Projet d'animation et de développement des territoires des établissements publics de l'enseignement agricole

Description

Titre du projet

Écologie des microorganismes d’intérêt laitier Participation au pôle fromager Rochois de R et D

Etablissement

EPL La Roche sur Foron

Description du projet

L'EPL de La Roche sur Foron joue un rôle actif dans le développement des AOP fromagères Savoyardes au travers de son activité de production, de son implication dans l'animation du syndicat des fromagers, de sa participation au RMT fromages de terroirs et de la création d'une unité de ferments lactiques spécifiques aux AOP.
La création du pôle fromager Rochois en partenariat avec ACTALIA et en collaboration avec l'INRA et AGROSCOPE de Berne implique un engagement accru de l'EPL qui sera rendu possible par le tiers temps attribué à M. Orieux, PCEA biotechnologies. L'ENILV affirme dans son projet la volonté de développer une plus forte attractivité pour ses filières agroalimentaire et laboratoire. Une première analyse menée en CEF montre que ces filières manquent d'une confrontation plus organisée et systématique des enseignants et formateurs à des questions technologiques et scientifiques majeures qui entraînent une remise en débat des choix pédagogiques et une dynamisation collective. La participation au pôle fromager et au RMT s’appuyant sur les méthodes les plus récentes d’analyse et de suivi des populations microbiennes (métagénomique) en constituent un moyen privilégié.
Par ailleurs, les sujets envisagés tant dans le RMT que dans le pôle fromager rochois constituent autant de situations pédagogiques potentielles à mobiliser dans les formations. Projet ECOMIL
Le projet traitera de la dynamique de l’écosystème microbien des fromages au lait cru, au cours de l’affinage et en lien avec l’environnement et la technique de fabrication. Cette étude commencera par un état des lieux de l’écosystème microbien d’un fromage au lait cru à différentes étapes de la fabrication par analyse méta-génomique réalisée par le LECA. Cette technique permet de détecter et de quantifier l’ensemble des organismes de l’écosystème et ainsi d’explorer les flores secondaires encore méconnues. Aussi, nous savons maintenant que ces flores participent grandement à la métabolisation des éléments du lait cru alors qu’elles sont minoritaires dans l’écosystème. Puis, quelques voies métaboliques seront sélectionnées pour une étude plus approfondies concernant leur rôle dans la qualité organoleptique des fromages. Pour cela, une étude de méta-transcriptomique sera réalisée par le GMPA au cours du process de fabrication afin de démontrer l’importance de certains microorganismes minoritaires dans la métabolisation des éléments du lait et la production de substances aux qualités gustatives intéressantes. L’enjeu du projet est de croiser les techniques de génomique et de transcriptomique pour élaborer de nouveaux levains comportant des microorganismes minoritaires mais essentiels pour améliorer la qualité organoleptique des fromages au lait cru et de démontrer la valeur ajoutée apportée par les flores secondaires. Le projet fait intervenir comme partenaires le LECA, le GMPA et ACTALIA (site de La Roche sur Foron). Ces partenaires seront susceptibles de recruter en stage des étudiants de BTSA ANABIOTEC de l’ENILV de La Roche Sur Foron (module M61). Le LECA s’y est déjà engagé. Puis, au cours de la réalisation du projet, les étudiants (BTSA ANABIOTEC et STA) pourront participer à des étapes de prélèvement, d’analyses biochimiques, de production de ferments et d’expérimentation de process de fabrication dans le cadre des modules d’enseignement (M54, M55, M57 du BTSA ANABIOTEC et M53, M56 spécialité lait du BTSA STA) ou des modules d’expérimentation comme le M58 ANABIOTEC ou le MIL innovation STA. Le projet permettra aussi d’élargir le réseau de l’ENILV de La Roche sur Foron afin d’améliorer l’insertion professionnelle des apprenants en formation. Enfin, la collaboration avec des laboratoires reconnus permettra de former les enseignants aux techniques de pointe en permanente évolution.

