Probiotiques, qu'est-ce que c'est et quels sont les types

Publié: 15 janvier, 2023 - Actualisé: 3 novembre, 2023 | 13'

Qu'est-ce que sont les probiotiques ?

Les probiotiques sont définis, à la fois par la FAO¹ et l'OMS¹, comme étant des "micro-organismes vivants qui, lorsqu'ils sont consommés en quantités appropriées en tant qu'aliment, confèrent un bénéfice pour la santé à l'hôte".

La consommation de probiotiques dans notre alimentation quotidienne présente des avantages directs pour notre flore intestinale ou microbiote, en la maintenant en équilibre face à tout déséquilibre intestinal, comme la diarrhée, les gaz intestinaux, les ballonnements abdominaux, les problèmes de perméabilité intestinale qui affectent le système immunitaire local, et d'autres conséquences.

Comment les probiotiques se différencient-ils ?

D'un point de vue scientifique, la classification de tout organisme biologique consiste à regrouper les organismes en groupes taxonomiques (taxons) basés sur les similitudes ou les relations.

Taxonomie des organismes probiotiques.

Les organismes probiotiques sont classés selon leur genre, espèce, sous-espèce et une désignation alphanumérique qui identifie une cepa spécifique, selon l'Organisation mondiale de gastroentérologie².

Dénomination des différents micro-organismes.

Un exemple de la nomenclature applicable aux micro-organismes est : Lactobacillus (genre) casei (espèce) DN-114 001 (cepa).

Selon les directives de l'OMS/FAO¹, les fabricants de probiotiques doivent enregistrer leurs souches auprès d'un dépositaire international, qui leur attribue une désignation supplémentaire pour les souches.

Le tableau suivant, extrait des Directives mondiale de l'Organisation mondiale de gastroentérologie², présente quelques exemples de souches commerciales et les noms correspondants.

Qu'est-ce qu'une souche probiotique ?

Une souche est définie comme un groupe de micro-organismes, tels que les bactéries probiotiques, qui appartiennent à la même espèce et partagent certaines caractéristiques qui ne se trouvent pas chez les autres membres de l'espèce.

Ces caractéristiques peuvent varier d'une espèce à l'autre, ce qui signifie que leurs effets peuvent être différents.

Importance de la désignation des souches.

Dans le cas des probiotiques, il est important d'utiliser les désignations des souches, car l'approche la plus solide en ce qui concerne les preuves sur les probiotiques est de pouvoir attribuer des avantages à certaines souches ou combinaisons de souches probiotiques à une dose efficace².

La FAO et l'OMS suggèrent que puisque les propriétés probiotiques sont liées aux souches, il est recommandé que l'identification des souches (typage génétique) soit réalisée à l'aide de méthodes telles que l'électrophorèse en gel en champ pulsé (PFGE), ainsi que l'identification génétique par ADN ou ARN, ou d'autres méthodes reconnues internationalement.

UFC (Unité Formant Colonie)

Une UCF est une unité de mesure utilisée pour quantifier les micro-organismes, c'est-à-dire pour compter le nombre de bactéries viables dans un échantillon liquide ou solide. Les Unités Formant Colonies sont mesurées en unités de volume (UFC/ml) ou de masse (UFC/g).

Qu'est-ce que la viabilité des micro-organismes ?

La viabilité d'un micro-organisme est définie comme sa capacité à se multiplier dans des conditions contrôlées. La qualité probiotique est mesurée principalement par le maintien de la viabilité (exprimée en unités formant colonies, ou UFC) jusqu'à la fin de la durée de vie du produit, ainsi que par l'identification du genre, de l'espèce et de la souche de tous les organismes inclus dans le produit.

Tous les probiotiques sont-ils identiques ?

La FAO et l'OMS ont défini (voir figure tirée et traduite de Pandey, 2015⁴) une liste de paramètres qui constituent une approche systématique pour une évaluation efficace des probiotiques qui confirme les allégations et les avantages pour la santé.

Food Sci Technol (December 2015) 52(12):7577–7587.

Ces paramètres déterminent les obligations pour le développement de produits probiotiques, qui doivent notamment réaliser les activités suivantes :

1. Identification de la souche.
2. Caractérisation fonctionnelle de(s) la (les) souche(s) en termes de sécurité et d'attributs probiotiques.
3. Validation des avantages pour la santé par des études sur des êtres humains.
4. Étiquetage correct des allégations d'efficacité et de contenu tout au long de la durée de vie du produit.
5. La dose recommandée, qui devrait être basée sur l'induction de l'effet physiologique déclaré.

Types de probiotiques

Comme nous l'avons mentionné, le potentiel probiotique des différentes souches bactériennes, même au sein de la même espèce, est différent.

Cela signifie que les souches probiotiques de la même espèce sont toujours uniques et peuvent avoir différents sites d'action, ainsi que des effets immunitaires spécifiques et différents, que ce soit dans un système intestinal sain ou enflammé.

