La biologie des systèmes appliquée au cheddar


L'un des défis de l'industrie de la transformation du lait est de produire des fromages de haute qualité, et ce, de façon constante. Plusieurs facteurs influencent cette qualité, notamment la composition microbiologique du lait, l'efficacité des ferments lactiques et les phages. Ce projet a permis d'étudier ces facteurs en utilisant une approche de type « biologie des systèmes » pour mieux comprendre l'impact du réseau microbiologique dans la fabrication du cheddar. La biologie des systèmes intègre différents niveaux d'informations pour élaborer un modèle de fonctionnement de la totalité du système. La biologie des systèmes utilise des techniques pour quantifier les changements dans le génome, le transcriptome, le protéome et le métabolome en réponse à une situation donnée, ici le cheddar. Ce projet était divisé en cinq objectifs:

 

OBJECTIF #1 : Microbiome et virome du lait et du cheddar.

OBJECTIF #2 : Transcriptome du lait et du cheddar.

OBJECTIF #3 : Protéome du lait et du cheddar.

OBJECTIF #4 : Métabolome du lait et du cheddar.

OBJECTIF #5 : Biologie du système cheddar.

 

Les principales retombées sont:

1.1) Développement d'un protocole pour isoler le matériel génétique de divers virus à partir d'échantillons laitiers (lait, fromage).

1.2) Mise au point d'un protocole pour isoler le génome de diverses bactéries à partir d'échantillons laitiers (lait, fromage).

1.3) Plusieurs nouveaux génomes (draft) de Lactococcus lactis sont maintenant disponibles.

1.4) Construction d'une base de données contenant des séquences génomiques du microbiome de fromages.

2) Développement d'un protocole pour isoler l'ARN d'échantillons laitiers (lait, fromage).

3.1) En utilisant diverses approches de protéomiques et un système modèle phage-bactérie de Lactococcus lactis, nous avons été en mesure de détecter 78% (38/50) des protéines de phages et 56% (1332/2383) des protéines bactériennes.

3.2) Nous avons identifié 209 protéines de L. lactis qui sont uniquement exprimées lors de l'infection par le phage p2.

4.1) Deux méthodes d'extractions pour détecter un plus large profil de métabolites sont maintenant disponibles.

4.2) Évaluation de différentes sources d'ionisation à haut débit pour l'analyse métabolomique du fromage.

4.3) Une liste d'ions liés à la maturation normale du cheddar ainsi que des identifications potentielles pour ces ions.

 

Ce projet extrêmement ambitieux et novateur a généré plusieurs nouveaux résultats inédits. Toutefois, d'autres analyses seront nécessaires pour valider ces résultats. Par exemple, un nombre plus élevé d'échantillons de fromage devra être analysé, incluant des échantillons de qualité organoleptiques variables.

 

Chercheur responsable

Sylvain Moineau

Équipe de recherche

  • Jacques Corbeil, Université Laval
  • Alexander Culley, Université Laval
  • Syvain Moineau, Université Laval

Durée

3 ans

Montant

189 930 $

Partenaire financier

  • Ministère de l'Agriculture, des Pêcheries et de l'Alimentation
  • Novalait inc.

Appel de propositions

Innovation en production et en transformation laitières - VI