13/8/2025

Optimiser la production de probiotiques : guide complet

De la sélection des souches à la formulation finale, la production industrielle de probiotiques repose sur un processus précis pour garantir viabilité, stabilité et efficacité

FERMENTATION INDUSTRIELLE DES SOUCHES BACTERIENNES

Les probiotiques sont des micro-organismes vivants qui confèrent un bénéfice pour la santé lorsqu’ils sont consommés en quantités adéquates. Leur fabrication repose sur un processus de fermentation industrielle, qui nécessite une maîtrise rigoureuse des paramètres biologiques et physico-chimiques afin de garantir la viabilité et l’efficacité des souches. Cette industrie, qui s’appuie sur des technologies avancées, est soumise à des normes de qualité strictes pour assurer la pureté, la stabilité et la sécurité des produits finaux.

Cet article propose un tour d’horizon détaillé des étapes clés de la fabrication des probiotiques, des tendances émergentes et des défis auxquels le secteur est confronté.

Le rôle stratégique des probiotiques en santé et nutrition

Les probiotiques sont aujourd’hui incontournables dans plusieurs domaines :

  • Alimentation et compléments alimentaires : ils participent à l’équilibre du microbiote intestinal et soutiennent la santé digestive, maintiennent la barrière intestinale, régulant le métabolisme et le poids. Ils stimulent les défenses naturelles, jouent     sur l’axe intestin-cerveau, participent à l’équilibre du microbiote vaginal etc.
  • Applications en nutri-cosmétique : les probiotiques peuvent également jouer sur le dialogue intestin-peau.
  • Industrie pharmaceutique : certains     probiotiques ont démontré des effets cliniques spécifiques et sont utilisés comme médicaments microbiotiques.
  • Applications vétérinaires et agricoles : ils permettent d’améliorer la santé animale et végétale via la modulation du microbiome.

Leur efficacité repose sur la sélection rigoureuse des souches bactériennes et sur un processus de fabrication maîtrisé, garantissant leur survie et leur activité après ingestion.

Les grandes étapes de la fabrication industrielle des probiotiques

La production de probiotiques en fermentation industrielle repose sur un processus en plusieurs étapes, visant à cultiver des bactéries dans des conditions optimales tout en préservant leur intégrité fonctionnelle.

1. Sélection et préparation de la souche

Avant toute production, les souches bactériennes sont sélectionnées en fonction de leurs propriétés bénéfiques et de leur capacité à survivre aux conditions industrielles et digestives. Elles sont maintenues sous forme de cultures de référence – ou dites« cultures-mères » – conservées à très basse température (-80°Cou en cryoconservation à l’azote liquide).

2. Fermentation en bioréacteur ou fermenteur

La phase de fermentation est le cœur du processus. Elle repose sur la culture des bactéries dans un milieu nutritif spécifique à chaque souche, sous conditions contrôlées :

  • Température et pH optimaux pour maximiser la croissance bactérienne,
  • Aération et agitation pour garantir l’homogénéité du milieu et l’apport en oxygène (dans le cas de bactéries aérobies),
  • Suivi en temps réel des paramètres de croissance (densité cellulaire, métabolites produits).

Les fermenteurs industriels permettent une culture en batch, fed-batch ou en continu, selon l’espèce bactérienne et les objectifs de production.

3. Séparation et concentration

Une fois la phase exponentielle de croissance atteinte, les cellules bactériennes sont récupérées par centrifugation ou par filtration tangentielle. L’objectif est d’éliminer le milieu de culture tout en préservant une haute viabilité des souches. Elles sont ensuite concentrées sous forme de biomasse bactérienne, qui peut être directement utilisée ou soumise à d’autres traitements pour prolonger sa stabilité.

4. Stabilisation par lyophilisation ou spray-drying

Pour assurer la conservation des probiotiques, la biomasse bactérienne est stabilisée via deux principales technologies :

  • lyophilisation (freeze-drying) : ce procédé de déshydratation par sublimation et très basse pression permet une conservation longue durée avec une excellente préservation de la viabilité. Il est privilégié pour les souches sensibles à la chaleur.
  • spray-drying : cette     technique consiste à pulvériser la biomasse dans un flux d’air chaud, permettant un séchage rapide. Moins coûteuse que la lyophilisation, elle est toutefois moins adaptée aux bactéries thermosensibles.

Des cryoprotecteurs et stabilisants (lactose, protéines, polysaccharides) sont ajoutés pour améliorer la résistance des cellules aux contraintes du séchage et du stockage.

5. Formulation et conditionnement

Les probiotiques stabilisés sont ensuite incorporés dans diverses formes galéniques, adaptées aux applications finales :

  • Poudres pour gélules ou sachets
  • Mélanges avec prébiotiques (synbiotiques)
  • Incorporation dans des matrices alimentaires (yaourts, boissons, barres nutritives)

Le conditionnement doit protéger les souches des facteurs environnementaux(humidité, oxygène, lumière) pour garantir leur stabilité jusqu’à la consommation.

La fabrication industrielle des probiotiques repose sur un processus complexe et hautement contrôlé, allant de la fermentation des souches bactériennes à leur stabilisation et formulation. L’intégration de technologies avancées permet d’améliorer l’efficacité et la viabilité des probiotiques.

En restant à la pointe des innovations et en respectant des standards de qualité rigoureux, l’industrie des probiotiques peut continuer à répondre aux enjeux de la nutrition et de la santé du futur.

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