Table de matières
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Les fruits abîmés qui sont un peu acides, favorisent le développement de levures et de moisissures. Les levuresprovoquent également la détérioration des aliments. Elles préfèrent les basses températures et les produits acides (Hicham, 2008).
La détérioration que provoquent les levures, les moisissures et les bactéries se développe lentement et passe parfois inaperçue. Les sources les plus importantes de contamination microbienne sont le sable, l’eau, l’air et les parasites tels que les insectes ou les rongeurs (Yachioui, 2003).
L’espèce saccharomyces cerevisiae est une levure c'est-à-dire un champignon unicellulaire microscopique. Ce champignon se présente sous forme sèche, en paillette ou en gélules (Baker, 2008).
Les cellules de la levure sont sphériques ou ovales et mesurent environ 1/100ème de millimètre (10μm). Dans 1 gramme de levureà pain (culture de levures, concentrée puis pressée), il y a 5 à 12 milliards de cellules (AFNOR, 1993).
Les levures sont du genre saccharomyces, agents de la fermentation alcoolique de la bière, du vin, du cidre, et des éléments actifs du levain de boulanger. C'est l'activité chimique de ces levures qui provoque le dégagement de bulles de gaz carbonique et fait lever la pâte à pain. Ces levures sont des cellules rondes ou ovales, qui, placées dans un milieu sucré ou glucidique, avec ou sans oxygène, se multiplient activement.(Baker, 2008).
Pour son développement la levure boulangère a besoin de composés carbonés, source de carbone et d'énergie, de composés azotés réduits sous forme d'ammonium, des éléments minéraux variés, des vitamines et des facteurs de croissance.La levure de bière utilise généralement le saccharose de son milieu nutritif pour se développer. Afin d’assimiler ce nutriment, la levure produit une enzyme, la saccharase ou invertase, qui va hydrolyser le saccharose.
La souche sauvage de levure (SAC +)produit et exporte une invertase dans son milieu nutritif. La souche mutée (SAC -)n’exporte pas son invertase et ne se développe pas sur un milieu ou le saccharose est le seul sucre disponible (HASSAN, B. 2008). L’hydrolyse du saccharose libère ainsi un glucose et un fructose.
Les disaccharides les plus communs sont le saccharose (glucose + fructose), le lactose
(Glucose + galactose), le maltose (glucose + glucose) (Dides et Fabre,2007).
La levure a la particularité de pouvoir vivre en présence ou en absence d’air : ces deux processus énergétiques sont la respiration et la fermentation. Elle se nourrit de glucose et de fructose (sucres simples).
En présence d’air, la levure respire : elle dégrade les sucres simples (en C6) présents dans son milieu de vie, par un métabolisme oxydatif qui conduit à la formation d’eau, de gaz carbonique et une grande quantité d’énergie (vie, croissance et multiplication).
Respiration aérobie : En présence de fortes concentrations en sucres comme le glucose, fructose ou saccharose (1,5g ou plus) et en conditions aérées S. cerevisiae adopte un métabolisme énergétique essentiellement fermentatif (à 80%) et très peu de glucose est respiré. Le métabolisme respiratoire sera installé à l’épuisement des sucres (ceci se traduit par une augmentation de la quantité de mitochondries intracellulaires)(Perrot, 2001).
Cette voie métabolique est très énergétique et permet aux cellules une importante multiplication.
En l’absence d’air, la levure fermente : grâce à ses enzymes (les zymases), elle dégrade les sucres simples (en C6) présents dans son milieu de vie, par un métabolisme fermentatif qui conduit à la formation de gaz carbonique, d’alcool et un peu moins d’énergie. Ce métabolisme fermentatif moins énergétique que le métabolisme oxydatif, affecte la multiplication cellulaire mais a l'avantage de permettre à la levure de survivre même en anaérobiose (Dides et Fabre, 2007).
L’apparition d’un processus fermentaire en présence d’oxygène en excès, décrit comme l’effet grabtree est très important dans la production de la levure. Cet effet exprime une tendance au gaspillage de substrats carbonés quand ces substrats sont présents en grande quantité.
Les levures vivent sur les fruits, les fleurs et autres sources contenant des sucres. Elles survivent sur un large spectre de type environnemental. La gamme de tolérance de température est de 0° à 55°C. La température de prolifération est de 12° à 40°C mais comme les autres micro-organismes les levures peuvent être classées en levures psychrophiles, mésophiles et thermophiles. La destruction cellulaire commence dès 52°C. Les levures sont aussi sensibles à la congélation et à la lyophilisation.
