FR2629612A1

FR2629612A1 - Procede de mise en evidence et de controle de l'activite acidifiante d'agents de fermentation dans des bains de fermentation et dispositif pour sa mise en oeuvre

Info

Publication number: FR2629612A1
Application number: FR8804456A
Authority: FR
Inventors: Georges Corrieu; Eric Spinnler; Daniel Picque; Yann Jomier
Original assignee: Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Current assignee: Institut National de la Sante et de la Recherche Medicale INSERM
Priority date: 1988-04-05
Filing date: 1988-04-05
Publication date: 1989-10-06
Anticipated expiration: 2008-04-05
Also published as: FR2629612B1

Abstract

L'invention a pour objet un procédé de mise en évidence et de contrôle de l'activité acidifiante d'agents de fermentation dans des bains de fermentation. Elle vise également le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé et qui comporte des moyens capteurs du pH et de la température 1, 5, des moyens transmetteurs 6 de ces données à des moyens de traitement électro-informatique 7 connectés à un microcalculateur 8 délivrant l'information soit à des moyens de visualisation et/ou de stockage 9, 10, établissant ainsi une cinétique d'acidification à partir de laquelle sont déterminés les paramètres caractéristiques de l'activité acidifiante, soit à des moyens de contrôle 12, 13 susceptibles d'agir sur l'activité acidifiante des milieux de fermentation.

Description

La présente invention a pour objet un procédé de mise en évidence et de contrôle de l'activité acidifiante d'agents de fermentation dans des bains de fermentation. Ce procédé s'applique plus particulièrement la caractérisation de levains lactiques et au suivi de la fabrication fromagère. L'invention vise également le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé.

On sait que de nombreux processus biologiques mettant en oeuvre des micro-organismes donnent lieu à une acidification plus ou moins intense du milieu de culture. Ce phénomène est observé quel que soit le mode de conduite du processus biologique, qu'il soit discontinu, continu ou bien par alimentation en milieu neuf. Pour apprécier l'évolution de l'acidification d'un milieu de culture, différentes méthodes, directes ou indirectes, ont été mises au point.

Parmi les méthodes indirectes, on peut citer la pesée du volume de solution alcaline nécessaire au maintien du pH du milieu de culture. Dans les méthodes directes, on réalise habituellement une mesure de pH ou d'acidité (degré Dornic) réalisée sur des échantillons représentatifs du milieu de culture, prélevés manuellement par l'opérateur. Les informations obtenues sont alors ponctuelles et partielles.

Depuis quelques années, on a préconisé l'utilisation de sondes de pH installées a demeure sur les circuits, cuves, ou réacteurs de fermentation concernés, de façon à obtenir, sous réserve de précaution quant à la maintenance desdites sondes, une lecture et parfois un enregistrement du pH. De telles techniques n'ont toutefois pas jusqu'a présent donné satisfaction du fait des difficultés inhérentes aux mesures.

L'objet de la présente invention est de réaliser un procédé permettant de réaliser la mesure du pH d'un milieu de fermentation en temps réel et de l'exploiter, soit en temps réel, soit en temps différé, de façon à mettre en évidence des données caractérisantes de l'activité acidifiante dos agents de fermentation utilisés. Un autre objet de la présente invention est de réaliser un procédé de mise en évidence de l'activité acidifiante, procédé permettant d'obtenir des données susceptibles d'être utilisées, en retour, pour le contrôle de ladite fermentation.

Encore un autre objet de la présente invention est de fournir un dispositif permettant la mise en oeuvre des objets de l'invention.

