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Marie-Christine Montel est chercheuse à l'Inrae de Clermont-Ferrand, dans l'unité de recherches fromagères d'Aurillac. Elle travaille sur la biodiversitébiodiversité microbienne du lait.
Futura : Quels sont les micro-organismes présents dans le lait cru ?
Marie-Christine Montel : On y trouve de grands groupes microbiens, présents dans des proportions variables, et chaque grand groupe microbien se décline en genres, en espècesespèces et en souches, comme :
- des bactéries à Gram positifbactéries à Gram positif, parmi lesquelles on distingue les fermentsferments (des bactéries lactiques qui ont une fonction d'acidification, comme Lactobacillus, Leuconostoc, Enterococcus, etc.) et les bactéries d'affinage (qui produisent des molécules aromatiques, les bactéries corynéformes, Micrococcus, Leucobacter, staphylocoques non pathogènespathogènes, etc.) ;
- des bactéries à Gram négatifbactéries à Gram négatif, qui posent problème si elles sont dominantes. Mais ce sont aussi des souches d'intérêt laitier qui produisent des composés aromatiquescomposés aromatiques (entérobactériesentérobactéries, Hafnia alvei, PseudomonasPseudomonas, etc.) ;
- des levures, dont il existe une grande diversité, comme les bactéries Debaryomyces, Kluyveromyces ou Yarrowia ;
- des moisissures.
Seules quelques espèces pathogènes ou potentiellement pathogènes (Staphylococcus aureusStaphylococcus aureus, Listeria monocytogenesListeria monocytogenes, SalmonellaSalmonella et Escherichia coli pathogène) font l'objet d'une réglementation ou d'une surveillance.
En réalité, il n'existe pas un lait cru, mais des laits crus ; par exemple, il y a plus de 21.000 producteurs de lait pour les fromages AOP en France. Chaque lait de ferme a ses propres communautés microbiennes ; celles-ci varient d'une ferme à l'autre, d'une espèce animale à l'autre. À l'échelle d'une exploitation, un lait peut être peuplé de plus de 40 espèces bactériennes différentes et chaque espèce se décline encore en plusieurs souches ! L'industrie laitière, pour se développer, a su tirer profit de la diversité bactérienne de ces laits.
Quel est l'intérêt microbiologique du lait cru par rapport au lait pasteurisé ?
Marie-Christine Montel : Le lait pasteurisé a subi un traitement thermique pour réduire la flore microbienne, mais il ne s'agit pas d'une stérilisation. Aux barèmes de pasteurisationpasteurisation (72 °C pendant 30 secondes), la flore microbienne est réduite à des niveaux bas. Le lait cru est caractérisé par la diversité de sa population qui génère une diversité et une redondance fonctionnelle, même si les technologies fromagères sélectionnent les micro-organismesmicro-organismes et orientent leurs activités.
Lors de la première étape de fabrication des fromages, l'acidification du lait, on rajoute souvent des ferments qui vont dégrader le lactose. Pour l'affinage, la constructionconstruction des propriétés sensorielles nécessite de métaboliser de façon complexe les composantes des matières premières par une succession d'étapes. Par exemple, les protéinesprotéines sont dégradées en peptidespeptides, puis en acides aminésacides aminés, et enfin en diverses molécules aromatiques. Ce n'est pas toujours le même micro-organisme qui assure toute la chaîne de réaction. Si chaque micro-organisme synthétise une molécule, plus la diversité est grande au départ dans le lait cru, plus il existe de chances de générer une diversité sensorielle à l'arrivée dans le produit final.
Cette diversité génère une variabilité sensorielle qui distingue les fromages au lait cru des fromages industriels au goût standardisé. La population microbienne est variée, il devient subtil de décrire les propriétés sensorielles du produit : avec des arômes de beurre, ou un arôme plutôt fruité, floral, végétal, animal, etc. Dans un lait cru, si un micro-organisme est défaillant, un autre peut prendre le relais. Enfin, un lait riche en micro-organismes peut assurer une autoprotection vis-à-vis des micro-organismes pathogènes, car beaucoup d'espèces produisent des molécules antimicrobiennes. La vie microbienne, entre antagonisme et synergiesynergie dans les fromages, repose sur des rapports de force ! Elle est plus facile à gérer dans les fromages au lait pasteurisé, avec quelques espèces microbiennes, que dans les laits crus.
La diversité microbienne est-elle menacée par les pratiques actuelles qui visent à garantir l'hygiène ?
