Une culture de fermentation est une préparation microbienne contenant un très grand nombre de cellules (par exemple 1012 cellules g−1) d’une ou de plusieurs espèces de micro-organismes, ajoutée à une matière première pour produire un aliment fermenté en accélérant et en orientant la fermentation.
La production traditionnelle d’aliments fermentés repose sur la fermentation spontanée par la microflore naturellement présente dans la matière première. La qualité du produit final dépend donc de sa charge microbienne initiale et de la diversité des micro-organismes présents.
L’ajout direct de cultures sélectionnées aux matières premières a marqué un tournant dans la fabrication des aliments fermentés : il a permis de mieux maîtriser la fermentation et de standardiser le produit final. Des souches présentant les propriétés physiologiques et métaboliques recherchées ont été isolées de leurs habitats naturels ou de produits fermentés avec succès.
Selon une étude publiée en 2026, le marché mondial des ferments destinés aux produits laitiers était estimé à environ 1,41 milliard de dollars américains en 2025 et devrait atteindre 2,06 milliards de dollars en 2031. L’Europe détenait alors la plus grande part du marché, avec environ 36 %, suivie de l’Amérique du Nord avec 27 % ; l’Amérique latine représentait près de 7 %, et le Moyen-Orient et l’Afrique environ 5 %. La région Asie-Pacifique devrait connaître la croissance la plus rapide, à un rythme annuel proche de 9,5 %. (Deep Market Insights, 2026)
À l’échelle mondiale, la production laitière utilisant des cultures de fermentation se concentre surtout en Europe, en Amérique du Nord et en Asie-Pacifique. Dans les pays en développement et les moins développés, leur utilisation reste plus limitée, parallèlement au niveau de développement industriel.
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 fermentation ont d’abord été produites sous forme liquide. Capables de rester viables environ une semaine à 5 °C, elles sont aujourd’hui remplacées par des cultures en poudre ou congelées en raison de leur faible stabilité, du risque élevé de contamination, de l’évolution rapide des proportions de souches dans les cultures mixtes et de leur préparation laborieuse avant 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.
Selon les souches présentes, on distingue les cultures constituées d’une seule souche d’une espèce, celles qui réunissent plusieurs souches de la même espèce et les cultures mixtes, qui associent des souches appartenant à plusieurs espèces.
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 par type subdivise les cultures mésophiles. Le type L contient des bactéries du genre Leuconostoc ; le type D contient Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis ; le type DL associe ces deux groupes ; et le type O ne contient pas de souches productrices d’arômes.
Bien que la majorité des micro-organismes utilisés soient des bactéries, des levures et des moisissures peuvent également servir de ferments dans l’industrie laitière. Par exemple, Penicillium roqueforti est utilisé pour fabriquer le roquefort, tandis que Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus et Streptococcus thermophilus servent de ferments pour le yaourt.
Dans le kéfir, les levures Kluyveromyces lactis, Kluyveromyces marxianus, Torula kefir et Saccharomyces cerevisiae sont associées aux bactéries Levilactobacillus brevis, Lactobacillus acidophilus, Lacticaseibacillus casei, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus delbrueckii, Streptococcus salivarius, Lactococcus lactis, Lactococcus cremoris et Leuconostoc mesenteroides pour former une culture de fermentation mixte et complexe.
Sans aucun doute, les micro-organismes utilisés comme ferments lactiques sont sélectionnés en fonction du produit et de ses caractéristiques. (Pour plus d’informations sur l’utilisation de ces cultures dans les produits carnés, voir Avantages de l’utilisation de Lactobacillus plantarum dans la production de sucuk.)
Dans l’industrie laitière, la principale propriété recherchée chez une culture de fermentation est sa capacité à produire de l’acide lactique à partir du lactose. D’autres propriétés sont également souhaitées : développer l’arôme et la texture propres au produit, inhiber les micro-organismes indésirables grâce à l’acidification et produire des composés tels que H2O2, la nisine, le diacétyle et l’acétaldéhyde.
De nombreuses autres propriétés interviennent dans la sélection des ferments. C’est le cas de leur capacité à produire des composés tels que les exopolysaccharides, qui peuvent améliorer la structure du produit et présenter un intérêt pour la santé humaine, ainsi que de leur sensibilité aux antibiotiques.