La présente invention a donc pour objet un procédé de mise en évidence et de contrôle de l'activité acidifiante d'agents de fermentation dans des bains de fermentation; selon lequel on effectue par l'intermédiaire de moyens capteurs un certain nombre de mesures de pH et de température du bain de fermentation dans un intervalle de temps ajustable après quoi les mesures obtenues sont exploitées en temps réel ou différé, les signaux correspondants à ces mesures étant traités par des moyens de traitement électro-informatiques qui assurent leur standardisation, leur multiplexage et leur conversion analogique/ numérique, l'ensemble des données ainsi numérisées étant transmises par liaison série à un micro-calculateur dont les logiciels assurent l'acquisition desdites données, leur traduction en grandeur physique et leur traitement pour établir une cinétique d'acidification à partir de laquelle sont déterminés les paramètres de l'activité acidifiante choisis parmi la vitesse maximale d'acidification, la vitesse moyenne d'acidification, la vitesse moyenne d'acidification (temps de latence exclu), le temps auquel la vitesse maximale d'acidification est atteinte, le pH auquel la vitesse maximale d'acidification est atteinte, la durée de l'acidification å une vitesse supérieure 95 % de la valeur maximale d'acidification (VMg5), la durée de l'acidification å une vitesse supérieure à 50 % de la vitesse maximale d'acidification (VM5o), la variation de pH enregistrée lorsque la vitesse d'acidification est supérieure à VMgs, la variation de pH enregistrée lorsque la vitesse d'acidification est supérieure à Vu50, l'accélération de l'acidification entre VM50 et VM95 et le ralentissement (décélération) de l'acidification entre VM95 et VM50 permettant ainsi de les transmettre à des moyens de visualisation et/ou de stockage de l'information, à partir desquels elles sont éventuellement transférées à des moyens de contrôle de l'activité acidifiante desdits bains de fermentation. Dans un mode de réalisation préféré du procédé ci-dessus, les moyens de traitement sont constitués par un système interface électronique de mesure ; les moyens de visualisation et/ou de stockage sont constitués par au moins un dispositif périphérique visuel choisi parmi les écrans de contrôle, les imprimantes, les disques, les cassettes et les autres systèmes d'enregistrement et/ou de restitution des données ; les moyens capteurs des valeurs de pH et de température du milieu de fermentation sont avantageusement constitués par des sondes à électrodes combinées, coopérant avec des moyens transmetteurs électriques de données au système électronique d'interface de mesure ; les moyens de contrôle de l'activité acidifiante sont constitués par une interface de commande coopérant avec des moyens actionneurs aptes à modifier les paramètres de fermentation, par exemple la température. La présente invention s'étend au dispositif pour sa mise en oeuvre, ce dispositif comportant - des moyens capteurs de pH et de température - des moyens transmetteurs des données ou signaux mesurés par les moyens capteurs à des moyens de traitement électroinformatique connectés à - un micro-calculateur délivrant l'information à des moyens de visualisation et/ou de stockage susceptibles de coopérer avec - des moyens de contrôle des paramètres de fermentation.

Ce dispositif est également remarquable par les points suivants - les moyens capteurs des valeurs de pH et de température sont avantageusement constitués par des sondes à électrodes combinées - les moyens de traitement électro-informatique sont constitués par un système interface électronique de mesure - les moyens de visualisation et/ou de stockage sont constitués par un dispositif périphérique usuel choisi parmi les écrans de contrôle, les imprimantes, les disques, les cassettes et autres systèmes d'enregistrement et/ou de restitution de données - les moyens de contrôle de l'activité acidifiante sont constitués par une interface de commande coopérant avec les moyens actionneurs aptes à modifier les paramètres de fermentation du milieu, par exemple la température.

D'autres avantages caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description non limitative suivante de formes et de modes de réalisation de l'invention en référence aux dessins annexés dans lesquels
Fig.l est un schéma d'une forme de réalisation de dispositif selon l'invention, appliquée à la caractérisation des levains lactiques
Fig.2 est un schéma d'une seconde forme de réalisation de dispositif selon l'invention, appliquée a la fabrication fromagère
Fig.3 représente les courbes d'acidification d'une souche de Lactobacillus bulqaricus en fonction du temps, obtenues par mesure du pH et filtrage informatique
Fig.4 représente les courbes d'évolution de la vitesse d'acidification en fonction du temps de culture pour une souche de L.bulcraricus
Fig.5 représente une courbe illustrant l'évolution de la vitesse d'acidification en fonction du pH pour une culture de L.bulcraricus
Fig.6 représente deux courbes d'évolution de la vitesse d'acidification en fonction du temps pour une culture mixte de bactéries lactiques thermophiles
Fig.7 représente la courbe d'évolution de la vitesse d'acidification en fonction du pH du milieu pour une culture mixte de bactéries lactiques thermophiles
Fig.8 représente les courbes d'évolution de la vitesse d'acidification en fonction du temps d'une culture mixte de bactéries lactiques mésophiles
Fig.9 représente une courbe illustrant l'évolution de la vitesse d'acidification en fonction du pH d'une culture mixte de bactéries lactiques mésophiles, et
Fig.10 représente l'évolution du temps auquel la vitesse maximale d'acidification est atteinte en fonction du logarithme de la dilution.

Comme représenté sur la Fig.1, le dispositif selon la présente invention comporte un certain nombre de sondes de pH 1, du type à électrodes combinés. Chaque sonde 1 est placée dans un petit réacteur 2 de 50 à 250 ml, fermé, du type Erlenmeyer, complètement rempli. Chaque réacteur 2 est installé dans un bain thermostaté 3 soumis å l'action d'un agitateur 4. La température du bain thermostaté 3 est contrôlée par une sonde de température 5 de type classique.

Les sondes de pH l et la sonde thermique 5 sont reliées chacune à des transmetteurs électroniques 6 qui regroupent les mesures de pH sur un interface électronique 7 qui assure la standardisation des signaux ou données, leur multiplexage et leur conversion analogique/numérique.