Marie-Christine Montel : La définition du dictionnaire Robert reprise dans la norme Afnor définit l'hygiène des aliments comme « l'ensemble des conditions et mesures nécessaires pour assurer la sécurité et la salubrité des aliments à toute étape de la chaîne alimentaire ». Gérer des micro-organismes à l'hôpital ou dans le monde laitier, ce n'est pas la même chose ! En fromagerie, il faut jongler entre d'une part l'élimination des pathogènes comme la Listeria, qui est une obligation pour les professionnels, et d'autre part le fait de garder la richesse du lait cru et de favoriser les micro-organismes d'intérêt. La biodiversité est réduite volontairement pour limiter les pathogènes, mais il faut éliminer les pathogènes et conserver les souches d'intérêt !
À l'époque de Pasteur, les micro-organismes étaient identifiés au microscopemicroscope et par des tests morphologiques. Maintenant, on séquence leur génomegénome pour leur donner un nom et repérer leurs potentialités d'activité. Aujourd'hui, on peut affirmer que malgré les normes d'hygiène, la biodiversité résiste, mais comme les méthodes d'identification ont changé, on ne sait pas si qualitativement nous avons perdu beaucoup de micro-organismes ! Il est certain que quantitativement, le niveau de certaines populations microbiennes dans les laits a diminué. Malgré l'évolution des pratiques, nous n'avons pas perdu cette diversité : cela signifie que la diversité n'est pas figée.
Comment faire pour préserver la biodiversité microbienne du lait cru ?
Marie-Christine Montel : Ce n'est pas une fois que le lait est dans la cuve qu'il faut s'inquiéter de la biodiversité microbienne ! Il faut agir très en amont, dès la production du lait, et connaître tous les réservoirs de la microflore : le trayon, l'alimentation, la litièrelitière, les bâtiments, la machine à trairemachine à traire, etc. Le nettoyage des machines à traire, avant et après la traite, avec des produits n'est pas neutre sur la biodiversité.
Il existe des réservoirs microbiens dans l'environnement de l'élevage, et certaines pratiques sélectionnent certains micro-organismes. Le trayon des vachesvaches est un carrefour entre les environnements de ferme et le lait, et contribue donc à son ensemencement. Le fait que les vaches soient à l'extérieur ou à l'intérieur, qu'elles soient couchées dans de l'herbe ou qu'elles restent confinées dans une étable ou dans une grande stabulation, sont autant de paramètres qui font varier la flore microbienne. Le nettoyage de la machine à traire, des trayons et les produits utilisés influent aussi sur la flore du lait. De nombreux facteurs sont impliqués !
Quelles sont vos perspectives de recherche ?
Marie-Christine Montel : Nos recherches ont pour finalité de fournir des données scientifiques pour assurer la sécurité sanitaire des fromages au lait cru, tout en préservant la diversité et la richesse de leurs caractéristiques sensorielles. Elles visent à identifier des leviers d'action pour mieux piloter la biodiversité microbienne du lait au fromage affiné. Nos approches bénéficient de l'avancée des outils de métagénomiquemétagénomique, avec le séquençageséquençage à haut débitdébit de la totalité des génomes d'un écosystèmeécosystème. Mais nous restons également attachés aux méthodes pasteuriennes sur boîtes de Petri.
Au niveau de la production de lait, nous recherchons les sources de micro-organismes dans les environnements de ferme (foins, litières, trayons des animaux) et les points de rupture (pratiques de traite, report de lait, collecte) afin de maîtriser la qualité microbiologique du lait. Grâce à la proximité du domaine expérimental Inrae des monts d'Auvergne, nous pouvons conduire des expérimentations en contrôlant parfaitement les facteurs que nous souhaitons faire varier. Par exemple, sur ce domaine, une étude est en cours pour l'effet des produits de post-trempage après traite sur la qualité du lait. En collaborant avec une unité de recherche qui travaille sur les herbivoresherbivores, nous pouvons aussi mieux appréhender l'effet des systèmes de production.
Lors de la fabrication et de l'affinage, les environnements peuvent enrichir le lait ou la croûtecroûte des fromages : ce n'est pas une zone stérile ! Les produits salins ou les saumuressaumures sont aussi une source de micro-organismes et il n'est pas étonnant de retrouver des bactéries marines sur les fromages... Nous nous demandons aussi pourquoi certaines bactéries font barrière aux micro-organismes pathogènes, en cherchant à comprendre les interactions entre les micro-organismes et leur environnement biochimique et physique au sein des fromages. Par exemple, actuellement, nous travaillons sur l'inhibitioninhibition d'Escherichia coliEscherichia coli, productrice de shigatoxinesshigatoxines. Pour garantir la qualité sanitaire des fromages AOP sur lesquels nous travaillons, nous devons sélectionner des souches et identifier des facteurs technologiques qui respectent le cahier des charges de ces fromages et leurs qualités sensorielles. Nous n'avons pas toutes les libertés ! Nos recherches sont conduites en concertation avec les professionnels laitiers, et nous leur transférons les résultats via les acteurs du développement et les centres techniques.
Interview réalisée en juin 2013.
par Marie-Céline RAY