Thématique principale

Programme national pour l'alimentation

Thématique secondaire

Programme national pour l'alimentation

Identification

Centre constitutif concerné

Adresse et numéro de téléphone de l'établissement

212 rue Anatole France 74800 LA ROCHE SUR FORON 04 50 03 01 03

Nom du responsable du dossier

Marc Andriot

Fonction du responsable du dossier

Coordonnées du responsable du dossier au sein de l'équipe de direction

directeur adjoint EPL 04 50 03 01 03 marc.andriot@educagri.fr

Nom du chargé de projet

Nicolas ORIEUX

Fonction du chargé de projet

PCEA BMB

Coordonnées du chargé de projet

Nicolas ORIEUX 04 50 03 01 03 nicolas.orieux@educagri.fr

Déclaration d'intention


Rapport

Résumé grand public

Aujourd’hui, les techniques de NGS (« Next Generation Sequencing ») commencent à être utilisées dans le domaine de l’agro-alimentaire. Les laboratoires de recherche fondamentale qui se sont focalisés sur l’étude de l’écosystème intestinal se tournent maintenant vers les écosystèmes microbiens alimentaires et notamment fromagers car un fromage est un environnement plus facile à produire et à modéliser. L’industrie laitière a donc une opportunité à saisir car elle aurait tout intérêt à s’insérer dans des projets de recherche appliquée pour lesquels les laboratoires type INRA ou CNRS sont demandeurs et où tout le monde y trouverait son compte. Surtout que le contexte actuel s’y prête.
En effet, le marché du fromage et les modes de consommation évoluent. On voit apparaître d’une part une population plus jeune qui préfère des fromages moins typés et d’autre part une population qui recherche une typicité de goût plus marquée avec des exigences de sécurité alimentaire toujours très présentes. Le débat autour de l’intérêt nutritionnel du lait cru dans l’acquisition d’une certaine immunité et donc de la diminution des phénomènes d’allergie est toujours d’actualité également. Face à ce contexte les défis de la filière laitière dans son ensemble sont importants : s’adapter aux différents types de consommation et préserver la typicité et les qualités organoleptiques des fromages français et particulièrement des produits sous signe de qualité. C’est pourquoi, une des demandes actuelles des professionnels via le Centre National Interprofessionnel de l'Economie Laitière (CNIEL) et le Centre National des Appellations d’Origine Laitière (CNAOL) est la promotion de l’image du lait et des produits laitiers.
Les techniques de NGS peuvent justement amener plus de connaissances sur les écosystèmes microbiens laitiers. Elles pourraient être utilisées afin de déterminer la dynamique de l’écosystème microbien au cours du process de fabrication. Cela permettrait ensuite de déterminer les leviers technologiques permettant d’orienter l’écosystème vers une plus grande diversité microbienne amenant plus de diversité sensorielle. Il est grand temps de s’intéresser aussi aux organismes non cultivables et minoritaires qui jouent sûrement un rôle dans la production de molécules aux qualités organoleptiques intéressantes. La méta-génomique pourrait déterminer « qui est là » tout au long du process. De la même manière, la méta-transcriptomique pourrait être une bonne méthode pour déterminer « qui fait quoi » tout au long du process.
Bien étendu, ces études potentielles devraient établir des corrélations entre la dynamique de l’écosystème microbien et les paramètres technologiques. De telle sorte qu’une meilleure maîtrise de l’écosystème permettrait de pouvoir l’orienter par des leviers technologiques favorables à l’expression de souches aux caractéristiques organoleptiques intéressantes. En somme les données de NGS corrélées à la technologie de fabrication permettraient de pratiquer l’écologie microbienne dirigée.
Afin de répondre à ses enjeux le pôle R&D Rochois composé de l'ENILV 74 et ACTALIA 74 se fait force de proposition pour monter des projets dans ce sens. Grâce à des partenariats avec les instituts de recherche tels que l’INRA de Grignon et le LECA (CNRS) de l’université Joseph Fourier de Grenoble, le pôle a proposé au Centre de ressources pour l'agriculture de qualité et de montagne (CERAQ) un projet ambitieux appelé ECOMIL (ECOsystèmes Microbiens Laitiers). Ce projet a été présenté au réseau mixte technologique « Fromages de terroir » dans le groupe écosystèmes microbiens car il complète la réflexion de ce groupe sur les outils génomiques et leur utilisation. Le pôle propose d’étudier la dynamique de l’écosystème microbien des fromages au lait cru sous signes de qualité d’Alpes du nord. La génomique permettra d’établir un état des lieux de l’écosystème microbien fromager puis de décrire l’évolution de cet écosystème tout au long du process de fabrication. La transcriptomique, corrélée aux résultats précédents permettra de définir le rôle de chaque espèce microbienne (y compris les minoritaires) dans la biochimie du fromage. Puis, différents leviers seront testés pour orienter l’évolution de l’écosystème et favoriser l’expression des souches aux qualités organoleptique intéressantes. Les buts finaux seront de diversifier l’offre de levains disponibles pour améliorer les capacités organoleptiques des fromages au lait cru d’Alpes du nord afin d’en augmenter l’attrait pour le consommateur.