La tolérance au pH varie de 2.8 à 8. Les levures ont une tolérance presque complète vis à vis de la dessiccation (levure sèches). Elles ont une grande tolérance vis à vis de la pression osmotique. Les levures peuvent pousser et fermenter jusqu’à des concentrations en sucre de l’ordre de 3M (M pour molaire). Elles tolèrent jusqu’à 20% d’alcool.
Saccharomyces cerevisiae se divise par bourgeonnement. Le bourgeonnement résulte dans la formation de deux cellules de taille inégale.Le cycle de vie n’est pas indéfini. Les cellules mères vieillissent puis meurent (la durée de vie moyenne est de 30 à 40 divisions) (Simon, 2014).
Saccharomyces cerevisiae est la principale levure pour la production vinicole. Elle a une forte capacité de fermentation, une tolérance au faible pH et aux hauts niveaux d’alcool. Elle sert aussi comme levure de bière et fermente présence d’oxygène. Elle est aussi une levure de boulangerie où elle produit rapidement de dioxyde de carbone à partir de sucres (INRA, 1998).
Outre le fait que la levure est utilisée pour la préparation des pattes ou du vin, il peut aussi servir comme :
-Outil biotechnologique pour la production de protéines d’intérêt commercial
-Outil de criblage de nouveaux médicaments
- C’est un des principaux modèles cellulaires eucaryotes en recherche fondamentale du fait de la performance des outils génétiques et de biologie moléculaire et cellulaire qui y ont été développés.
Plusieurs autres types de levures existent :
-Schizosaccharomyces pombe: levure modèle en biologie moléculaire et cellulaire
-Kluyveromyces lactis: levure du lait. Elle est utilisée comme modèle pour des applications biotechnologiques
-Candida albicans: étudiée en tant que pathogène de l’homme
-Saccharomyces carlsbergensis et Saccharomyces bayanus sont proches de S. cerevisiae : espèces d’intérêt vinicole
-Pichia stipidis, Hansenula polymorpha, Yarrovia lipolytica sont énormément utilisés pour la production de protéines hétérologues.
La croissance des levures et bactéries dont les cellules filles se séparent des cellules mères suivant une loi exponentielle, dès lors que les conditions nutritives, l’aération et l’homogénéisation sont optimales (INRA, 1998).
Un modèle simple a été proposé par Jacques Monod pour représenter cette croissance particulière. La population évolue à partir d’une population faible X0 vers une population X selon l’équation suivante :
X=X0*e(µ*t)
Où :
-e : base du log népérien (2,71)
-t : temps
-µ : taux de croissance népérien du micro-organisme influencé par de multiples facteurs tel la température, pH, oxygénation. Concentration de divers substrats indispensable à la formation de diverses cellules etc.
µ=µmax
-Km : représentant la concentration en substrat qui détermine µ=
-µmax : est la valeur du taux de croissance la plus élevée qu’un microorganisme puisse atteindre
-S : est la concentration en substrat dans le milieu de culture
En pratique la concentration du glucose est 50, 80 à100mg /L
Jacques Monod a considéré empiriquement que la valeur du taux de croissance d’un substrat donné, en l’occurrence pour un sucre comme glucose, la croissance microbienne suivait la loi de Michaelis Menten et que la pratique de certains types de cultures des unicellulaires, (culture en continu ou en semi-continu) a permis de préciser que la concentration en substrat glucose était de l’ordre de 100mg/L de milieu de culture (INRA, 1998).
Le génome de Saccharomyces cerevisiae contient 16 chromosomes + de l’ADN mitochondrial et un plasmide. La levure Saccharomyces cerevisiae a un cycle biologique particulier, elle est capable de se multiplier sous deux formes : une forme diploïde (2n = 32 chromosomes) et une forme haploïde (1n = 16 chromosomes) (Le Blanc, 2008)
Les chromosomes contiennent des centromères et des télomères, plus simples que ceux des eucaryotes supérieurs. Le génome de S. cerevisiae a été le premier génome eucaryote séquencé dans sa totalité en 1996. Il contient environ 6.200 gènes. A peu près 1/3 de ces gènes ont été caractérisés par des analyses génétiques, 1/3 présentent des homologies permettant la détermination de leur fonction et 1/3 ne sont homologues à aucun gène connu.(Simon, 2008).
Les cellules haploïdes se multiplient en bourgeonnant : la cellule mère bourgeonne une cellule fille plus petite (mitose), mais possédant la même information génétique. Une cellule mère donne ainsi 20 à 25 cellules filles. Il existe des cellules haploïdes "a" et des cellules haploïdes "α" quicorrespondent à des signes sexuels distincts ; c'est la fusion entre une cellule "a" et une "α"qui donne naissance à une cellule diploïde "a/ α ".
