Isolement et caractérisation de souches de Lactiplantibacillus à partir de fruits locaux à effet probiotique et productrices d'exopolysaccharides

Abstract

L’objectif de cette étude était d’isoler des bactéries lactiques de différents fruits algériens : le mûrier blanc (Morus alba L.), la figue de barbarie (Opuntia ficus indica), la datte (Phoenix dactylifera L.), le raisin (Vitis vinifera) et le figuier (Ficus carica). Au total, 21 souches de bactéries lactiques Gram positifs et catalase négative ont été obtenus. Le criblage initial a montré que dix des vingt-et-une souches étaient tolérantes au pH acide et aux sels biliaires et ont été identifiées comme des souches de Lactiplantibacillus (L.) plantarum par spectrométrie de masse MALDI-TOF et séquençage de l'ADNr 16S. Les souches identifiées ont ensuite été caractérisées pour leurs propriétés de surface telles que l'auto-agrégation, l'hydrophobicité et la formation de biofilms. Les données obtenues ont ensuite été traitées statistiquement à l'aide de l'analyse en composantes principales (ACP), après quoi seules cinq souches ont été sélectionnées pour une analyse plus approfondie. Ces cinq souches, désignées L. plantarum F8, F13, FB23, D21 et M1, se sont révélées sûres et capables d'adhérer aux cellules épithéliales humaines de l'adénocarcinome colorectal Caco-2. En particulier, toutes ces souches étaient actives contre Escherichia coli ATCC 8739 et Staphylococcus aureus ATCC 6538 grâce à la production d'acide lactique (jusqu'à 12 g.l-1) ou de bactériocines, à savoir les plantaricines, ou leur combinaison. En outre, ces souches ont montré une forte activité antioxydante contre les radicaux libres synthétiques 2,2-diphényl-2-picrylhydrazyl (DPPH) et 2,2-azino-bis : 3-éthyl-benzothiazoline-6-sulfonique acide (ABTS+). La capacité des cinq souches probiotiques à produire des exopolysaccharides a notamment été étudiée. Dans un premier temps, les propriétés physicochimiques (humidité, cendres, lipides, glucides et protéines) des EPS ont été déterminées. Ensuite, la composition en monosaccharides de ces EPS a été déterminée par chromatographie sur couche mince (CCM) et par chromatographie liquide à haute performance (HPLC). Les résultats ont montré que l'EPS était un polymère de glucose. La caractérisation de la structure et des groupes fonctionnels de l'EPS a été réalisée par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR). Les résultats ont révélé la présence de pics d'absorption caractéristiques de la plupart des polysaccharides. L'absorption UV a également montré l'absence d'absorption dans la plage de 250 et 280 nm. Les activités antioxydantes ont également été étudiées. L'activité de piégeage du radical libre 2,2-Diphényl-1 picrylhydrazyl (DPPH) des EPS s'est avérée être de 87,285 ± 2,815 % à 10 mg/ml pour l'EPS-FB23. Le pourcentage maximal de piégeage de l'EPS-F8 était d'environ 77,43 ± 2,07 % à 10 mg/ml pour l'acide 2,2'-azino-bis(3-éthylbenzothiazoline-6-sulfonique) (ABTS). Pour l'analyse du pouvoir réducteur, l'EPS-F8 a atteint une absorbance maximale de 0,903 ± 0,074 à 20 mg/ml. Nos résultats ont prouvé que les EPS des souches L. plantarum F8 et L. plantarum FB23 présentent de fortes activités antioxydantes, ce qui suggère leur utilisation potentielle en tant qu'antioxydants naturels dans des applications de promotion de la santé. Ces résultats démontrent l'importance de ces souches de L. plantarum pour le développement de nouveaux aliments fonctionnels, de probiotiques et de biopréservateurs. Cette étude approfondit et enrichit les connaissances sur les lactobacilles issus de matrices végétales en se concentrant sur les propriétés fonctionnelles de nouvelles souches de L. plantarum isolées à partir de fruits algériens. Avec l'intérêt croissant pour les conservateurs naturels et les probiotiques, les résultats de cette étude pourraient contribuer au développement de nouveaux produits biotechnologiques visant à améliorer la santé intestinale, à réduire les maladies d'origine alimentaire et à prolonger la durée de conservation des aliments en empêchant leur détérioration.