Soutenance de Clarisse Bréard

Le travail de recherche de Clarisse a porté sur "la biopréservation dans des itinéraires techniques innovants pour la transformation de fraises".

Le jury qui évaluera ces travaux est composé de :

• Mme. Fabienne Remize, Professeure, Université de Montpellier, Institut Agro Montpellier, INRAE, UMR Sciences pour l'œnologie, Rapporteure
• Mr. Emmanuel Coton, Professeur, Université Bretagne Occidentale, Laboratoire Universitaire de Biodiversité et Ecologie Microbienne, Rapporteur
• Mme. Sophie Landaud, Professeure, AgroParisTech, Université Paris-Saclay, INRAE, UMR Paris-Saclay Food and Bioproduct Engineering, Examinatrice
• Mr. Laurent Guillier, Chercheur, ANSES, Examinateur
• Mme. Isabelle Souchon, Directrice de Recherche, INRAE UMR Sécurité et Qualité des Produits d’Origine Végétale, Directrice de thèse
• Mr. Frédéric Carlin, Directeur de Recherche, Président du centre INRAE PACA, Co-directeur de thèse
• Mme. Aurélie Cendrès, Docteur, Responsable projet, Atelier du Fruit, Invitée
• Mr. Camille Duc, Docteur, Responsable projet R&D, Atelier du Fruit, Invité

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Résumé de la thèse

La fraise est un fruit apprécié mais de courte durée de vie du fait du développement de levures et moisissures. Pour assurer la sécurité microbiologique des fraises destinées à la transformation en purée, un procédé combinant lavage à l’eau chlorée et traitement thermique est classiquement utilisé. Bien qu’efficace, ce procédé présente des inconvénients : dégradation des propriétés organoleptiques et nutritionnelles et altération de la perception de "naturalité" du produit. La biopréservation, méthode basée sur le procédé de fermentation, utilisant des micro-organismes ou leurs métabolites pour inhiber le développement des contaminants microbiens, apparaît comme une alternative naturelle et durable. L’objectif de cette thèse est de développer un itinéraire de transformation des fraises plus en accord avec les tendances actuelles ciblant des produits aussi « naturels » et durables que possible, tout en restant appréciés des consommateurs grâce à l’usage de la biopréservation. Pour atteindre cet objectif, deux itinéraires alternatifs ont été étudiés pour remplacer le lavage à l’eau chlorée et le traitement thermique :

• L’ajout d’un milieu fermenté par des bactéries dans la purée de fraises;
• La fermentation directe de la purée de fraises par des bactéries lactiques.

Afin d’orienter et de faciliter l’application du premier itinéraire, un modèle prédictif a été développé pour évaluer l’inhibition des levures et moisissures par les acides organiques, principaux composés antimicrobiens identifiés dans le milieu fermenté. Ce modèle a été construit en milieu liquide mimant la composition de la fraise, à basse température et avec des souches sélectionnées représentatives de l’altération de la fraise. Il a démontré des performances satisfaisantes pour prévoir la croissance de levures et moisissures en présence d’acides organiques purs en conditions réelles (purées de fraises fraîches et leurs microbiotes indigènes). En revanche, les capacités antifongiques du milieu fermenté se sont révélées inférieures à celles prédites. Ce différentiel a été attribué à la présence de composés issus du milieu avant fermentation.

Le second itinéraire, impliquant une fermentation directe, a nécessité l’identification de paramètres optimaux pour permettre la croissance de bactéries lactiques dans une matrice acide et riche en polyphénols. Deux souches de bactéries lactiques ont été sélectionnées parmi 11 pour leur capacité à survivre dans la purée de fraises et à produire des acides organiques. Des ajustements de température et de pH ont permis d’optimiser leur viabilité et leur production d’acides organiques. Malgré ces optimisations, les fermentations mises en œuvre en conditions réelles n’ont pas permis une inhibition du microbiote indigène telle que celle attendue selon le modèle, attribué à des différences de comportement entre le microbiote se développant à 37°C et celui des souches utilisées pour la construction du modèle. Une meilleure caractérisation de ce microbiote serait essentielle pour améliorer le procédé.

Enfin, des analyses de cycle de vie (ACV) ont été menées pour comparer l’impact environnemental des nouveaux itinéraires de transformation avec celui du procédé conventionnel afin de valider l’hypothèse selon laquelle l’intégration de la biopréservation pourrait réduire l’impact environnemental du processus de transformation des fraises. Les résultats ont révélé un impact environnemental plus important des procédés alternatifs mais ont aussi mis en lumière des leviers afin de réduire cet impact.

Finalement, cette thèse propose des solutions innovantes pour la transformation et conservation des fraises. Bien que des recherches restent nécessaires pour une application industrielle, les itinéraires étudiés ont pu être améliorés grâce à des leviers biologiques (diversité microbienne, ajustements de paramètres de fermentation) et des outils d’optimisation (microbiologie prévisionnelle, ACV) et montrent un potentiel prometteur.