Une équipe de chercheurs de l’Université de Syracuse a publié une étude explorant comment la diversité génomique des bactéries acétiques peut modifier les propriétés du levain. Sur la photo, des levains issus de communautés expérimentales (de gauche à droite : contrôle [no microbes added]levure seule, levure plus bactéries lactiques, levure plus bactéries lactiques plus bactéries acétiques).
Lorsque des millions de personnes ont été confinées pendant la pandémie, elles sont parties à la recherche de nouveaux passe-temps à la maison pour les aider à guérir de leur ennui. Parmi eux, on fabriquait du pain au levain. En plus d’être durable grâce à l’utilisation d’ingrédients naturels et de méthodes traditionnelles remontant à des milliers d’années, dans l’Égypte ancienne, il est également apprécié pour ses bienfaits nutritionnels. Par exemple, des études ont montré que le levain contient plus de vitamines, de minéraux et d’antioxydants que de nombreux autres types de pain. Pour les personnes légèrement sensibles au gluten, le pain au levain peut être plus facile à digérer car une grande partie du gluten est décomposée pendant le processus de fermentation. De plus, de nombreuses espèces de bactéries lactiques, essentielles au levain, sont considérées comme des probiotiques, associées à une meilleure santé gastro-intestinale.
Un profil de saveurs en préparation depuis des années
Le processus de fabrication du pain au levain commence par une entrée au levain. Ces levains sont créés lorsque des microbes – communautés de bactéries et de levures – se stabilisent dans un mélange de farine et d’eau. Connue sous le nom de microbiome, cette communauté de levures sauvages et de bactéries est ce qui fait lever le pain au levain et contribue à son goût et à sa texture. Le levain diffère notamment de la plupart des pains car il repose sur ce levain de microbes sauvages pour l’aider à lever au lieu des sachets de levure de boulanger.
De nombreuses levains sont conservés au fil des générations, certains échantillons remontant à des milliers d’années. Pour conserver un levain, vous extrayez un échantillon d’une pâte précédente et le mélangez à de la nouvelle farine et de l’eau. Avec suffisamment de transferts de levain, la communauté microbienne sera composée de levures, de bactéries lactiques (LAB) et de bactéries acétiques (AAB) les mieux adaptées à l’environnement du levain. Ce qui rend les différents levains uniques, ce sont les différentes souches de levure et de bactéries qui produisent la saveur aigre distinctive.
Tester la diversité génétique
Les progrès de la technologie de séquençage ont permis aux chercheurs de dresser rapidement le profil des communautés microbiennes, telles que le microbiome du levain. Au Collège des Arts et des Sciences, membres du professeur de biologie Celle d’Angela Oliverio Le laboratoire a étudié les bactéries acétiques pour déterminer l’impact de la diversité génétique des AAB sur les communautés de levain.
Professeur Angela Oliverio (à gauche), Nimshika Senewiratne (au milieu), titulaire d’un doctorat. candidat dans le laboratoire d’Oliverio, et Beryl Rappaport (à droite), titulaire d’un doctorat. étudiant du laboratoire d’Oliverio, a co-écrit une étude qui a caractérisé les bactéries acétiques (AAB) provenant de 500 levains afin de mieux comprendre comment la diversité génétique des AAB influence les caractéristiques du levain.
Alors que les recherches antérieures se sont davantage concentrées sur les bactéries lactiques et les levures, l’écologie, la diversité génomique et les contributions fonctionnelles de l’AAB dans le levain restent largement inconnues. Beryl Rappaport, titulaire d’un doctorat. étudiant du groupe d’Oliverio, a récemment dirigé un article publié dans mSystèmesune revue de l’American Society for Microbiology, où elle et d’autres scientifiques du levain, dont Oliverio, Nimshika Senewiratne du laboratoire Oliverio, professeur de biologie de la SU Sarah Lucaset le professeur Ben Wolfe de l’Université Tufts ont séquencé 29 génomes d’AAB provenant d’une collection de plus de 500 levains et construit des communautés de levains synthétiques en laboratoire pour définir la manière dont l’AAB façonne les propriétés émergentes du levain. Le travail de l’équipe a été soutenu par un Subvention de la National Science Foundation décerné à Oliverio plus tôt cette année.
“Bien qu’elles ne soient pas aussi courantes dans le levain que les bactéries lactiques, les bactéries acétiques sont mieux connues pour leur rôle dominant dans d’autres aliments fermentés comme le vinaigre et le kombucha”, explique Rappaport. “Pour cette étude, nous souhaitions donner suite aux résultats précédents selon lesquels, lorsqu’ils sont présents dans le levain, l’AAB semble avoir un fort impact sur les propriétés clés, notamment le profil olfactif et la production de métabolites, qui façonnent la formation globale de l’arôme.”
Plaques testant la présence ou l’absence de microbes cultivés dans des communautés de levain synthétique.
Pour évaluer les conséquences de l’AAB sur la fonction émergente des microbiomes du levain, leur équipe a testé 10 souches d’AAB, certaines lointaines et d’autres très étroitement apparentées. Ils ont mis en place des expériences manipulatrices avec ces 10 souches, ajoutant chacune à une communauté de levures et de LAB. Ils ont conservé une communauté distincte composée uniquement de levure et de LAB pour servir de contrôle.
“Puisque nous pouvons manipuler quels microbes et quelles concentrations de microbes entrent dans ces communautés de levain synthétique, nous pourrions voir les effets directs de l’ajout de chaque souche d’AAB au levain”, explique Rappaport. « Comme nous nous y attendions, chaque souche d’AAB a abaissé le pH du levain synthétique (associé à une acidité croissante) puisqu’elle libère de l’acide acétique et d’autres acides comme sous-produits de ses processus métaboliques. De manière inattendue, cependant, les AAB plus étroitement apparentés n’ont pas libéré de composés plus similaires. En fait, il y avait une forte variation des métabolites, dont beaucoup étaient liés à la formation de saveurs, même entre les souches de la même espèce.
Selon Rappaport, la diversité des souches est souvent négligée dans les communautés microbiennes, en partie parce qu’il est difficile d’identifier et de manipuler les niveaux de diversité en raison de l’immensité des micro-organismes au sein d’une communauté donnée. Le biome intestinal humain à lui seul peut abriter environ 100 000 milliards de bactéries ! En zoomant sur la diversité parmi les parents les plus proches en laboratoire, les chercheurs peuvent commencer à comprendre les interactions clés au sein des microbiomes.
Pour lire l’histoire complète, visitez le site Web du Collège des Arts et des Sciences.
