Comment obtenir des produits microbiens avec une haute viabilité et stabilité

Les micro-organismes dans les industries telles que l’alimentation, la cosmétique ou l’agriculture sont utilisés depuis plusieurs années dans diverses applications, telles que des starters pour la fermentation, des compléments nutritionnels, des probiotiques ou des agents de biocontrôle. Ces applications nécessitent que les micro-organismes soient stabilisés pour qu’ils restent viables, en minimisant leur évolution ou leur dégradation. Voici les aspects les plus importants à prendre en compte.

Stabilisation des micro-organismes : lyophilisation vs séchage par atomisation

La stabilisation des micro-organismes peut être réalisée à travers différentes technologies, telles que la lyophilisation et le séchage par atomisation :

• Lyophilisation : traditionnellement, cette technologie a été utilisée pour stabiliser les cultures microbiennes, car c’est un processus qui ne nécessite pas de températures élevées et la viabilité finale du produit est élevée. Séchage par atomisation : Le séchage par atomisation, comme nous l’avons déjà mentionné à plusieurs reprises, se présente comme une alternative à la lyophilisation, car il permet de stabiliser les cultures microbiennes tout en obtenant un produit sec en poudre. De plus, le séchage par atomisation permet de le combiner avec un processus de microencapsulation, favorisant ainsi la viabilité finale du micro-organisme ainsi que sa fonctionnalité.

 

Aspects clés pour obtenir des produits microbiens avec une haute viabilité et stabilité

• Matériaux d’encapsulation appropriés : chaque technologie de microencapsulation est associée à l’utilisation de certains matériaux d’encapsulation, et leur choix est un aspect clé pour obtenir des produits microbiens avec une haute viabilité et stabilité finale. De plus, la sélection des matériaux d’encapsulation adéquats a une grande influence lorsqu’il s’agit de concevoir des systèmes de libération contrôlée ou ciblée des micro-organismes.
• Étude individualisée des processus de génération et de stabilisation de chaque micro-organisme : la technologie de séchage par atomisation est complexe à appliquer aux cultures microbiennes, car ce n’est pas un processus dont les paramètres sont standardisés et applicables à tous les micro-organismes de la même manière. Les micro-organismes sont des systèmes biologiques dotés d’individualité, et les processus de génération et de stabilisation doivent donc être étudiés spécifiquement pour chaque type de micro-organisme, que ce soit le genre, l’espèce ou, dans certains cas, même la souche spécifique. Ainsi, les conditions du processus de séchage par atomisation, les matériaux d’encapsulation les plus appropriés et les proportions entre la culture et les matériaux doivent être spécifiquement établis pour chaque cas d’étude.

• La compatibilité entre les matériaux d’encapsulation et le micro-organisme à stabiliser ou encapsuler : De plus, il est nécessaire de prendre en compte la compatibilité entre les matériaux d’encapsulation sélectionnés et le micro-organisme à stabiliser ou encapsuler. Certains matériaux d’encapsulation nécessitent, pour être utilisés, que le pH de la solution soit acide, comme la chitine, ou basique, et parfois ce pH peut entraîner la désactivation du micro-organisme. C’est pourquoi il est nécessaire de réaliser plusieurs processus d’encapsulation avec différents matériaux afin d’obtenir des doubles encapsulations, permettant ainsi d’atteindre une haute viabilité du produit final.

Cosmétiques probiotiques

Un exemple de micro-organisme microencapsulé, viable et stable, avec une double encapsulation est celui que nous avons développé chez AINIA, en combinant notre expertise en biotechnologie et en technologies de microencapsulation. Nous avons obtenu un produit cosmétique probiotique à base de Lactobacillus avec une viabilité de 3×10^8 UFC/g, avec une double encapsulation. La première couche est composée de matériaux d’encapsulation qui confèrent stabilité et viabilité au probiotique, tandis que la seconde couche est obtenue avec des matériaux lipidiques, permettant de maintenir le micro-organisme isolé du milieu et de le libérer au contact de la peau par friction et fusion sous l’effet de la température.

Temps de processus, un facteur à prendre en compte lors de l’industrialisation

• une pour l’air d’atomisation
• une autre pour la solution du noyau (qui passe à l’intérieur de la buse)
• et la dernière pour la solution des matériaux d’encapsulation.

De cette manière, il est possible d’alimenter séparément la culture microbienne et les matériaux d’encapsulation, permettant ainsi d’améliorer l’efficacité des processus de microencapsulation. Chez AINIA, nous disposons de l’expérience et des équipements nécessaires pour le développement de ces processus de stabilisation des micro-organismes par séchage par atomisation, allant de l’échelle de laboratoire à l’échelle pilote et à la production. En plus du développement du processus lui-même, nous offrons un service de production de lots avec enregistrement sanitaire de produits intermédiaires.