Les cultures de départ est “une préparation microbienne contenant un nombre très élevé de cellules (telles que 1012 g-1) d’une ou plusieurs espèces de micro-organismes à ajouter à la matière première pour produire un aliment fermenté en accélérant et en dirigeant le processus de fermentation.”
La production traditionnelle d’aliments fermentés est basée sur la fermentation spontanée due à la microflore naturellement présente dans la matière première. La qualité du produit final dépend donc de la charge microbienne initiale et du spectre de la matière première.
L’ajout direct de cultures de départ sélectionnées aux matières premières a été une étape importante dans le traitement des aliments fermentés, ce qui a entraîné un degré élevé de contrôle sur le processus de fermentation et la standardisation du produit final. Des souches aux propriétés physiologiques et métaboliques appropriées ont été isolées de leurs habitats naturels ou de produits fermentés avec succès.
On estime que le marché de la cultures de départ utilisée dans l’industrie laitière dans le monde se situe au niveau de 1.124 milliards de dollars et atteindra le niveau de 1.670 milliards de dollars en 2027, principalement en fonction du développement de l’Asie-Pacifique.
Quand on regarde le monde en général, on constate que la production avec cultures de départ dans l’industrie laitière est principalement réalisée en Europe, en Amérique du Nord et en Asie-Pacifique. Dans les pays relativement en développement et sous-développés, la cultures de départ est restée limitée selon le niveau de l’industrie.
Cependant, pour assurer la pérennité des saveurs locales, notamment en Europe, de nombreux types de fromages produits selon des méthodes traditionnelles sans l’aide de ferments lactiques sont protégés par la loi.
Les cultures de départ font l’objet de différentes classifications selon divers critères. Ce classement est donné dans le tableau ci-dessous. Selon leurs formes commerciales, les cultures sont divisées en cultures liquides, en poudre et congelées.
Les cultures de départ ont d’abord été produites sous forme liquide. Les cultures liquides, qui peuvent maintenir leur viabilité pendant environ une semaine à 5oC, sont désormais remplacées par des cultures en poudre et congelées en raison de leur faible résistance, du risque élevé de contamination, de la détérioration rapide du rapport entre les souches dans les cultures mixtes et de la complexité de la préparation à l’utilisation.
D’autre part, la facilité d’utilisation directe des cultures en poudre et congelées produites à haute concentration, connues sous le nom de DVS (Direct Vat Set) ou DVI (Direct Vat Inoculation), a été une raison importante de préférence.
Les cultures en poudre sont des formes obtenues par séchage de cultures liquides par technique de pulvérisation ou de lyophilisation. Les cultures en poudre contiennent un nombre beaucoup plus élevé de cellules de micro-organismes par unité de masse que les cultures liquides et peuvent être conservées jusqu’à 6 mois à 5oC et jusqu’à 1 an à -20oC.
D’autre part, les cultures congelées sont produites en congelant des cultures liquides à -20 à -40oC ou dans de l’azote liquide à -196oC et peuvent être conservées jusqu’à 3 mois à -45oC et jusqu’à un an à -196oC.
S’il est nécessaire de mentionner brièvement d’autres critères, les cultures mésophiles désignent les cultures contenant des micro-organismes qui peuvent se développer de manière optimale à 20-30°C et les cultures thermophiles à 37-45°C.
Dans la classification selon les souches de micro-organismes qu’elles possèdent, les cultures constituées d’une seule souche d’une espèce sont des cultures à une seule souche; les cultures contenant différentes souches de la même espèce sont appelées cultures multi-souches et les cultures composées de combinaisons de différentes souches de plus d’une espèce sont appelées cultures mixtes.
Il convient de noter ici que les cultures à souche unique sont très sensibles aux phages. Les cultures multi-souches et mixtes sont plus résistantes aux attaques de phages car d’autres souches peuvent continuer à fonctionner même si une souche qu’elles contiennent devient inactive à cause du phage.
