré est comprise entre 0,05 à 20 g Z. On ajoute ensuite à la composition de la levure naturelle fratche en particulier Saccharomyces Cérévisiae. Cependant, les levures fratches introduites risquant en raison de leur activité de gêner les fabrications des fromageries en entraînant une modification des fromages par leur prolifération facile à la température de fabrication, la demanderesse a stoppé l'acti- vité de cette levure en chauffant à une température de 90-92 C pendant une durée très courte de préférence 3 à 5 minutes. Le chauffage très court permet d'éclater la levure et de respecter néanmoins l'enzyme Rhodanèae, présente dans ces levures. T A B L E A U II Levure Lacto-sérum Lacto-sérum I PROTEINE 50 12 18 Méthionine 0,85 0,20 1,55 Cystine 0,64 0,26 2,00 Lysina 4,05 1,03 8,60 Thréonine 2,76 0,72 5,50 Tryptophane 0,53 0,14 1,40 Arginine 2,76 0,29 3,65 Glycine 2,87 0,24 2,55 Histidine 1,49 0,20 2,05 Isoleucine 3,08 0,72 5,80 Leucine 3,72 1,11 9,40 Phénylanine 3,19 0,35 3,80 Tyrosine 2,23 0,32 3,45 Valine 2,08 0,69 5,95 Acide aspartique - - 10,00 Sérine - - 4,85 Acide glutamique - - 18,20 Proline - - 5,75 Alanine - - 5,50 N aminé libre 0 2,24 3,36 Calcium 0,50 0,90 0,94 Phosphore total 1,16 0,70 2,70. T A B L E A U III Témoin poids de 10 ml Lacto-sérum non traité 10,13 g Poids Poids Z Culot Surnageant N. aminé 0,60 g 9,61 g 2,24. Poids de 10 ml de Lacto-Sérum Poids de 10 mi de Lacto-sérum papaîné 9,61 g levuré 11,36 g Quantité Poids Poids % Quantité Poids Poids % papaîne Culot surna- N. aminé levure culot surna- N aminé geant geant 12,5 mg 1,20 g 8,82 2,80 0,50 g 1,33 g 8,80 g 2,80 25 mg 1,36 g 8,94 3,64 0,75 g 1,32 g 8,86 g 3,08 50 mg 1,30 g 9,15 3,92 1 g 1,37 g 8,86 g 3,36 Cette enzyme résiste à la chaleur et contient le phosphate de pyridoxale comme co-enzylae, spécifique de la L-serine et entraînant la formation de L-cystétne suivant la réaction d'équilibre La réaction catalysée par la cystéine synthase est réversible et produit H2S et la sérine à partir de la cystéine. L'adjonction de le levure fratche éclatée à la suite d'un chauffage à une température d'environ 900C pendant 3 à 5 minutes, permet grâce à la L-sérine présente dans le lacto-sérum de libérer des composés soufrés, favorisant la culture des bactéries lactiques. Les facteurs énergétiques utilisés sont de préférence les hydrates de carbone et plus particulièrement le glucose en raison du fait qu'il est facilement assimilable. On peut également ajouter des facteurs de coefficient respiratoire tels que le glycérol. Le milieu est tamponné à un pH compris entre environ 5,9 et 7,2 par de la soude à 10 X ou de l'ammoniaque à 25 Z. De telles compositions présentent un degré Dornic compris entre 15 à 21 . Il est possible également d'ajouter du citrate de soude qui joue un rôle de tampon et de coefficient respiratoire. On constate que les compositions suivant l'invention entraî- nent un démarrage des souches de bactéries lactiques beaucoup plus rapide que dans le lait et le levain utilisé jusqu'à présent. Les exemples qui vont suivre sont donnés à titre indicatif, et nullement limitatif et montrent bien la supériorité du milieu synthétique suivant l'invention, par rapport au milieu naturel à base de lait employé dans 11 art antérieur. EXEMPLE I On prépare du lacto-sérum prédigéré par de la papaïne à 12,5 mg %. On ajoute à la suite du lacto-sérum levuré par préculture de levure à 1,4 Z. les quantités respectives de lacto-sérum papaîné et levuré sont de 9 g à 6 g. Le pourcentage en azote aminé libre est de 3,16 et s'est avéré être suffisant pour la culture. On ajoute à la suite, 1 g de Saccharomyces Cérévisiae quia été chauffé à une température de 90-92 C, pendant 3 minutes. On additionne 1 g de glucose et 0,25 ml de glycérine. Le pH de la composition est ajusté à une valeur de 6,5 avec de l'ammoniaque à 25 Z. Le degré Dornic est 180. L'étude comparative de l'activité du milieu synthétique par rapport à celle obtenue dans le lait est indiquée dans le tableau. suivants: Durée Multiplication du nombre Augmentations des points d'incubation de germes de degrés Dornic Milieu syn- Lait Milieu syn- Lait thétique thétique 4 heures germes x 112 germes x 35 + 250D + 8 D 5 5 heures germes x 149 germes x 39 + 48 D + 12 D On ensemence à cet effet, les deux milieux à 2 79 par des souches dont le nombre de germes au départ est d'environ 20 000 000 par ml. à une température d'incubation de 30-31 C. On constate suivant ce tableau que les germes sont 3,1 fois plus nombreux que dans le lait à la quatrième heure, et 3,8 fois plus nombreux que dans le lait à la cinquième heure. De même, l'augmentation des points de degrés Dornic stë-tablit de la façon suivante : en 4 heures, ils sont multipliés par 3, en 5 heures, ils sont multipliés par 4. On a également comparé la croissance et l'augmentation du degré Dornic par rapport à un milieu de Iacto-sérum papatné à 12,5 mg seul. On a obtenu les résultats suivants L.S + Papaïne L.S. + Papale Durée 12,5 mg % et levure d'incubation germes D