Ainsi, l'ensemble des données numérisées est transmis par liaison série à un micro-calculateur 8. Ce dernier est muni de logiciels assurant l'acquisition des données, leur traduction en grandeurs physiques et leur traitement. Il est connecté à des périphériques de type classique, par exemple un écran 9 et une imprimante 10 permettant ainsi l'exploitation et l'accès au système.

Dans la forme de réalisation de dispositif selon l'invention, plus particulièrement appliquée à la fabrication fromagère, on utilise comme dans la forme de réalisation de la Fig.1, des sondes 1 et 5 destinées à mesurer respectivement le pH et la température de la cuve de fromagerie 11, des transmetteurs électroniques 6, une interface électronique de mesure 7, un micro-calculateur 8, des périphériques d'exploitation 9 et 10. Toutefois, pour le contrôle de la fabrication fromagère, les données acquises par le micro-calculateur servent à élaborer une commande transférée à une interface électronique de commande 12 coopérant avec un actionneur 13 de façon à intervenir directement sur le déroulement du processus de fermentation, par exemple, en modifiant la température de la cuve 11.

Le traitement des signaux varie selon le type de mesure effectué. Dans le cas des mesures de température, il s'agit de s'assurer que le processus biologique est conduit à la température souhaitée avec une précision correcte, par exemple de l'ordre de + 0,10C.

En ce qui concerne le traitement des mesures de pH, il convient de distinguer trois phases successives.

La première phase concerne le filtrage informatique du signal, cette opération permet, en effectuant un grand nombre de mesures, par exemple toutes les secondes, sur un intervalle de temps ajustable, par exemple de 60 secondes, d'obtenir une valeur moyenne s'affranchissant des légères fluctuations de la mesure brute. Cette valeur moyenne permet de déterminer l'évolution du pH en fonction du temps tout au long du processus, d'acidification biologique. La courbe correspondante peut être représentée, à tous moments, sur les périphériques du micro-calculateur, à savoir l'écran et/ou l'imprimante. A cet égard, la Fig.3. présente, pour une souche donnée, à savoir le Lactobacillus bulgaricus, trois courbes d'acidification [pH = f (temps)3 obtenues grâce à Cette procédure de filtrage.

En une seconde phase, on détermine la cinétique d'acidification qui se traduit par la variation du pH en fonction du temps (dpH/dt). Cette cinétique s'exprime en unité pH par unité de temps, par exemple dans les expérimentations rapportées en unité pH par minute. Elle est calculée en temps réel grâce à un logiciel spécifique installé dans le micro-calculateur 8 qui assure également un filtrage du fait de la méthode de calcul de la dérivée. Sa représentation est effectuée, d'une part, en fonction du temps et, d'autre part, en fonction du pli mesuré du processus biologique. Les Fig.4 à 9 illustrent chacune de ces représentations pour différentes souches et différentes conditions opératoires. C'est à partir de ces représentations, et des calculs correspondants, que va être réalisée la troisième phase du traitement.

Cette troisième phase concerne la détermination des grandeurs caractéristiques de la cinétique d'acidification, en application avec la caractérisation du processus et/ou du matériel biologique (souche). La cinétique d'acidification telle que représentée aux Fig.4 a 9 se caractérise par trois grandeurs remarquables qui sont systématiquement portées sur ces Fig., à savoir la vitesse d'acidification maximale, notée VM, le temps auquel est atteinte la vitesse d'acidification maximale, noté tM et le pH auquel est atteint la vitesse d'acidification maximale, noté pHM.

VM traduit pour chaque essai la vitesse à laquelle l'acide lactique accumulé inhibe la synthèse d'acide lactique par les bactéries lactiques entraînant un ralentissement de l'acidification. Cette valeur est caractéristique des souches en ce qui concerne leur pouvoir acidifiant et leur sensibilité à l'acide lactique. La valeur
VM correspond, en ce qui concerne la Fig.3 à la pente maximale (point d'inflexion) de la courbe d'acidification et à la valeur maximale de la cinétique d'acidification telle que représentée aux Fig.4 a 9. Ainsi l'expérience a montré que les bactéries lactiques mésophiles, en cultures pures présentent des VM comprises entre 50.10-4 et 80.10-4 unités pH/mn alors que celles des bactéries lactiques thermophiles, en cultures pures, sont comprises entre 80.10-4 et 125.10-4 unité pH par minute.La réalisation de cultures mixtes permet d'atteindre des VM plus importantes, par exemple 220.10-4 unité pH par minute pour un levain lactique de
S.thermophilus et L.bularicus (voir Fig.6).