La classification selon les types est une sous-classification des cultures mésophiles. En conséquence, le type L contient Leuconostoc, le type D contient la souche Lactococcus diacetylactis, le type DL contient les souches Leuconostoc et Lactococcus diacetylactis, et le type O; est exprimée sous forme de cultures starter mésophiles qui ne contiennent pas de souches productrices d’arômes.
Bien que la plupart d’entre eux soient des bactéries, des micro-organismes tels que les levures et les moisissures peuvent également être utilisés comme cultures de départ dans l’industrie laitière. Par exemple, les moisissures Penicillium roqueforti sont utilisées pour produire du fromage roquefort, les bactéries Lactobacillus bulgaricus et Streptococcus thermophilus sont utilisées comme cultures starter dans la production de yogourt.
Dans l’échantillon de kéfir, les levures sont Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces marxianus, Torula kéfir, Saccharomyces cerevisiae et les bactéries sont Lactobacillus brevis, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus delbruecki, Streptococcus salivarus, Lactococcus lactis ssp. thermophilus, Lactococcus cremoris et Leuconostoc mesenteroides sont utilisés comme cultures de départ mixte.
Sans aucun doute, les micro-organismes utilisés comme ferments lactiques sont sélectionnés en fonction du produit et de ses caractéristiques.
D’une manière générale, la caractéristique la plus critique de l’industrie attendue d’une cultures de départ est la production d’acide lactique à partir de lactose. De plus, il fait partie des propriétés souhaitées de fournir l’arôme et la texture spécifiques au produit, d’inhiber les micro-organismes indésirables en raison de l’acidité accrue et de produire des composants tels que H2O2, CO2, la nisine, le diacétyle et l’acétaldéhyde.
Dans le même temps, une gamme très différente et très large de propriétés, telles que les exopolysaccharides, peut améliorer la structure du produit et bénéficier à la santé humaine. Leur sensibilité aux antibiotiques est efficace dans la sélection des cultures de départ.
D’autre part, de nos jours, les scientifiques se sont concentrés sur les études de cultures de départ probiotiques, et les produits probiotiques sont devenus très populaires.
Pour des informations détaillées sur les bactéries lactiques, voir; Bactéries Lactiques; Définition, Classification et Caractéristiques
Histoire les Cultures de départ
Au XIXe siècle, la découverte des micro-organismes et la clarification de la chimie de la fermentation permettent de comprendre les produits fermentés. Avec la technologie en développement, les possibilités se sont élargies; le voyage pour atteindre une méthode de production de produits fermentés plus sains et standard en contrôlant la production spontanée a commencé.
Aujourd’hui, les aliments fermentés tels que les produits laitiers, les produits carnés, les produits céréaliers, les fruits et légumes, les boissons alcoolisées et les produits à base de soja sont produits par de grandes entreprises commerciales du monde entier utilisant la technique de fermentation.
Dans ce contexte, les études de Louis Pasteur (1822-1895) il y a environ 150 ans sont considérées comme une étape importante dans la technologie des aliments fermentés. Pasteur, qui a donné son nom au processus de “pasteurisation”, qui est un processus fondamental dans l’industrie laitière, a expliqué que ce changement dans les aliments fermentés se produit en raison de l’activité des micro-organismes et a jeté les bases de la culture de départ et de la technique de production d’aliments fermentés.
À la lumière de ces études, dans les années 1860, des chercheurs tels que Storch, Weigman et Cohn ont utilisé du petit-lait aigre et du babeurre pour fabriquer de nouveaux beurres et fromages; et ils ont obtenu des produits de meilleure qualité.
En 1873, une dizaine d’années après les études de fermentation de Pasteur, Lister produit la première culture pure de bactéries lactiques. En 1890, au Danemark, la première société commerciale a été créée pour produire des cultures de départ pour les produits laitiers (Chr. Hansen).
Dans les années 1950, en raison du développement de la technique de lyophilisation, l’utilisation de la cultures de départ s’est étendue à de larges zones géographiques.
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