germes D 4 4 heures 2,8 1,8 3,1 3 5 heures 1,5 1,5 3,8 4. Les chiffres indiqués dans ce tableau sont pour les germes, le rapport du nombre de germes dans le milieu synthétique au nombre de germes dans le lait et pour le degré Dornic le rapport de l'augmentation des points de degré Dornic dans le milieu synthétique-à l'augmentation des points Dornic dans le lait. (L. S. indique lacto-sérum). EXEMPLE il On prépare la meme composition que dans l'exemple I, à la seule différence que l'on ajoute 0,4 g % de citrate de soude. On constate comme dans l'exemple précédent, la rapidité et un nombre important de germes en phase de croissance au bout de quelques heures, comparativement à une culture effectuée dans le lait. EXEMPLE III On prépare la composition suivante Lacto-sérum digéré par la papaîne à 12,5 mg.................. 0,18 g% Lacto-sérum enrichi à la leuvre ............................. 0,12 g % Saccharomyces Cérévisiae éclaté à 90 C....................... 0,02 g % Glucose 0O2 g Z Glycerine.................................................... 0,005 ml % Citrate de soude............................................. 0,008 g % NaOH à 10 Z q.s.p. pH = 5,9. L'étude comparative de la culture dans ce milieu par rapport au lait révèle comme précédemment une amélioration de la rapidité de la montée d'acidité et de la croissance des germes. EXEMPLE IV On prépare la composition suivante Lacto-sérum digéré par la papaîne à 12,5 mg.................. 36 g % Lacto-sérum enrichi avec la leuvre........................... 24 g % Saccharomyces Cérévisiae éclaté à 90 C....................... 4 g % Glucose 4 g % Glycérine 1 ml Z Citrate de soude........................................... 1,6 g % Ammoniaque à 25 Z q.s.p. pH 6. On constate comme précédemment que le démarrage des souches des bactéries lactiques est beaucoup plus rapide dans ce milieu que dans le lait et le levain. Les milieux synthétiques peuvent se présenter sous forme d'une poudre obtenue suivant les méthodes usuelles de préparation de milieux de culture, tel que le séchage. Celle-ci est, lors de son utilisa tion > mélangée avec de l'eau dans des quantités variant avec l'utilisation et qui peuvent être 100 mg/l par exemple. Les milieux synthétiques ainsi produits sont destinés à la production de levain pour les industries alimentaires et agricoles, telle que pour la fabrication de fromage ou de levain destiné à l'ensemencement des silos de stockage d'aliments pour animaux. I1 est bien entendu que l'on peut apporter aux modes de réalication qui viennent d'être décrits, divers changements, perfectionnements ou additions, que l'on peut remplacer certains éléments équivalents sans al térer pour cela l'économie générale de l'invention. On pourra utiliser en particulier les lacto-sérums enrichis dans des proportions différentes que celles indiquées ou remplacer leurs traitements à la papaïne ou aux levures, par addition de Tryptone ou d'autres peptones contribuant également à l'enrichissement en acides aminés et soufre organique du lacto-sérum. REVEND ICAT IONS 1. Milieu synthétique de culture dépourvu de lait pour la culture de ferments lactiques, caractérisé par le fait qu'il est constitué par du lacto-sérum prédigéré par une enzyme protéolytique végétale ou animale, du lactosérum levuré, d'une levure naturelle fraîche éclatée et d'un facteur énergétique à base d'hydrate de carbone, cet ensemble étant tamponné à un pH compris entre 5,9 et 7,2. 2. Milieu synthétique suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le lacto-sérum prédigéré par une enzyme est prédigéré par la papaïne. 3. Milieu synthétique suivant lrune quelconque des revendications I et 2, caractérisé par le fait que le lacto-sérum levuré est du lacto-sérum avec de la levure Saccharomyces Cérévisiae incubée. 4. Milieu synthétique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5. caractérisé par le fait que le facteur énergétique est du glucose. 5. Milieu synthétique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que l'on ajoute en plus un facteur de coefficient respiratoire qui est du glycérol. 6. Milieu synthétique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que l'on ajoute a la composition, du citrate de soude. 7. Milieu synthétique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la quantité de lacto-sérum prédigéré est com prise entre 0,09 et 36 %, de lacto-sérum leuré entre 0,06 et 24 %, de levure fraîche éclatée entre 0,01 et 4 %, et Le facteur énergétique entre 0,001 et 4 Z. 8. Milieu synthétique suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le lacto-sérum papainé est un lacto-sérum à 12, 5 mg de papaïne et que le lacto-sérum levure est un lacto-sérum levuré à 1,4 %. 9. Milieu synthétique suivant la revendication 8, caractérisé par le fait que le rapport de lacto-sérum prédigéré et de lacto-sérum levuré est de 9 à 6. 10. Procédé de culture de ferments lactiques, caractérisé par le fait qu'on utilise les compositions suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9.