La métabolomique : vers une nouvelle compréhension de l’affinage du fromage

par Clémentine Le Boucher

Thèse de doctorat en Sciences des aliments

Sous la direction de Anne Thierry et de Gaud Dervilly-Pinel.

Soutenue en 2014

à Rennes, Agrocampus Ouest , dans le cadre de École doctorale Vie-Agro-Santé (Rennes) .

mots clés

• Métabolomique
• Chromatographie

Résumé

Les mécanismes d’affinage du fromage sont complexes et ont pour résultat la formation de caractéristiques organoleptiques uniques. Les fromages représentent la plus grande famille de produits fermentés en termes de diversité de goûts et de formes, suscitant l’intérêt de chercheur depuis plusieurs dizaines d’années. Cependant, à ce jour, les mécanismes d’affinage n’ont encore jamais été étudiés dans leur ensemble puisque la plus part des études se focalise sur un ou des composés majeurs du fromage et sont menées de manière séparées. De nouvelles approches utilisant principalement des techniques de spectrométrie de masse, sont développées et apparaissent comme étant aujourd’hui incontournables dans les sciences de l’aliment et de la microbiologie, pour approfondir notre compréhension des mécanismes d’affinage des produits fermentés. L’objectif de ce projet de thèse est d’évaluer le potentiel d’un approche non-ciblée en métabolomique, appliquée à la caractérisation des mécanismes d’affinage dans le fromage. Notre stratégie a été de développer et d’appliquer cette approche non ciblée au fromage en se focalisant sur un paramètre d’affinage, la distribution spatiale des bactéries dans le fromage, supposée générer des différences fines sur le métabolome du fromage. Nous avons démontré la capacité de cette nouvelle approche à révéler des différences fines entre deux métabolomes distincts : les fromages à petites colonies ou grosses colonies. En perspectives de ces travaux, les approches non ciblées en métabolomiques apparaissent comme étant pertinentes pour apporter de nouvelles connaissances sur les mécanismes d’affinage du fromage. Cette approche est surement un outil d’avenir pour explorer les mécanismes de fermentation ou les réactions biochimiques se déroulant dans les produits fermentés.

Titre traduit

Metabolomics : towards a new comprehension of cheese ripening

Résumé

Cheese ripening is a very complex process which results in the formation of specific flavor and texture characteristics. It represents the largest group of fermented foods with a great diversity in terms of flavor and forms, generating research interests since several decades. However, to date, cheese ripening has never been studied as a whole since most of the investigations have especially focused on the monitoring of major cheese, and they were rarely conducted all together. New approaches, mainly based on mass spectrometry techniques, are being developed and appear as a must in the modern food science and microbiology research to extend our understanding of the microbial metabolism involved in the final properties of fermented foods. The objective of the thesis project was to evaluate the potential of an untargeted metabolomics approach applied to the characterization of the ripening mechanisms in cheese. Our strategy was to develop and apply an untargeted metabolomics approach to explore the cheese ripening mechanisms with a special focus on the influence of a technological parameter, such as the spatial distribution of bacterial colonies, thought to generate fine differences in cheese metabolome. We demonstrated the capacity of an untargeted metabolomics approach to reveal fine differences between the two cheese metabolomes: big or small colony cheeses. As perspectives, untargeted metabolomics approaches are relevant tools to deepen the knowledge about mechanisms responsible for cheese ripening and appear as a promising tool to explore any other fermentation or biological mechanisms in food.