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Biologie | Environnement
Loïc Cachot, 2004 | Vauffelin, BE
Certains fromages présentent des taches noires qui les rendent invendables. Leur apparition est due à la réaction entre le sulfure d’hydrogène (H2S) produit par des bactéries présentes dans ces fromages et des résidus d’obturateurs de trayons provenant du lait utilisé pour les fabriquer. Ce travail de maturité avait pour but de déterminer dans quelles zones du fromage le plus de H2S est produit, d’identifier les bactéries produisant ce gaz et de vérifier si la réaction entre ce gaz et l’obturateur de trayons est responsable de la formation de taches noires dans ces fromages. Quatre expériences menées en laboratoire nous ont permis de détecter et de comparer la production de H2S dans plusieurs fromages, d’identifier les bactéries en étant responsables et d’observer les conséquences de la réaction entre le H2S et l’obturateur de trayons. Nous en avons conclu que les bactéries produisant du H2S se trouvaient en majorité dans la croûte du fromage et que l’apparition de taches noires était bien due à la réaction étudiée. Finalement, ce travail montre les problèmes dus à l’utilisation d’obturateurs de trayons et la nécessité de les résoudre.
Problématique
Le fromage est peuplé d’une multitude de bactéries, dont certaines produisent un gaz, le sulfure d’hydrogène (H2S). Dans l’agriculture, des obturateurs de trayons sont fréquemment utilisés pour réduire le risque d’infection dans les trayons des vaches. Parfois, des résidus de ces produits se retrouvent dans du lait et par la suite dans des fromages où ils réagissent avec du H2S pour former une substance responsable de l’apparition de taches noires, rendant ces fromages impropres à la vente. Les objectifs de ce travail de maturité étaient (I) de déterminer dans quelles zones du fromage (pâte ou croûte) le plus de H2S est produit, (II) d’identifier les bactéries produisant ce gaz et (III) de vérifier si sa réaction avec de l’obturateur de trayons est à l’origine de l’apparition de taches noires.
Méthodologie
Pour atteindre nos objectifs, nous avons réalisé quatre expériences en laboratoire. Dans la première, nous avons rempli des fioles avec des suspensions de pâte ou de croûte de fromages, y avons inséré des papiers buvards imbibés d’une solution d’acétate de plomb (II), les avons refermées hermétiquement et photographiées au début de l’expérience et un jour après. En cas de production de H2S, la réaction entre celui-ci et l’acétate de plomb (II) provoquait le noircissement des papiers buvards, permettant ainsi de le détecter. Dans la deuxième expérience, les papiers buvards ont été enduits d’obturateur de trayons afin d’observer sa réaction avec le H2S. Dans la troisième expérience, des bactéries issues de deux fromages ont été isolées, mises en culture et identifiées à par spectrométrie de masse. La quatrième expérience était similaire à la première mais, à la place des suspensions de fromage, certaines des bactéries identifiées dans la troisième expérience ont été mises dans les fioles, de manière à tester leur production de H2S.
Résultats
Au terme de la première expérience, du H2S a été détecté dans les neuf fromages étudiés et majoritairement dans leur croûte. À la fin de la deuxième expérience, tous les papiers buvards enduits d’obturateur de trayons ont noirci. Dans la troisième expérience, parmi les 24 échantillons de colonies de bactéries prélevés, des bactéries du genre Corynebacterium ont été identifiées 15 fois, des Arthobacter deux fois et des Lactococcus, Brevibacterium, Advenella et Staphylococcus une fois. Les bactéries de trois échantillons n’ont pas pu être identifiées. Lors de la quatrième expérience, les bactéries sélectionnées ont toutes produit du H2S.
Discussion
Les résultats de la première expérience concordent avec la théorie selon laquelle les bactéries sont beaucoup plus nombreuses dans la croûte que dans la pâte du fromage. Ceux de la deuxième confirment que la réaction entre le H2S et l’obturateur de trayons est responsable de l’apparition de taches noires. Dans la troisième expérience, la grande proportion de bactéries corynéformes identifiées est cohérente par rapport à la théorie.
Conclusions
En conclusion, les objectifs de ce travail ont été atteints. Cependant, il pourrait être amélioré en étudiant d’autres types de fromage que ceux à pâte dure et mi-dure et pourrait être poursuivi en étudiant d’autres impacts du H2S sur le fromage, tels que son influence sur le goût du fromage. Finalement, ce travail remet en cause l’utilisation d’obturateurs de trayons et montre la nécessité de trouver des solutions aux problèmes liés à ces produits.
Appréciation de l’expert
John Haldemann
La découverte de taches noires dans un fromage à pâte dure liées à l’utilisation d’obturateurs de trayons suscite plusieurs interrogations. Par son travail, Loïc Cachot a démontré le rôle joué par les bactéries se développant à la surface des fromages dans l’apparition de ces taches. Méthodique et rigoureux, il a prouvé à l’aide d’expériences de laboratoire que la réaction chimique entre le sulfure d’hydrogène et le oxynitrate de bismuth était la cause de la coloration noire. Son approche scientifique est d’autant plus pertinente car elle est maitrisée par son auteur.
Mention:
très bien
Prix spécial SimplyScience
Gymnase de Bienne et du Jura bernois, Biel/Bienne
Enseignante: Jocelyne Neveceral