La troisième phase concerne le temps tM auquel est atteint la vitesse d'acidification maximale. Ce temps correspond au point d'inflexion de la courbe.dtacidifica- tion. Ce temps, pour une souche donnée et des conditions de culture constantes, en particulier la température, varie avec les conditions d'ensemencement du milieu de culture. A l'opposé, dans des conditions expérimentales identiques, il permet de comparer l'efficacité ou l'état physiologique de souches ayant subi des traitements différents. La Fig.10 montre pour un streptocoque thermophile, la courbe d'évolution de tM en fonction du logarithme de la dilution, c'est-à-dire des conditions d'innoculation. Les valeurs expérimentales de tM varient considérablement avec la dilution. Pour une souche dont l'activité acidifiante est jugée convenable tM varie de 100 minutes à 500 minutes pour des innoculations comprises entre 2 et 200 mg de bactéries lyophilisées par litre de milieu de culture.

La troisième grandeur, c'est-à-dire pHM correspond au pH mesuré lorsque le point d'inflexion de la courbe d'acidification est atteint, c'est-à-dire lorsque est atteinte la vitesse d'acidification maximale. Comme VM, pHM semble être fonction de la souche considérée et indépendant du niveau d'inoculation.

Toutefois le traitement des cinétiques d'acidification ne se limite pas à la détermination des trois grandeurs spécifiées ci-dessus. Sans passer par l'établis- sement d'un modèle mathématique général entraînant des solutions trop complexes, il est cependant essentiel de caractériser au mieux l'allure de la courbe cinétique. La demanderesse a ainsi été conduite à déterminer dix autres grandeurs caractéristiques définies ci-dessous, ces grandeurs apparaissant au tableau 1 où sont représentées leurs valeurs numériques respectives obtenues lors de quatre séries d'essais effectués dans des conditions différentes - La vitesse moyenne d'acidification, représentée par vmo correspond à la formule vmo = pH0+ pHM dans laquelle pHo est le pH initial (t = 0).

- Le temps de latence, noté ta, est défini arbitrairement comme le temps nécessaire pour obtenir une chute de pH égale a 0,05 unité pli.

- La vitesse moyenne d'acidification (le temps de latence étant exclu), indiqué par vma, permet de s'affranchir de la phase de latence. pHa, le pH fin de phase de latence, étant défini comme correspondant à une diminution du pH initial de 0,05 unité pH, ainsi pH, = pHo - 0,05 et ta correspond a l'instant où pH, est atteint.Cette vitesse moyenne d'acididication peut être représentée par la formule vina
La comparaison des trois vitesses précédemment définies, à savoir VM, vma et vmo, montre, comme cela ressort du tableau 1, qu'elles varient logiquement dans le même sens de façon décroissante selon l'inégalité suivante
VM > Vma > Vmo
Ces vitesses présentent des différences significatives permettant de les considérer comme de bons indicateurs de la vitesse d'acidification.

Plus la différence vma et vmo est importante, plus la phase de latence a été longue (ta élevé) ce qui traduit un retard à l'acidification qui doit être interprété en fonction de l'application réalisée. En fromagerie, un ta élevé indique un retard dans l'acidification dont la cause doit être recherchée dans la mise en oeuvre du procédé. Dans une étude comparative de levain, un ta élevé indique soit un
état physiologique dégradé, soit un taux d'innoculation
réduit.

- les grandeurs notéest95, nit501 bpH95 et pH50
traduisent l'allure des pics cinétiques en indiquant pendant
quels intervalles de temps et de pH respectivement, les
vitesses d'acidification restent supérieures à 95 % et 50 %
de leurs valeurs maximales (VM). Il s'ensuit qu'à titre
d'indication, les largeurs, à deux hauteurs, des "pics",
représentent chaque cinétique d'acidification. Sur le
tableau 1, on distingue des pics" très pointus,
correspondant généralement à des VM élevés, et des "pics"
très étalés, parfaitement représentés par les cultures
mixtes de mésophiles.Dans le tableau 1, les rapports en
pourcentage de ces grandeurs, à savoir nt95/nt50 et pH95/pH50, confirment ces tendances.

- étant donné que les pics présentent une certaine
dissymétrie (le ralentissement d'acidification étant plus
lent que son accélératio&commat;, la demanderesse a cherché à la
quantifier. A cet effet, on a considéré les vitesses
d'acidification établies en fonction du pH, et calculé quel
pourcentage de ss pH50 correspondait à la phase de
ralentissement. Avec les bactéries lactiques thermophiles,
on a obtenu un rapport tpH50/jpH50R compris entre 60 et
70 %, alors qu'il est voisin de 50 % pour les bactéries
lactiques mésophiles dont le pic, très applati, est
symétrique.

- dès que l'on s'éloigne de VM, la variation de
vitesse, c'est-à-dire l'accélération du phénomène, en
fonction du temps, est linéaire ou tend à l'être. Cela est
particulièrement vrai entre 50 % et 95 % de VM (voir plus
particulièrement Fig.4, 6 et 8). En conséquence, on a
déterminé l'accélération de l'acidification, indiquée par
A50/95, comme la pente de la variation de vitesse
d'acidification entre 50 % et 95 % de VM. Parallèlement,
entre 95 % et 50 % de VM, on a déterminé le ralentissement de l'acidification, indiqué par R95/50.