Les souches les plus populaires sont représentées par les genres bactériens suivants :

• Bifidobacterium
• Lactobacillus
• Streptococcus

D'autres organismes ont également été utilisés comme probiotiques, notamment :

• Les levures
• Les entérocoques

Bactéries en tant que probiotiques

Genre Bifidobacterium.

Les bifidobactéries sont des bactéries anaérobies à Gram positif (qui se développent en l'absence d'oxygène), de forme bâtonnée, non productrices de gaz, non sporulantes et non mobiles.

Ce genre comprend 30 espèces :

• 10 provenant de sources humaines (caries dentaires, selles et vagin),
• 17 du tractus intestinal animal ou du rumen,
• 2 d'eaux usées et
• 1 de lait fermenté.

Les bifidobactéries sont des micro-organismes d'une importance capitale dans le tractus gastro-intestinal et génito-urinaire, dont le ratio exact dépend principalement de l'âge et du régime alimentaire.

Le nombre de bifidobactéries diminue avec l'âge de l'individu et finit par devenir le troisième genre le plus abondant (représentant environ 25 % de la totalité de la flore intestinale adulte) après les genres Bactéroides et Eubacterium.

Les données cliniques du tableau suivant mentionnent certaines des actions positives des bifidobactéries.² 

Genre Lactobacillus.

Les lactobacilles se caractérisent par leur forme de bacille ou de cocos à Gram positif, non sporulants et non flagellés, capables de croître dans des milieux avec ou sans oxygène et strictement fermentaires.

On a identifié 56 espèces du genre Lactobacillus.

Les lactobacilles sont répartis le long du tractus gastro-intestinal et génital. Leur distribution est affectée par plusieurs facteurs environnementaux tels que le pH, la disponibilité en oxygène, le niveau de substrats spécifiques, la présence de sécrétions et les interactions bactériennes.

Effets positifs des lactobacilles :

Le tableau ci-dessous présente certains résultats cliniques des effets positifs des lactobacilles.^2,7

Autres bactéries probiotiques :

Genre Bacillus.

Les espèces de Bacillus sont utilisées comme probiotiques depuis au moins 50 ans dans un produit italien commercialisé sous le nom d'Enterogermina® (2x10⁹ spores). Certains avantages des spores bactériennes sont leur résistance à la chaleur, ce qui permet de les stocker à température ambiante et sous une forme déshydratée.

De plus, ces bactéries peuvent atteindre l'intestin grêle car elles survivent à l'acidité de l'estomac.

L'espèce la plus étudiée est B. subtilis, car sa consommation dans certains produits probiotiques a montré des preuves de stimulation du système immunitaire, par son action sur le tissu lymphoïde associé à l'intestin et la sécrétion de substances antimicrobiennes.

Genre Enterococcus.

Parmi les espèces d'Enterococcus, Enterococcus faecium est le plus utilisé dans les probiotiques. La présence d'E. faecium est importante dans la prévention de l'infection par Salmonella enterica.

Des caractéristiques intéressantes du groupe Enterococcus sont leur survie sur des surfaces sèches pendant de longues périodes et leur résistance aux antibiotiques.

Levures comme probiotiques

Il s'agit d'un groupe de champignons unicellulaires qui se développent et fermentent principalement les sucres. Il existe différentes familles, mais la plus importante du point de vue de l'alimentation et de la santé est celle des ascomycètes, qui comprend le genre Saccharomyces, des champignons unicellulaires formant des spores et résistants à la chaleur. Des exemples bien connus sont les levures utilisées pour le pain et la bière.

Levure de bière, Sacharomices cerevisiae

Le potentiel effet probiotique de la S. cerevisiae et S. cerevisiae var. boulardii a été démontré, car elles sont capables de tolérer l'acidité gastrique et la bile, et peuvent avoir des effets contre les infections bactériennes en réduisant la réponse pro-inflammatoire intestinale.

Le tableau ci-dessous présente des données cliniques sur ces effets.^2,4,7

* ESPGHAN : Société européenne de gastroentérologie pédiatrique, hépatologie et nutrition ; ESPID : Société européenne de pédiatrie infectieuse.

Comment les probiotiques sont-ils fabriqués ?

Le processus de fabrication des produits probiotiques alimentaires implique une série de facteurs de stress qui mettent en jeu leur bénéfice potentiel.

L'un des plus importants est de garantir une charge élevée de micro-organismes dans le produit final, tout au long de sa durée de conservation, et pour cela, les probiotiques sont d'abord cultivés en grandes quantités, à l'échelle industrielle, en utilisant des milieux de culture appropriés.

Le deuxième facteur est que les inoculums microbiens sont généralement stockés congelés pour éviter de les soumettre à de basses températures ou à des températures variables.

Techniques de séchage

Compte tenu de ces facteurs, on utilise généralement deux techniques de séchage, la pulvérisation et la lyophilisation, qui permettent d'obtenir des poudres probiotiques à haute densité cellulaire, pouvant être ajoutées à différents types de produits alimentaires, notamment les compléments alimentaires.

