Microbiologie Alimentaire 3émme Année Microbiologie Mm Ghouti .D
Chapitre III
Les grands groupes microbiens intéressants la microbiologie alimentaire
1. Les bactéries lactiques
Les bactéries lactiques sont des cocci ou des bâtonnets Gram+, catalase-. Elles synthétisent
leur ATP grâce à la fermentation lactique des glucides. Les bactéries lactiques sont en
général aérotolérantes. Cependant certaines espèces, habitants le tube digestif des animaux
sont anaérobies strictes. Même en présence d'O2 elles sont incapables de réaliser la
phosphorylation oxydative. L'absence de catalase est caractéristique, mais certaines
espèces acquièrent un pseudo catalase.
Métabolisme général des bactéries lactiques
1.1.1. Définition du métabolisme
Le métabolisme d'une cellule vivante est l'ensemble des réactions de dégradation
(catabolisme) et de synthèse (anabolisme) permettant d'établir un cycle d'échanges avec le
milieu environnant pour assurer sa survie, sa croissance et sa reproduction. Les réactions
cataboliques sont exergoniques, c'est-à-dire qu'elles libèrent de l'énergie, alors que les
réactions anaboliques sont endergonique c'est-à-dire qu'elles consomment de l'énergie.
Le métabolisme énergétique des bactéries lactiques s'effectue donc par un enchaînement de
réactions couplées de déshydrogénation et d'hydrogénation, faisant intervenir un donneur
initial qui est généralement un sucre, un accepteur final qui est le plus souvent le pyruvate,
est des intermédiaires de transport d'électrons qui sont des coenzymes associés à des
déshydrogénases. La biosynthèse (ou anabolisme) est une suite de réactions de
polymérisation donnant naissance à de longues chaînes moléculaires linéaires et ramifiées
(polynucléotides, polysaccharides, polypeptides, etc.) qu'on appelle macromolécules et qui
entrent dans la composition des structures essentielles des cellules bactériennes (appareil
nucléaire, paroi, membrane, cytoplasme).
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1.1.2 Enzymes et métabolisme
Les bactéries lactiques sont équipées d'un grand nombre d'enzymes différentes qui peuvent
être classées selon les critères suivants :
- Leur localisation dans la bactérie : certaines enzymes sont disposées à la surface des
cellules, elles y restent fixées ou diffusent dans le milieu pour y dégrader les grosses
molécules incapables de traverser la membrane bactérienne ; tandis que d'autres restent
dans le cytoplasme ou elles participent à de nombreuses réactions métaboliques.
-Le type de réaction qu'elles catalysent : 1.oxydoréductases; 2.Transférases;
2. Hydrolases; 4. Lyases ; 5. Isomérases ; 6. ligases.
-Le substrat qu'elles dégradent: lactase, citratase, protéinases, peptidases, etc. qui
fractionnent spécifiquement le lactose, les citrates, les protéines, les peptides, etc.
1.1.3. Voies du catabolisme des sucres
Selon l'espèce bactérienne et les conditions de culture, le catabolisme du glucose peut
suivre une voie homofermentaire ou une voie hétérofermentaire (Figure 2).
• Les bactéries lactiques homofermentaires transforment une molécule de glucose en deux
molécules de lactate par la voie des hexoses-diphosphates (encore appelée la glycolyse
d'EMBDEN-MEYERHOFF-PARNAS) et génèrent parallèlement deux molécules d'ATP et
du NADH2 qui est réoxydé en NAD pour assurer la poursuite du processus fermentaire
(Figure 2) [4].
C6 H12 O6 2 C3 H6 O3
• Les bactéries lactiques hétérofermentaires transforment une molécule de glucose par la
voie des pentoses-phosphates (encore appelée voie 6P-gluconate) en une molécule de CO2
et une molécule d'éthanol ou d'acétate et génèrent parallèlement deux molécules d'ATP et
du NADH2 qui est réoxydé en NAD pour assurer la poursuite du processus fermentaire
(Figure 2).
C6 H12 O6 C3 H6 O3 + CO2 + C2 H5 OH (ou C2H4O2 + H2O)
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NAD
NADH2
CO2
Pyruvate-kinase
Glucose Glucose
LACTATE
Figure 2 : Transport et catabolisme du glucose par les bactéries lactiques.
(A droite) La voie homolactique produit 2 moles d'ATP et de lactate par mole de glucose dégradé.
(A gauche) La voie hétérolactique produit 1 mole d'ATP et de lactate et 1 mole de CO2 et d'éthanol
ou d'acétate par mole de glucose dégradé.
HOMOLACTIQUE
Voie du fructose-diphosphate
Perméase
Membrane
Système
PTS-PEP
glucose
glucose-6-P
NAD
glucose-6-P
NADH2
6-P-gluconate
fructose-6-P
ATP
ADP
ribulose-5-P
fructose-1,6-diP
xylulose-5-P
acétyl-P
glyceraldehydes-3-P
NAD
ACETATE
NADH2
acétyl-CoA
NADH2
1,3-diP-glycérate
NAD
acétaldehyde
NADH2
ATP
3P-glycérate
NAD
2P-glycérate
ETHANOL
phosphoenolpyruvate
ADP
ATP
pyruvate
NADH2
NAD
Lactate DH
Fructose-diP
aldolase
6-P-gluconate DH
glucose-6-P DH
HETEROTLACTIQUE
Voie des pentoses-phosphate
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Il y a une nouvelle division des bactéries lactiques en trois groupes
sur la base de leur équipement enzymatique :
- Les homofermentaires stricts qui contiennent une fructose-diP
aldolase mais pas de glucose-6-P DH ni de 6-P-gluconate DH et
suivent la voie des hexoses-diphophates, exemple : Lb. delbrueckii
(Figure 2).
- Les hétérofermentaires stricts qui contiennent les 2
déshydrogénases mais pas de fructose-diP aldolase et suivent la
voie des pentoses phosphates, exemple : Lb. brevis (Figure 2).
- Les hétérofermentaires facultatifs qui contiennent les 3 enzymes
et sont capables de suivre l'une ou l'autre des voies métaboliques,
exemple : Lb. casei (Figure 2)