Le tableau 1 permet d'observer que A50/95 est toujours supérieur à R95/50 avec un rapport de 20 à 80 %, et que ces grandeurs varient, selon les souches et les conditions de culture, dans des proportions considérables, à savoir un rapport de 1 à 10 pour A50/95 et de 1 à 7 pour R95/50.

Les dispositifs selon la présente invention et en particulier ceux illustrés aux Fig.l et 2 et décrits cidessus, permettent de mesurer un certain nombre de données paramétriques permettant de définir l'allure des cinétiques d'acidification. L'ensemble des données paramétriques ainsi mises en évidence constitue un outil d'appréciation certain du matériel biologique et de sa mise en oeuvre.

L'invention trouve naturellement son application dans la caractérisation des levains lactiques, par exemple par comparaison de l'efficacité acidifiante de souches différentes. Il est également possible d'étudier l'activité acidifiante globale de mélange de souches et, en conséquence, de définir des mélanges idéaux alliant des propriétés acidifiantes aux autres propriétés technologiques recherchées, à savoir la texture, les arômes, et autres propriétés. On peut également, selon la présente invention, évaluer l'état physiologique et les conditions de démarrage des fermentations mettant en oeuvre les mêmes souches ayant subi soit des traitements différents, soit des traitements identiques, mais en opérant dans des conditions différentes.

De même, on peut réaliser l'étude de l'effet des modes et techniques de production (par exemple la fermentation et la réfrigération), de récoltes (par exemple l'ultrafiltration et la centrifugation) de conditionnement (par exemple l'utilisation de cryoprotecteurs, la congélation, la lyophilisation) de stockage (par exemple en température et en durée) et la réhydratation (par exemple en fonction du milieu, de la température et de la durée) sur l'état physiologique de souches ou de mélange de souches. On peut également étudier les milieux de production de levains du point de vue de leur amélioration, de leur simplification et autre. Il est également possible, selon la présente invention, de vérifier l'état physiologique d'un levain du commerce ou bien préparé en atelier.Dans tous les cas, le dispositif et le procédé s'appliquent avec, dans l'interprétation, des variantes fonction des objectifs recherchés.

Outre les levains destinés à l'industrie laitière, tous les autres levains lactiques, que l'on utilise par exemple pour l'ensilage, la salaison, la panification, l'oenologie et autres, peuvent être caractérisés par le procédé. La méthode peut s'étendre sous réserve d'interprétation adéquate des résultats, à tous types de matériels biologiques, par exemple les micro-organismes, les enzymes, les cellules végétales ou animales, présentant une fonction acidifiante associée à sa mise en oeuvre.

L'invention s'applique tout naturellement au suivi et au contrôle des fabrications fromagères et des fermentations des crèmes et des laits. En effet, la plupart des procédés de fabrication fromagère et autres fermentations de l'industrie laitière, par exemple les yaourts, les laits fermentés, les crèmes fermentées et autres, mettent en oeuvre des bactéries lactiques soit par ensemencement classique, par exemple au moyen de levain.

provenant de l'atelier à levain d'une usine, soit par ensemencement direct, en utilisant par exemple les levains lyophilisés ou congelés introduits dans les laits servant à la fabrication.

L'application du procédé et de son dispositif de mise en oeuvre comporte alors deux ou trois volets
- le premier volet correspond à l'acquisition des connaissances, jusque là inaccessibles, sur la cinétique d'acidification spécifique de la fabrication considérée
- le deuxième volet consiste à contrôler que la cinétique de référence, jugée idéale par l'ùtilisateur, est respectée lors de chaque fabrication
- le troisième volet, précédant éventuellement le deuxième, consiste à étudier les conditions de mise en oeuvre de la fabrication, à savoir la préparation de la matière première, la mise en oeuvre des souches choisies, le mode et le niveau d' inoculation, la qualité et les propriétés du produit etc, afin de la rendre optimale en intégrant la cinétique d'acidification comme critère de productivité et de qualité.A cet égard, il est donc utile de définir une cinétique de référence optimale telle que spécifiée pour le deuxième volet.

Par ailleurs, entrent également en compte, l'effet et le rôle de la température de la réaction biologique. En effet, aussi bien pour la caractérisation des levains qu'en fabrication industrielle, la température a un effet très sensible sur l'activité biologique en général et l'activité acidifiante en particulier. La notion de température optimale à laquelle on fait "fonctionner" un matériel biologique donné est essentielle. A cet égard, le dispositif et le procédé selon la présente invention constituent des outil essentiels pour étudier l'effet de la température sur la vitesse d'acidification et, si nécessaire, pour déterminer la température optimale d'utilisation des levains ou bactéries choisis.A titre d'exemple, dans le cas d'une bactérie lactique mésophile, le tableau 2 met en évidence l'effet de la température sur plusieurs grandeurs caractéristiques de la cinétique d'acidification tel que spécifié et défini précédemment.