Rapport

Résumé grand public

Depuis bientôt trois ans l'ENILV s'est mobilisé pour impulser la création d'un pôle de recherche et développement "lait cru" en Savoie. Le projet 1/3 temps a pris part à cette impulsion en développant des projets d'étude de la flore des fromages sous signe de qualité par métagénomique grâce notamment aux techniques de métabarcoding. Ces projets ont pour but, à l'échelle locale ou nationale, de mobiliser les acteurs de la filière pour qu'ils s'approprient ces méthodes. Dans un premier temps, l'ENILV, en collaboration avec ACTALIA produits laitiers (La Roche sur Foron) et le LECA de Grenoble a participé au projet GENOFROM. Dans le cadre de cette pré-étude, les résultats d'analyse de la dynamique de l'écosystème microbien sur deux fromages des Alpes du nord ont été concluants et ont fait l'objet d'une publication dans la revue des ENIL (numéro mars-avril 2015). Brièvement, cette étude préliminaire a permis de démontrer la faisabilité des méthodes de génomiques et notamment de métabarcoding (voir article revue des ENIL numéro novembre décembre 2015) pour l'analyse de l'écosystème microbien des fromages. Les premiers résultats ont montré la présence et la persistance des ferments ensemencés mais aussi des flores sous dominantes et notamment des bactéries de l'environnement de fromagerie (pelage, peau, matériel, saumure…).Ce pré-projet, utilisé comme support scientifique et pédagogique a permis à l'ENILV de se positionner comme compétente sur ces thématiques et de conforter les partenariats mis en place. Forte de cette expérience, l'ENILV a participé ou a été à l'initiative pour la construction de trois autres projets :- Projet ADAMOS ("Un nouveau regard sur les écosystèmes fromagers : appropriation, développement et apports des méthodes omiques") soumis au CASDAR 2017. Ce projet a pour objectif de favoriser l’adaptation et l’appropriation des méthodes de génomiques pour et par les filières fromagères de terroir au niveau national. A cette fin, il était prévu de créer une boite à exemples d'utilisation de ces outils pour répondre à des questions précises. Les questions étaient : (1) suivre l'implantation des ferments ajoutés au cours du process de fabrication d'un fromage au lait cru, (2) d'évaluer l'influence de la composition microbienne du lait sur celle du fromage et (3) de décrire l’influence des paramètres technologiques sur le métabolisme des micro-organismes et de mettre en évidence des facteurs pouvant entrainer des défauts de gout ou de texture. Un axe entier coordonné par le 1/3 temps était prévu pour la diffusion et le transfert des connaissances ainsi que la création de modules de formation dans le cadre du réseau des ENIL. Ce projet sera réécrit et à nouveau soumis au CASDAR 2018.- Projet ERASMO soumis au PEI Région (FEADER) qui a été accepté. Ce projet vise à étudier les dynamiques microbiennes des populations endogènes (du lait) et exogènes (des levains) en cours de fabrication sur 3 technologies fromagères savoyardes, grâce aux méthodes omiques afin de mettre en évidence les synergies potentielles dans le développement des différentes flores présentes.- Projet PICODON soumis au PEI Région (FEADER) qui a été accepté. L'ODG PICODON s'est lancé dans la création d'une collection de souches endogènes afin d'assurer la protection de leur patrimoine fromager. Pour cela, nous réaliserons une cartographie de la diversité des flores par métagénomique et une mise en conservation de consortia de flores dans un premier temps. Puis, au vue des résultats de métagénomique, nous isolerons les flores d'intérêt afin de les mettre en conservation elles aussi. Ces projets permettront à la filière sur le long terme d'avoir la maîtrise des outils modernes permettant d'adapter leur offre aux différents types de consommation et de préserver la typicité et les qualités organoleptiques des fromages français, marqueurs forts de notre patrimoine national.
Le 1/3 temps, par son expertise en bioinformatique et sur les techniques de biologie moléculaire est devenu une personne ressource essentielle pour ces projets dans la mesure où il participe à leur construction scientifique et réalise l’analyse et l’interprétation de toutes les données de métagénomique. Au fil des projets le partenariat avec le LECA et Actalia lui permet de développer et de renforcer cette expertise qu’il peut ensuite valoriser dans le cadre du développement des activités de recherche et de développement de l’ENILV et des formations initiales et continues.