• Séchage par pulvérisation : C'est une technique rentable qui produit des poudres microbiennes stables avec des populations cellulaires élevées. Cependant, elle peut souvent entraîner une perte importante de viabilité cellulaire en raison du stress sévère qui affecte particulièrement la structure et la fonctionnalité des cellules probiotiques, en raison de la température élevée de l'air (évaporation de l'eau dans la chambre de séchage) et de l'élimination de l'eau.

• Lyophilisation : Cette technique nécessite des conditions plus douces et est généralement mieux tolérée par les bactéries. Cependant, le processus expose l'inoculum probiotique à des températures très basses et à la déshydratation, ce qui affecte à la fois l'intégrité et la viabilité bactériennes. De plus, la perte de viabilité et d'activité lors du stockage des biomasses probiotiques déshydratées est assez courante. Les produits probiotiques contenant des bifidobactéries sont développés avec l'une de ces deux techniques.

• Matrice alimentaire : Une autre technique de production de produits probiotiques d'origine alimentaire, notamment les produits fermentés et leurs dérivés, consiste en une inoculation directe dans la matrice alimentaire qui favorise la croissance des espèces probiotiques par fermentation. Cette technique présente l'avantage d'éviter les étapes de déshydratation et d'inoculation dans une matrice alimentaire différente ; cependant, le produit final avec les probiotiques incorporés peut subir des variations dépendant de la composition spécifique et des paramètres physico-chimiques inhérents à la propre matrice alimentaire, ainsi que des conditions de stockage. Les probiotiques contenant des lactobacilles utilisent généralement cette technique de production.

Stratégies pour améliorer la viabilité des produits probiotiques.

La constatation selon laquelle les produits probiotiques peuvent présenter des déficiences en termes de nombre de cellules réellement viables, tant dans les aliments que dans les compléments alimentaires, a conduit au développement de nouvelles stratégies visant à améliorer les propriétés et la réponse probiotique aux stress. Voici quelques-unes de ces stratégies.

Encapsulation.

Elle remplit deux objectifs : protéger les probiotiques du stress gastrique après l'ingestion et améliorer leur survie lors des phases de séchage de la fabrication et leur stabilité tout au long de la conservation dans le produit alimentaire fini. On utilise généralement la chitosane et l'alginate comme agents encapsulants.

Milieux porteurs et agents protecteurs.

L'utilisation de matrices complexes, telles que le lait écrémé, améliore considérablement la survie et la stabilité des probiotiques, en particulier après le séchage et pendant le stockage.

Fibre prébiotique.

L'utilisation de fibres végétales d'origines différentes améliore à la fois la survie des probiotiques pendant le processus de séchage des inoculums et la stabilité de stockage des cellules dans les produits alimentaires. Les fructooligosaccharides (FOS) sont les ingrédients prébiotiques les plus couramment utilisés à cette fin.

Ajout d'agents protecteurs pour contrer l'acidité gastrique.

L'acidité gastrique est considérée comme la principale menace pour les probiotiques, en particulier au niveau du tractus gastro-intestinal. Pour cela, l'ajout de saccharides, d'acides aminés et d'acides gras protège efficacement les probiotiques de l'environnement acide. Cette stratégie est bénéfique pour les probiotiques contenant des levures.

Adaptation au stress et protection croisée.

Dans cette stratégie, les bactéries sont pré-exposées à des niveaux sous-létaux d'un certain stress, ce qui induit une réponse adaptative de plus grande résistance à des doses ultérieures du même stress ou même à un type différent de stress. Ce processus permet d'augmenter la survie des probiotiques.

Compléments alimentaires probiotiques

Il existe sur le marché des compléments alimentaires probiotiques contenant principalement des souches de Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium et des levures (S. boulardii).

Les compléments alimentaires probiotiques sont généralement présentés sous forme de sachets, de comprimés ou de gélules. Trois facteurs principaux influencent la viabilité des probiotiques contenus dans les compléments alimentaires pendant le stockage : la température, l'oxygène et l'humidité relative.

Il est donc important de prendre en compte trois aspects pour garantir la viabilité des probiotiques contenus dans les compléments alimentaires :

• Garder les produits réfrigérés, même si l'étiquette indique que les cultures sont stables à température ambiante. Dans les processus traditionnels de lyophilisation, une augmentation de la température de stockage de 4 à 25 °C réduit la stabilité de dix fois.
• Fermer le flacon le plus rapidement possible une fois le complément pris, pour réduire l'entrée d'oxygène et d'humidité dans le flacon. De nombreux produits probiotiques conçoivent leurs formats de stockage avec des flacons étanches à l'eau ou des films d'emballage laminés, ou avec l'ajout de petits sachets absorbants d'humidité dans les emballages.
• Si le flacon contient des sachets absorbant l'eau ou l'oxygène, ne les retirez pas. L'oxygène est néfaste pour la viabilité des probiotiques pendant le stockage.