Tant que l'environnement est favorable, lediploïde se multiplie aussi par bourgeonnement. Si les nutriments viennent à manquer, la cellule repasseen phase haploïde par un processus de méiose. On obtient finalement quatre noyaux haploïdes quisont inclus dans les spores (ou ascospores) contenus dans un sac appelé asque. L'enveloppe del'asque se rompt à maturité et libère alors deux cellules "a" et deux cellules " α " qui peutrecommencer le cycle(Le Blanc, 2008).
Certaines légendes parlent de bouillies de grain liquides que les boulangers égyptiens plaçaient dans un endroit frais et qu'ils utilisaient lorsque la formation de bulles de gaz faisait mousser le liquide.
Au XVIIe siècle les boulangers utilisaient de la levure de bière liquide faite à partir d'un mélange de grains germés et d'eau, mais le pain avait une saveur amère.
En 1847, c'est à Vienne, en Autriche que l'on a commencé à fabriquer une levure adaptée à la panification, d'où le succès du pain viennois.
Vers 1856, Louis Pasteur grâce à ses travaux a permis d'expliquer les phénomènes de la fermentation produite à l'intérieur de la pâte. On commença à partir de cette époque à fabriquer la levure scientifiquement. À ce jour, on utilise de la mélasse de betterave comme élément nutritif principal entrant dans la fabrication de la levure (Wikipedia, 2016).
Les fruits sont naturellement riches en vitamines, en fibres, en minéraux et en substances dites antioxydants. Ces dernières sont par exemple les vitamines C, E, des pigments colorés de certains fruits et légumes (caroténoïdes) ou encore certains oligo-éléments comme le sélénium ou le zinc. Les recherches les plus récentes montrent clairement que les antioxydants sont indispensables à la santé de nos cellules. (Royer.G. et al 2006).
Toutes ces qualités ont conduit les nutritionnistes à élaborer une recommandation simple concernant la consommation de fruits et de légumes. (Cristina G. 2012).
Composition nutritionnelle des fruits.
Les fruits sont caractérisés par leur apport en eau, en minéraux, en vitamines, en fibres et en glucides. Les crudités sont particulièrement riches en minéraux et vitamines.
Pour un apport complet en sels minéraux il faut varier les fruits et légumes.
Les vitamines interviennent dans de nombreuses réactions métaboliques. L’organisme ne peut pas les synthétiser en quantités suffisantes. C’est pourquoi les vitamines doivent être fournies au moins en partie par l’alimentation.
Ce sont des glucides de grande taille : cellulose (dans la peau) et pectine (propriétés gélifiantes). Les fibres ne sont pas digérées par l’organisme humain mais elles améliorent le transit en se gorgeant d’eau.
Les fibres, favorisent le transit intestinal. Les fruits riches en fibres peuvent rassasier rapidement sans apport calorique important. Enfin, ils contribuent au maintien de la santé par le biais d’autres mécanismes (réduction de l’assimilation du cholestérol, effets sur la flore intestinale...). Ces atouts aident l’organisme à se maintenir en forme naturellement. Ils confèrent aux fruits et légumes un rôle de premier plan dans la prévention de certains cancers et des maladies cardiovasculaires.
Ils sont représentés en faible proportion dans les fruits et légumes : 6 à 12 % ; la plupart du temps sous forme de fructose ayant un pouvoir sucrant assez élevé.
