Les facteurs environnementaux impactant la survie des probiotiques
De leur production à leur consommation, les compléments alimentaires probiotiques sont soumis à 4 stress majeurs. Entre l’humidité, la chaleur, l’oxygène et l’acidité, chacun a son rôle sur la survie des probiotiques :
- Production et conditionnement : Humidité, chaleur et oxygène
- Transport : Humidité, chaleur et oxygène
- Stockage : Humidité, chaleur et oxygène
- Consommation : Acidité et enzymes digestives
Les souches probiotiques sont en dormance lorsqu’elles sont sous forme de poudre sèche. L’apport d’humidité et de chaleur contribue à les « réveiller », mais dans un environnement non adéquat à leur survie (absence d’un milieu aqueux suffisant et de nourriture), créant ainsi une mortalité cellulaire.
La majorité des souches probiotiques d’intérêt ont été isolés de milieux anaérobies (sans oxygène) : lait maternel, fèces, etc… Elles sont tolérantes à une certaine quantité d’oxygène mais préfèrent un environnement où sa teneur est faible.
Les souches probiotiques sont très sensibles à l’acidité stomachale et aux enzymes digestives, qui sont les 1ères barrières de notre organisme ayant pour objectif de le protéger d’ « envahisseurs externes ». Sans protection particulière, c’est généralement plus de 90% des bactéries probiotiques encore viables après les étapes de production, conditionnement, transport et stockage qui sont tuées lors du passage de l’estomac !
Les solutions existantes pour optimiser l’efficacité d’un produit fini probiotique
Différentes solutions existent pour optimiser la survie des probiotiques tout au long de leur vie :
- La chaleur :
- Sous température contrôlée lors de la production, le conditionnement et le stockage
- Transport et stockage réfrigéré
- L’oxygène
- Conditionnement sous azote
- Intégration d’agents absorbant l’O2 dans le conditionnement primaire
- L’humidité :
- Sous hygrométrie contrôlée lors de la production, le conditionnement et le stockage
- Conditionnement avec dessiccants
- Excipients sur-séchés
- L’acidité :
- Micro encapsulation
- Gélules gastrorésistantes
- Excipient gastrorésistant
La réalisation des étapes de production et conditionnement en température et hygrométrie contrôlées est idéale pour limiter l’augmentation de l’activité de l’eau (Aw) du produit. Ainsi, il permet d’optimiser la survie des souches tout au long de la vie du produit fini. Les étapes de transport et de stockage en condition réfrigérée permet également de préserver les souches de l’effet délétère de températures trop élevées. Mais il est peu utilisée du fait des coûts associés.
Le conditionnement sous azote (ou l’utilisation d’agents absorbant l’O2
Le conditionnement sous azote ou l’utilisation d’agents absorbant l’O2 dans le conditionnement primaire (3-Phase Activ-PolymerTM technology / Activ-BlisterTM Solutions par exemple) permet de piéger l’oxygène dans l’environnement immédiat des souches. Cela favorise la survie des probiotiques.
L’utilisation de dessiccants
L’utilisation de dessiccants dans le conditionnement primaire (bouchon et/ou paroi des tubes par exemple) permet d’éviter la prise d’humidité du mélange probiotique. Il peut même diminuer l’Aw initiale du produit quelques jours après son conditionnement. Lorsqu’on opte pour un excipient surséché (excipient dont l’Aw a été diminuée par une opération de séchage), celui-ci permet de diminuer l’Aw initiale du produit et donc de diminuer la mortalité cellulaire au cours du temps.
La micro encapsulation de souches
La microencapsulation de souches est efficace pour lutter contre l’acidité gastrique. Cependant peu de souches microencapsulées sont commercialement disponibles du fait du coût élevé de cette technique. L’utilisation de gélules gastrorésistantes (DRcaps® par exemple) permet de préserver les souches bactériennes de l’acidité gastrique sans avoir recours à la microencapsulation. De même, l’utilisation d’un excipient gastrorésistant (Algalithe P®) permet de préserver les souches de l’acidité grâce à la formation d’une barrière protectrice au contact d’une solution acide, qui disparait dans l’intestin lorsque le pH augmente pour libérer les souches dans leur site d’action.
Conclusion
Ainsi, la façon la plus efficace de préserver la viabilité des souches probiotiques tout au long de leur vie est d’associer plusieurs de ces solutions ensemble pour lutter efficacement contre les facteurs environnementaux délétères à leur survie et optimiser ainsi leur efficacité in vivo.