Ainsi se trouve résolu selon la présente invention, le problème posé par la mise en évidence et le contrôle de l'activité acidifiante des agents de fermentation dans des milieux de fermentation grâce à un procédé et un dispositif permettant d'effectuer une pluralité de mesures du pH dans un intervalle de temps prédéterminé, suivi du traitement des données ainsi mesurées avant leur transfert dans un micro-calculateur à partir duquel elles peuvent être exploitées à des fins informatives sur le déroulement des fermentations et/ou pour le contrôle de ces dernières.

Il est clair que les formes et modes de réalisation décrits ci-dessus ne limitent en rien la' présente invention et que les références des revendications ne sont données qu'à titre purement informatif et nullement limitatif de l'invention.

grandeurs <SEP> VM104 <SEP> tM <SEP> pHM <SEP> vmo104 <SEP> vma <SEP> 104 <SEP> ta <SEP> #t95
<tb> caractéristiques <SEP> (U.pH.mn-1) <SEP> (mn) <SEP> (U.pH) <SEP> (U. <SEP> pH.mn-1) <SEP> (U.pH. <SEP> mn-1) <SEP> (mn) <SEP> (mn)
<tb> L. <SEP> bulgaricus <SEP> 398
<tb> culture <SEP> à <SEP> 40 C <SEP> B1 <SEP> 105 <SEP> 260 <SEP> 5,8 <SEP> 27,6 <SEP> 61,9 <SEP> 155 <SEP> 30
<tb> (3 <SEP> essais <SEP> sur <SEP> plateau, <SEP> fermenteur <SEP> 71) <SEP> E2 <SEP> 120 <SEP> 340 <SEP> 5,57 <SEP> 27,4 <SEP> 54,8 <SEP> 185 <SEP> 30
<tb> S.<SEP> thermophilus <SEP> 404 <SEP> E13 <SEP> 98 <SEP> 207 <SEP> 5,93 <SEP> 29,9 <SEP> 48,7 <SEP> 90 <SEP> 10,5
<tb> culture <SEP> à <SEP> 40 C
<tb> (3 <SEP> essais <SEP> sur <SEP> pla- <SEP> E17 <SEP> 94 <SEP> 215 <SEP> 5,6 <SEP> 30,2 <SEP> 48 <SEP> 90 <SEP> 13
<tb> teau, <SEP> fermenteur <SEP> 71)
<tb> <SEP> E21 <SEP> 86 <SEP> 225 <SEP> 5,94 <SEP> 27,1 <SEP> 46,7 <SEP> 105 <SEP> 14
<tb> cuiture <SEP> mixte
<tb> (S.<SEP> th <SEP> 404 <SEP> +L.b <SEP> 398) <SEP> E1 <SEP> 220 <SEP> 165 <SEP> 5,55 <SEP> 63,6 <SEP> 90,7 <SEP> 55 <SEP> 9
<tb> (e <SEP> essais <SEP> sur <SEP> plateau, <SEP> fermenteur <SEP> 71) <SEP> E2 <SEP> 207 <SEP> 170 <SEP> 5,9 <SEP> 58,8 <SEP> 86,3 <SEP> 60 <SEP> 9
<tb> cultures <SEP> mixtes <SEP> de
<tb> m6sophiles <SEP> E1 <SEP> 102 <SEP> 195 <SEP> 5,55 <SEP> 61,0 <SEP> 67,0 <SEP> 25 <SEP> 82,5
<tb> ESSAIS <SEP> à <SEP> 30 C
<tb> inoculum <SEP> 50/50 <SEP> mais
<tb> E1:0,2g/l/E2:0,1g/l <SEP> E2 <SEP> 89 <SEP> 245 <SEP> 5,46 <SEP> 50,2 <SEP> 56,2 <SEP> 35 <SEP> 95,5
<tb>

Tableau 1 (partie 1) : Récaitulation, pour 4 séries d'essais,
des grandeurs caractéristiques d'une cinétique d'acidification

