Thèmes de recherche FBI
Notre équipe s’intéresse aux interactions des microorganismes, principalement bactéries lactiques et levures avec leur environnement dans le cadre de l’aliment principalement. Nous travaillons sur des projets de manière intégrée afin d’identifier les fonctions des ferments et de comprendre leurs conséquences sur leur environnement. Les écosystèmes microbiens sont étudiés par des approches de physiologie, de métabolisme, de génétique, d’enzymologie, de génie microbiologique.
Nous collaborons avec le réseau national de recherche sur les fermentations de matrices alimentaires (initié avec l’UMR Qualisud), le laboratoire de recherche international associé "Tropical Bioressources & Biotechnology" (LRIA), le réseau Europe-Asie du Sud-Est « Tropical fermentation » et le projet FOVEA tourné vers la formation de la société civile en fermentation (avec les entreprises « Maintenant » (entreprise sociale anglaise) et l’Atelier du Fruit).
Nos objectifs sont principalement de comprendre et de caractériser les interactions entre les microorganismes et leur matrice. L'étude de ces matrices pour comprendre l'implantation et la succession des microorganismes lors de la fermentation et l'impact que cela a sur la biochimie du produit fait également partie de nos objectifs de recherche afin d’augmenter la typicité des produits, leur qualité sensorielle et, par des phénomènes de biopréservation, d'éviter des problèmes sanitaires comme l'installation de bactéries pathogènes ou l'apparition d'amines biogènes. La fermentation peut également permettre de dégrader les mycotoxines, les résidus de composés phytosanitaires etc.…. Les mécanismes bactériens étudiés sont par exemple la synthèse de molécules (arômes, acides organiques, alcools, texturants, antimicrobiens …) ou la modification de paramètres physicochimiques du milieu (acidité, état rédox, …). Ces mécanismes induisent des effets synergiques ou antagonistes avec d’autres microorganismes qui sont aussi au cœur de nos recherches. Ces connaissances fondamentales sont utilisées pour maîtriser la qualité d’un aliment, améliorer les rendements de production des molécules recherchées, optimiser la qualité des ferments et valoriser les sous-produits issus des industries agro-alimentaires.
Chacun des membres de l’équipe est impliqué dans des projets collaboratifs publics ou privés (PARI, ISITE, ANR, Thèses Industrielles, Institut Carnot Qualiment, Thèses Région-INRA…) ainsi que dans des collaborations internationales (PHC Afrique du Sud, labo international Tropical Bioresources & Biotechnology et réseau associé, Chaire Bualuang-ASEAN de l’Université de Thammasat …). Le réseau Tropical fermentation est une émanation du laboratoire international associé "Tropical Bioressources & Biotechnology" entre AgroSup Dijon, Hanoi University of Science and Technology et l'université de Bourgogne qui regroupe une vingtaine de laboratoires du Vietnam, Cambodge, Thaïlande, Chine etc. Ce thème fait intervenir des chercheurs de trois UMR de Dijon, travaillant en technologie alimentaire (UMR PAM), sur le goût (CSGA) et en sciences humaines (CESAER).
Thème 1 : « Fermentation des matrices animales et végétales » met en jeu des compétences en microbiologie générale, en taxonomie, biologie cellulaire et moléculaire, en génétique et physiologie microbienne, en enzymologie et en fermentations alimentaires. Un des objectifs de cette thématique est la sélection de microorganismes d’intérêt (en particulier les bactéries lactiques et les levures) à partir d’écosystèmes naturels de produits fermentés de diverses origines et leur caractérisation génotypique, enzymatique et métabolique, puis leur mise en œuvre pour élaborer des produits fermentés innovants. Une application concerne l’utilisation de levures comme système d’encapsulation de molécules sensibles (vectorisation). L’identification des gènes de fonction et de régulation impliqués dans des mécanismes de réponses de microorganismes d’intérêt à leur environnement.
Thème 2 : « Valorisation des co-produits » ; un des objectifs de ce thème est de valoriser les fractions de protéines issues de résidus des industries agroalimentaires par purification, association, réticulation et fermentation. Les fonctionnalités des protéines végétales (soja, pois, féverole, chanvre, Moringa, Néré…) sont étudiées pour leurs caractéristiques physico-chimiques et fermentaires au travers de plusieurs Thèses (Thèse d’A. Djoullah ; Thèse de M. Yousseef ; Thèse de F. Potin ; Thèse A. Hdili ; Thèse de M. Souaré) et de projet de recherche internationaux (Projet découverte Chine) et nationaux (Projets Carnot Qualiment Végage et Végalim). La production d’enzymes par fermentation en milieu solide (FMS) et l’étude de leurs propriétés catalytiques est également un des objectifs de cette thématique. Par exemple, une étude a permis de sélectionner des microorganismes (champignons filamenteux ou autre) et de les cultiver par le procédé de Fermentation en Milieu Solide (FMS) sur tourteau de soja afin d’obtenir du tourteau de soja fermenté, plus digestible, moins riche en pectines et contenant des enzymes hydrolytiques. Depuis deux ans, l’UMR PAM et l’UMR CESEAR travaillent de manière pluridisciplinaire à l’étude des filières alimentaires territorialisées. Le projet ISITE FOOD2C étudie l’organisation des filières d’approvisionnement alimentaire de villes en France et au Vietnam. Dans ce projet, l’objectif de notre équipe est de comprendre la fermentation traditionnelle au Vietnam. Une étude a été initiée récemment sur les pratiques de fermentation en lien avec les habitudes des consommateurs dans différentes villes au Vietnam.
Thème 3 : « Microbiote oral et perception sensorielle » a pour objectif de mettre en évidence et comprendre le rôle du microbiote oral dans la perception gustative. Ce thème a émergé récemment (2017) suite au développement de compétences sur les fonctionnalités des microbiotes digestifs et aux collaborations étroites des membres de FBI avec le CSGA et au lancement de 2 projets collaboratifs : (i) projet i-site TOM (Taste et Oral Microbiota), (ii) projet MORGOM Microbiote oral et percepteur du goût, et d’une thèse. Plusieurs questions sont en cours d’étude : Peut-on établir un lien entre la sensibilité aux saveurs et la composition du microbiote lingual ? La consommation d’aliments fermentés peut-elle modifier ce microbiote ? Quel est le rôle du métabolisme bactérien à proximité des bourgeons du goût ?