Les fruits sont des aliments peu énergétiques du fait de leur faible teneur en glucides (Ceux qui sont rencontrés le plus fréquemment et en quantité importante dans les fruits glucose, fructose, saccharose et amidon), lipides et protides. Ils représentent une importante source d’eau, de sels minéraux, de vitamines et de fibres surtout dans leur partie verte. (Broughall J. 1983
|
Constituants |
Unité |
Moyenne |
Minimum |
Maximum |
|
Proportion comestible |
0,6 |
0,43 |
0,85 |
|
|
Energie |
Kcal/100g |
47,0 |
75,0 |
|
|
Energie |
KJ/100g |
200,0 |
||
|
Eau |
g/100g |
86,5 |
0,15 |
92,7 |
|
Protéines |
g/100g |
0,4 |
0,1 |
|
|
lipides totaux |
g/100g |
0,2 |
0,6 |
|
|
Glucides disponibles |
g/100g |
11,6 |
||
|
Fructose |
g/100g |
2,6 |
0,9 |
|
|
Glucose |
g/100g |
2,0 |
0,7 |
|
|
Saccharose |
g/100g |
7,0 |
||
|
Amidon |
g/100g |
0,0 |
2,1 |
|
|
Fibre alimentaire |
g /100g |
1,4 |
INRA 1993
Tableau 2. Composition nutritionnelle du jus d’ananas
|
Constituants |
Unité |
Moyenne |
Minimum |
Maximum |
|
Proportion comestible |
1,0 |
|||
|
Energie |
Kcal/100g |
53,0 |
||
|
Energie |
KJ/100g |
227,0 |
||
|
Eau |
g/100g |
86,2 |
85,2 |
86,8 |
|
Protéines |
g/100g |
0,4 |
0,31 |
0,4 |
|
Lipides totaux |
g/100g |
0,1 |
0,07 |
0,1 |
|
Glucides disponibles |
g/100g |
13,5 |
||
|
Fructose |
g/100g |
3,7 |
||
|
Glucose |
g/100g |
3,7 |
||
|
Saccharose |
g/100g |
6,1 |
||
|
Amidon |
g/100g |
0,0 |
||
|
Fibre alimentaire |
g/100g |
0,1 |
tr |
0,1 |
INRA, 1993
Tableau 3. Composition nutritionnelle de la Banane
|
Constituants |
Unité |
Moyenne |
Minimum |
Maximum |
|
Proportion comestible |
0,68 |
0,6 |
0,79 |
|
|
Energie |
Kcal/100g |
89, 0 |
||
|
Energie |
KJ/100g |
379,0 |
||
|
Eau |
g/100g |
74,0 |
64,0 |
85,0 |
|
Protéines |
g/100g |
1,1 |
0,9 |
1,7 |
|
Lipides totaux |
g/100g |
0,3 |
0,1 |
0,5 |
|
Glucides disponibles |
g/100g |
21,8 |
19,8 |
26,2 |
|
Fructose |
g/100g |
3,9* |
2,6 |
7,8 |
|
Glucose |
g/100g |
4,6* |
2,4 |
7,8 |
|
Saccharose |
g/100g |
8,2* |
3,0 |
14,0 |
|
Amidon |
g/100g |
4,2* |
2,1 |
9,9 |
|
Fibre alimentaire |
g/100g |
2,0 |
1,0 |
3,9 |
INRA ,1993
Tableau 4. Composition nutritionnelle de la Papaye.
|
Constituants |
Unités |
Moyenne |
Minimum |
Maximum |
|
Proportion comestible |
0,74 |
0,67 |
0,8 |
|
|
Energie |
Kcal/100g |
32,0 |
||
|
Energie |
KJ/100g |
137,0 |
||
|
Eau |
g/100g |
89,4 |
83,0 |
92,0 |
|
Protéines |
g/100g |
0,5 |
0,3 |
0,8 |
|
Lipides totaux |
g/100g |
0,1 |
0,1 |
0,3 |
|
Glucides disponibles |
g/100g |
10,0 |
||
|
Fructose |
g/100g |
2,5 |
||
|
Glucose |
g/100g |
2,5 |
||
|
Saccharose |
g/100g |
2,8 |
||
|
Amidon |
g/100g |
0,0 |
||
|
Fibre alimentaire |
g/100g |
1,9 |
1,7 |
2,5 |
INRA, 1993
Altérations des fruits Conséquences
Lors du lavage
Les fruits doivent donc être stockés au frais (6 à 8°C maximum), dans un local sec, sombre et aéré. (Thompson A.K et al. 2010).
L'extrait de malt est une bouillie formée de farine maltée mélangée avec de l'eau et ayant subi un processus d'hydrolyse enzymatique. Les molécules contenues dans les graines de céréale maltée, généralement de l'orge maltée, sont transformées par les enzymes générées lors du maltage en des molécules plus petites et plus simples, utilisables par la plante pour sa croissance. Ce mélange de molécules facilement digestibles lors de leur consommation peut être concentré après filtration, ce qui donnera un sirop appelé extrait de malt ou sirop d'orge malté. Le sirop contient essentiellement des dérivés de l'amidon (maltose principalement), des acides aminés issus de la transformation de protéines, des vitamines et des sels minéraux.
Tableau 5. Composition des différents sucres présents dans le malt
|
Sucres |
Répartition en % pondéral |
|
|
Fermentescibles |
Fructose Glucose Saccharose Maltose Maltotriose |
1.2 - 3.3 9.3 - 10.0 2.4 - 6.5 41.0 - 52.0 12.2 - 13.0 |
|
Non fermentescibles |
Maltotétraose Maltopentaose Maltohexaose Dextrines |
2.1 - 5.9 1.3 1.9 11.5 - 23.0 |
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