Grandeurs <SEP> #t50 <SEP> #t95 <SEP> #pH95 <SEP> #pH50 <SEP> #pH95 <SEP> #pH50 <SEP> 104A50/95 <SEP> 104A50/95
<tb> caractéristique <SEP> #t50 <SEP> #pH50 <SEP> #pH50R
<tb> <SEP> (mn) <SEP> % <SEP> (U.pH) <SEP> (U.pH) <SEP> % <SEP> % <SEP> U.pHmn-2 <SEP> U.pH.mm-2
<tb> L. <SEP> bulgaricus <SEP> 398
<tb> culture <SEP> à <SEP> 40 C <SEP> E1 <SEP> 152 <SEP> 19 <SEP> 0,33 <SEP> 1,24 <SEP> 27 <SEP> 60,5% <SEP> 1,125 <SEP> 0,45 <SEP> 40%
<tb> (e <SEP> essais <SEP> sur <SEP> plateau
<tb> fermenteur <SEP> 71) <SEP> E2 <SEP> 156 <SEP> 19 <SEP> 0,37 <SEP> 1,48 <SEP> 25 <SEP> 59,5% <SEP> 1,22 <SEP> 0,67 <SEP> 55%
<tb> S.<SEP> thermophilus <SEP> 404 <SEP> E13 <SEP> 73 <SEP> 14 <SEP> 0,09 <SEP> 0,50 <SEP> 18 <SEP> 68,0% <SEP> 3,2 <SEP> 0,75 <SEP> 23%
<tb> culture <SEP> à <SEP> 40 C
<tb> (3 <SEP> essais <SEP> sur <SEP> plateuau <SEP> E17 <SEP> 78 <SEP> 17 <SEP> 0,125 <SEP> 0,54 <SEP> 28 <SEP> 70,0% <SEP> 2,7 <SEP> 0,85 <SEP> 31%
<tb> fermenteur <SEP> 71)
<tb> <SEP> E21 <SEP> 78 <SEP> 18 <SEP> 0,1 <SEP> 0,40 <SEP> 25 <SEP> 70,0% <SEP> 2,8 <SEP> 0,91 <SEP> 32%
<tb> culture <SEP> mixte
<tb> (S. <SEP> th <SEP> 404 <SEP> +L.b <SEP> 398) <SEP> E1 <SEP> 54 <SEP> 17 <SEP> 0,18 <SEP> 0,84 <SEP> 21 <SEP> 63,0% <SEP> 7,64 <SEP> 3,05 <SEP> 40%
<tb> (3 <SEP> essais <SEP> sur <SEP> plateau
<tb> fermenteur <SEP> 71) <SEP> E2 <SEP> 56,5 <SEP> 16 <SEP> 0,21 <SEP> 0,94 <SEP> 22 <SEP> 70,0% <SEP> 8,41 <SEP> 2,36 <SEP> 28%
<tb> cultures <SEP> mixtes <SEP> de
<tb> mésophiles <SEP> E1 <SEP> 208 <SEP> 40 <SEP> 0,83 <SEP> 1,84 <SEP> 46 <SEP> 51,0% <SEP> 0,88 <SEP> 0,64 <SEP> 72%
<tb> essais <SEP> à <SEP> 30 C
<tb> inoculum <SEP> 50/50 <SEP> mais
<tb> E1:0,2g/l/E2:0,1g/l <SEP> E2 <SEP> 217 <SEP> 44 <SEP> 0,77 <SEP> 1,6 <SEP> 48 <SEP> 50,0% <SEP> 0,81 <SEP> 0,69 <SEP> 85%
<tb> Tableau 1 (partie 2) :Récapitulation, pour 4 séries d'essais,
des grandeurs caractéristiques d'une cinétique d'acidification

<SEP> Bactérie <SEP> lactique <SEP> mésophile <SEP> (S. <SEP> lactis)
<tb> Température <SEP> vM.104 <SEP> pHM <SEP> TM <SEP> #pH50 <SEP> #pH95 <SEP> #t95 <SEP> #t50 <SEP> #t95 <SEP> #pH95
<tb> <SEP> #t50 <SEP> #pH50 <SEP> vmo.104
<tb> <SEP> ( C) <SEP> (UpH/mn) <SEP> (mn) <SEP> (mn) <SEP> (mn) <SEP> (%) <SEP> (%) <SEP> (UpH/mn)
<tb> <SEP> 27 <SEP> 102 <SEP> 5,95 <SEP> 76 <SEP> 1,31 <SEP> 0,4 <SEP> 12,5 <SEP> 68 <SEP> 18 <SEP> 30,5 <SEP> 79
<tb> <SEP> 30 <SEP> 147 <SEP> 5,85 <SEP> 65 <SEP> - <SEP> 0,3 <SEP> 10,5 <SEP> 55 <SEP> 19 <SEP> - <SEP> 95
<tb> <SEP> 33 <SEP> 144 <SEP> 5,95 <SEP> 60 <SEP> 1,24 <SEP> 0,4 <SEP> 14 <SEP> 40 <SEP> 35 <SEP> 32 <SEP> 101
<tb> Tableau 2 :Effet de la température réactionnelle
sur les grandeurs caractéristiques de la cinétique d'acidification
NOMENCLATURE GENERALE
VM Vitesse maximale d'acidification
vmo Vitesse moyenne d'acidification
vma Vitesse moyenne d'acidification temps de
latence exclu
ta Temps de latence
tM Temps auquel VM est atteinte
pHM pH auquel VM est atteinte
pHo pH initial
PHa pH en fin de phase de latence (arbitrairement
Plia = pHo - 0,05) #t95 Durée de l'acidification à une vitesse
supérieure à 95 % de VM (VM95) # t50 Durée de l'acidification à une vitesse
supérieure à 50 % de VM (VM50) btg5/t50 Rapport (en %) des durées#95 et At50 b pEg5 Variation de pH enregistrée lorsque la
vitesse d'acidification est supérieure à VMg5 a pH50 Variation de pH enregistrée lorsque la
vitesse d'acidification est supérieure à VM50 #pH95/#pH50 Rapport (en %) des variations de pH (ApH95.et pH50) pH50/#ph50R Pourcentage de variation de pH, lorsque la
vitesse d'acidification est supérieure à 50 s
de VM, correspondant à la phase de ralentis
sement de l'acidification
A50/95 Accélération de l'acidification entre VM50 et
VM95
R95/50 Ralentissement (décélération) de l'acidifi
cation entre VNgS et VM50