Aujourd’hui, les recherches portent notamment sur les cultures de fermentation probiotiques, et les produits probiotiques sont devenus très populaires.
Histoire des cultures de fermentation
Au XIXe siècle, la découverte des micro-organismes et la compréhension de la chimie de la fermentation ont permis de mieux expliquer les produits fermentés. Avec les progrès techniques, il est devenu possible de maîtriser la production spontanée pour obtenir des produits fermentés plus sains et plus réguliers. Les cultures de fermentation sont issues de cette évolution.
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, les progrès de la lyophilisation ont favorisé la diffusion des cultures de fermentation dans des régions géographiques plus étendues.
Pour des informations détaillées sur les bactéries lactiques, voir; Bactéries Lactiques; Définition, Classification et Caractéristiques
Références
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Halil İbrahim Akgül
Halil Ibrahim Akgul, Ph.D., is an Assistant Professor of Food Engineering at Bayburt University, where he works in the Division of Food Sciences within the Faculty of Engineering. He received his B.Sc. in Food Engineering from Akdeniz University in 2010, followed by an M.Sc. and a Ph.D. in Food Engineering from Atatürk University in 2015 and 2020, respectively. His formally recognised academic fields are Food Sciences and Engineering, Food Technologies, Dairy and Dairy Products Technology, and Food Microbiology.
Dr. Akgul has more than fifteen years of professional, research, and academic experience in food science. Between 2011 and 2013, he worked as the food engineer responsible for operations at the Pilot Dairy and Bread Factory of Atatürk University’s Directorate of Agricultural Enterprises. This industrial experience, combined with his subsequent academic research, gave him extensive practical and scientific knowledge of milk processing, dairy production, food quality, hygiene, and product development.
His research is primarily focused on milk and dairy products, dairy microbiology, starter cultures, lactic acid bacteria, exopolysaccharides, butter technology, and the physicochemical, microbiological, sensory, and nutritional properties of foods. His studies have examined the quality and fatty-acid composition of traditional butter, aroma formation in butter produced with different starter cultures, raw-milk quality, the characterisation and antioxidant activity of bacterial exopolysaccharides, traditional dairy products such as çökelek and karın kaymağı, colostrum powder, and the use of fruit-derived ingredients in ice cream production.
His academic record includes peer-reviewed research articles published in national and international journals, including Mljekarstvo, Acta Scientiarum Technology, the Journal of Food Safety and Food Quality, the International Journal of Food Engineering, the Atatürk University Journal of Agricultural Faculty, and ATA Food Journal. Four of the research articles currently listed in his university profile were published in SCI-Expanded-indexed journals. He has also contributed to twelve national and international conference papers and presentations covering dairy products, food microbiology, butter quality, fatty-acid composition, starter cultures, exopolysaccharide-producing bacteria, colostrum, traditional foods, and functional ice-cream formulations.
Dr. Akgul has participated as a researcher or adviser in eleven completed scientific and applied research projects. These projects have addressed the modernisation of pilot dairy-processing facilities; the production and quality characteristics of colostrum powder; the physicochemical and microbiological quality of butter and raw milk; the identification of exopolysaccharide-producing lactic acid bacteria; the development and production optimisation of starter cultures for mould-ripened cheese; the standardisation of traditional dairy products; and the use of sloe berry and persimmon fibre in ice-cream production.
His teaching experience spans undergraduate, associate-degree, and graduate education. The courses he has taught include Food Chemistry, Analytical Chemistry, General Chemistry, Organic Chemistry, Fermented Dairy Products Technology, Butter Production and Processing Technology, Healthy Living and Nutrition, Organic Agriculture and Food, Popular Science, Digital Literacy, and Information Technologies. Through these courses, he combines fundamental food chemistry and engineering principles with dairy technology, nutrition, scientific literacy, and the practical communication of scientific knowledge.
He is the founder and Editor-in-Chief of Gıda ve Sağlık, a multilingual digital publication devoted to food, nutrition, health, food chemistry, food microbiology, and culinary science. Through this platform, he draws upon his academic background, teaching experience, research activity, and practical knowledge of food production to present scientifically grounded information in a detailed and accessible form for an international readership.