Bioconversion et cultures protectrices

Nous utilisons les microorganismes de manière ciblée et optimisons la qualité et la sécurité des produits alimentaires – pour des aliments produits de manière naturelle, écologique et durable.

Dans notre groupe, nous menons des projets de recherche appliquée sur l’utilisation ciblée de microorganismes pour optimiser la qualité et la sécurité des aliments d'origine végétale et animale. Notre travail porte sur les fermentations spontanées, le développement et l’utilisation de cultures de démarrage et de protection, et le maintien d'un microbiome robuste pour la biopréservation. Par nos activités, nous soulignons le grand potentiel des microorganismes pour la production d’aliments naturels et écologiquement durables, de la fourche à la fourchette.

Nous recourons à des méthodes modernes de microbiologie et de biologie moléculaire pour caractériser les microorganismes ainsi qu’à des analyses physicochimiques et sensorielles pour déterminer les effets obtenus dans les aliments. Nos projets sont menés en collaboration avec différents partenaires de recherche, dont Agroscope Liebefeld/Posieux, qui dispose d’une collection de souches unique ainsi que d'une expertise et d’un savoir-faire de haut niveau en biologie moléculaire.

Compétences et infrastructure

Méthodes de microbiologie et de biologie moléculaire

  • Méthodes microbiologiques traditionnelles pour la détection de différents groupes de microorganismes
  • Divers essais pour déterminer l’effet inhibiteur d’une sélection de microorganismes (par exemple croissance mycélienne, germination des spores de moisissures)
  • Identification par des méthodes modernes de biologie moléculaire effectuées en propre ou externalisées (qPCR, etc.)
  • Spectrométrie de masse MALDI-TOF (en collaboration avec Agroscope)
  • Caractérisation biologique de l’utilisation de substrat chez les bactéries lactiques (en collaboration avec Agroscope)
  • Évaluation du statut QPS (par exemple résistance aux antibiotiques, virulence ou production d'amines biogènes)

Méthodes physico-chimiques

  • HPLC UV/RID pour l'identification des sucres et des acides organiques, des vitamines formées, etc.
  • Détection et quantification de la composition (protéines, graisses, glucides, micronutriments) et de la structure (résistance, élasticité, viscosité)
  • Rhéométrie
  • Détection photométrique sélective

Bioconversion

Ces recherches se focalisent sur les méthodes de fabrication d’aliments à l’aide de microorganismes, utilisées depuis longtemps dans le secteur alimentaire. Elles portent sur des aliments traditionnels tels la choucroute, le lactosérum ou le fromage, mais aussi sur des produits fabriqués à partir de nouvelles matières premières telles que les feuilles de moringa ou des sous-produits de la transformation alimentaire. Les bactéries, les levures et les moisissures apportent une valeur ajoutée qualitative, en améliorant les propriétés organoleptiques, la durée de conservation et les propriétés techno-fonctionnelles et nutritionnelles des matières premières fermentées.

Projets en cours

  • Projet Innosuisse «FermPlant»: fermentation contrôlée de la choucroute pour en améliorer les propriétés sensorielles et apporter une valeur ajoutée nutritionnelle (collaboration avec Agroscope et Schöni Finefood).
  • Projet «Fermeat» de la fondation Gebert Rüf (First Ventures): soutien au développement de stratégies de fermentation (basées sur l’utilisation de moisissures) pour la production de substituts de viande d'origine végétale.
  • Projet «Molein» interne à Innosuisse et à la HAFL: extraction et fonctionnalisation de protéines de feuilles d’arbre à raifort (Moringa oleifera) pour des applications alimentaires.
  • «Rebels»: valorisation de la mélasse (sous-produit de la production de sucre).
  • «Wood&Field»: fermentation du lactosérum.

Projets achevés

  • «FermPlant»: concepts de fermentation pour des aliments végétaux de haute qualité (projet interne HAFL, appel HAFL 2017-2020)
  • Concepts de fermentation pour l’enrichissement naturel in situ en vitamine B12 de boissons végétaliennes fermentées non alcoolisées (projet interne HAFL, appel Systèmes alimentaires 2018-2019)
  • Alternatives à la viande durables, saines et savoureuses (projet interne HAFL, appel Systèmes alimentaires 2018-2019)
  • Projet Swiss Food Research (2015): méthodes de valorisation de l’okara – un sous-produit riche en fibres issu de la fabrication du tofu

Cultures protectrices

Ces projets sont axés sur l'utilisation de microorganismes pour maintenir la santé des plantes et favoriser un microbiome robuste. Ils exploitent le grand potentiel de biopréservation des microorganismes pour la production d’aliments naturels et écologiquement durables, de la fourche à la fourchette.

Projets en cours

PlantProtect

Le champignon Thielaviopsis basicola (syn. Chalara elegans) provoque la pourriture noire des racines qui, selon l’espèce végétale, peut entrainer des pertes massives de récolte et de stockage. Ce projet vise à développer une méthode alternative de biopréservation basée sur une culture protectrice constituée de bactéries lactiques. Il s’agit d’établir un système microbien résilient qui empêche le développement de la pourriture noire sur les carottes (organisme modèle). Le projet est réalisé en étroite collaboration entre la BFH-HAFL, Agroscope et l’Université de Fribourg et est soutenu par la filière maraichère suisse (Swisscofel, VSGP) et la Fondation sur la Croix.

ProBerry (projet Innosuisse)

L’objectif principal de ce projet est d’étudier l’utilisation potentielle de bactéries lactiques pour développer des cultures protectrices comme stratégie alternative contre l’altération des aliments. Le projet est réalisé sur le modèle de la fraise et de son principal agent d’altération Botrytis cinerea (une moisissure). Ce modèle servira à prouver la validité du concept pour des développements futurs de cultures protectrices appliquées aux fruits et légumes frais ou peu transformés. Les résultats attendus sont l’allongement de la durée de conservation, la réduction des résidus et des risques environnementaux dus à l’utilisation de pesticides, la réduction des pertes alimentaires et donc l’amélioration de la rentabilité tout au long de la chaine de valeur alimentaire. Le potentiel écologique des microorganismes bénéfiques pour la protection des fraises est testé en laboratoire, dans des serres et dans les champs (avant et après récolte).

Publications

Concernant uniquement le métabolisme des bactéries lactiques :

Équipe