Rapport

Résumé grand public

Depuis bientôt quatre ans l'ENILV s'est mobilisée pour impulser la création d'un pôle de recherche et développement "lait cru" en Savoie. Le projet 1/3 temps a pris part à cette impulsion en développant des projets d'étude de la flore des fromages sous signe de qualité par métagénomique grâce notamment aux techniques de métabarcoding. Ces projets ont pour but, à l'échelle locale ou nationale, de mobiliser les acteurs de la filière pour qu'ils s'approprient ces méthodes.



Dans un premier temps, l'ENILV, en collaboration avec ACTALIA produits laitiers (La Roche sur Foron) et le LECA de Grenoble a participé au projet GENOFROM. Dans le cadre de cette pré-étude, les résultats d'analyse de la dynamique de l'écosystème microbien sur deux fromages des Alpes du nord ont été concluants et ont fait l'objet d'une publication dans la revue des ENIL (numéro mars-avril 2015). Brièvement, cette étude préliminaire a permis de démontrer la faisabilité des méthodes de génomiques et notamment de métabarcoding (voir article revue des ENIL numéro novembre décembre 2015) pour l'analyse de l'écosystème microbien des fromages. Les premiers résultats ont montré la présence et la persistance des ferments ensemencés mais aussi des flores sous dominantes et notamment des bactéries de l'environnement de fromagerie (pelage, peau, matériel, saumure…).



Ce pré-projet, utilisé comme support scientifique et pédagogique a permis à l'ENILV de se positionner comme compétente sur ces thématiques et de conforter les partenariats mis en place. Forte de cette expérience, l'ENILV a participé ou a été à l'initiative pour la construction de trois autres projets :




  • Projet ERASMO soumis au PEI région qui a été accepté. Ce projet vise à étudier les dynamiques microbiennes des populations endogènes (du lait) et exogènes (des levains) en cours de fabrication sur 3 technologies fromagères savoyardes, grâce aux méthodes omiques afin de mettre en évidence les synergies potentielles dans le développement des différentes flores présentes.

  • Projet PICODON soumis au PEI région qui a été accepté. L'ODG PICODON c'est lancé dans la création d'une collection de souches afin d'assurer la protection de leur patrimoine fromager. Pour cela, nous réaliserons une cartographie de la diversité des flores par métagénomique et une mise en conservation de consortia de flores dans un premier temps. Puis, aux vues des résultats de métagénomique, nous isolerons les flores d'intérêt afin de les mettre en conservation elles aussi.

  • Projet RELAIT (« Nouveau Regard sur les Ecosystèmes Laitiers et fromagers : développement et Appropriation des outils Innovants de la Transcriptomique « ) qui a été soumis à l’appel à projet CASDAR innovation technologique. La transcriptomique permet d’aller plus loin dans l’étude des écosystèmes fromager en tentant de détecter l’activité métabolique du microbiote en lien avec la technologie de fabrication et les qualités sensorielles. Ce projet a pour vocation, d’une part, de développer les méthodologies permettant l’utilisation des outils transcriptomiques et, d’autre part, de décentraliser les compétences pour une utilisation par les filières fromagères valorisant leur terroir.



Ces projets permettront à la filière sur le long terme d'avoir la maîtrise des outils modernes permettant d'adapter leur offre aux différents types de consommation et de préserver la typicité et les qualités organoleptique des fromages français, marqueurs forts de notre patrimoine national.