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de mise en évidence et de contrôle de l'activité acidifiante d'agents de fermentation dans des bains de fermentation, caractérisé en ce que l'on effectue par l'intermédiaire de moyens capteurs un certain nombre de mesures de pH et de température du bain de fermentation dans un intervalle de temps ajustable après quoi on exploite en temps réel ou différé les signaux ou données enregistrés qui sont traités par des moyens de traitement électroinformatiques qui assurent la standardisation des signaux, leur multiplexage et leur conversion analogique/numérique, l'ensemble des données ainsi numérisées étant transmises par liaison série à un micro-calculateur dont les logiciels assurent l'acquisition desdites données, leur traduction en grandeur physique et leur traitement, pour établir une cinétique d'acidification à partir de laquelle sont déterminés les paramètres caractéristiques de l'activité acidifiante choisis parmi la vitesse maximale d'acidification, la vitesse moyenne d'acidification, la vitesse moyenne d'acidification (temps de latence exclu), le temps auquel la vitesse ' maximale d'acidification est atteinte, le pH auquel la vitesse maximale d'acidification est atteinte, la durée de l'acidification à une vitesse supérieure à 95 % de la valeur maximale d'acidification (VM95), la durée de I'acidification-à une vitesse supérieure à 50 % de la vitesse maximale d'acidification (VM50), la variation de pH enregistrée lorsque la vitesse d'acidification est supérieure à VMgs, la variation de pH enregistrée lorsque la vitesse d'acidification est supérieure à VM50, l'accélération de l'acidification entre VM50. et VM95 et le ralentissement (décélération) de l'acidification entre VMgs et VMso, permettant ainsi de les transmettre à des moyens de visualisation et/ou de stockage de l'information, ces données étant éventuellement transférées à des moyens de contrôle de l'activité acidifiante desdits bains de fermentation.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de traitement électro-informatiques sont constitués par un système d'interface électronique de mesure (7).

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de visualisation et/ou de stockage sont constitués par un dispositif périphérique usuel (9, 10) choisi parmi les écrans de contrôle, les imprimantes, les disques, les cassettes et autres systèmes d'enregistrement et/ou de restitution des données.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens capteurs des valeurs de pH et de température sont constitués par des sondes à électrodes combinés (1, 5) coopérant avec des moyens transmetteurs électriques (6) de données au système d'interface électronique de mesure (7).

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de contrôle de l'activité acidifiante sont constitués par une interface de commande (12) coopérant avec des moyens actionneurs (13) aptes à modifier les paramètres de fermentation, par exemple la température.

6. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte - des moyens capteurs du pH et de la température (1, 5) - des moyens transmetteurs (6) des données mesurées par les moyens capteurs (1, 5) destinés à transférer ces dernières à des moyens de traitement électro-informatique (7) connectés à - un micro-calculateur (8) délivrant l'information à des moyens de visualisation et/ou de stockage de ladite information (9, 10) et susceptible de coopérer avec des moyens de contrôle (12, 13) des paramètres de fermentation.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de traitement microinformatique sont constitués par un système d'interface électronique de mesure (7).

8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que les moyens de visualisation et/ou de stockage sont constitués par un dispositif périphérique usuel (9, 10) choisi parmi les écrans de contrôle, les imprimantes, les disques, les cassettes et autres systèmes d'enregistrement et/ou de restitution de données.

9. Dispositif selon l'une, quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que les moyens capteurs des valeurs de pH et de température sont constitués par des sondes à électrodes combinées (1, 5) coopérant avec des moyens transmetteurs électriques desdites données (6) au système d'interface électronique de mesure (7).

10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les moyens de contrôle de l'activité acidifiante dans des milieux de fermentation sont constitués par une interface de commande (12) coopérant avec des moyens actionneurs (13) aptes à modifier les paramètres de fermentation, par exemple la température.