Comment bien conserver ses probiotiques ?

Quand il s’agit de choisir un probiotique efficace, le choix de souches ayant prouvé leur efficacité est essentiel. Mais pour être sûr qu’un complément probiotique exerce son effet sur la santé, il faut surtout qu’il ait été conservé dans de bonnes conditions, à l’abri de l’humidité, de la chaleur, de l’oxygène et de la lumière. Ces 4 facteurs peuvent en effet compromettre fortement la survie et les fonctions biologiques des souches qu’il contient. Quelles précautions doit-on prendre pour préserver la qualité d’un probiotique ? Quels packagings sont les plus efficaces ? Quelles solutions technologiques s’offrent aux fabricants ? Lesquelles sont vraiment satisfaisantes ? On fait le point. 

Première condition de l’efficacité d’un complément de probiotique : les microorganismes qui le composent doivent être vivants au moment de la prise, et leur machinerie cellulaire doit être intacte. Cette considération a priori simple implique de nombreuses problématiques techniques. Il est en effet extrêmement difficile de savoir, à un moment T, dans quelles proportions les microorganismes d’un probiotique sont vivants et dans quel état ils se trouvent. Ce critère dépend en effet de très nombreux facteurs liés à la nature des souches, aux modes de production, mais aussi aux conditions dans lesquelles ils ont été conservés entre leur sortie de l’usine et le moment où la gélule est avalée. 

La bataille des milliards d’UFC, un argument marketing trompeur

Si vous vous intéressez aux probiotiques, vous avez dû remarquer que depuis quelques années, la quantité de microorganismes contenus dans les gélules (les fameuses « UFC » pour Unité Formant Colonie) s'accroît progressivement. On trouve aujourd’hui des formules contenant 20, 30, parfois jusqu’à 40 milliards d'UFC par jour.

Pourquoi les augmentations vont bon train ? Selon certains fabricants, avec une plus grande quantité de microorganismes, on est sûr qu’il y aura toujours suffisamment de bactéries ou de levures vivantes pour exercer un effet physiologique, même si une partie meurt dans le flacon. Pourtant, selon le NIH (National Institute of Health), l’institut américain pour la santé, la bonne dose de probiotique se situe entre 1 et 10 millions d'UFC. Ainsi, un nombre plus important d'UFC ne constitue aucunement la garantie d’une meilleure efficacité d’un probiotique¹. En 2017, une méta-analyse (revue des études menées sur un sujet) s’est penchée sur les effets d’une augmentation de la quantité de probiotiques dans les formulations. Les résultats indiquent qu’en termes d’efficacité, il n’existerait aucun effet « dose-réponse » pour la grande majorité des souches de bactéries probiotiques². À l’inverse, on ne sait pas quels effets néfastes la présence d’une proportion importante de probiotiques morts dans une formulation pourrait avoir³. On sait en revanche que, chez certaines personnes, un nombre d'UFC trop important peut entraîner la survenue de ballonnements, de troubles de l’estomac, de gaz (météorisme), de nausées et de diarrhée qui peuvent impacter négativement les effets bénéfiques des probiotiques⁴. 

Ces observations sur l’inutilité d’un accroissement du nombre d'UFC sont en accord avec la définition même du terme « probiotique » par les experts de l’International Scientific Association for Probiotic and Prebiotic (ISAPP)⁵. Celle-ci contient la notion de « dose adéquate » pour exercer un bénéfice sur la santé (« Live microorganisms that, when administered in adequate amounts, confer a health benefit on the host »), c’est-à-dire ni trop, ni pas assez.

En effet, les études sont menées sur une souche précise permettent de définir une « dose efficace » que les fabricants sont censés respecter pour obtenir l’effet recherché.

Pourquoi les probiotiques meurent dans les flacons ?

Pour assurer leur survie dans les emballages même en l’absence d’eau, de nourriture (substrat) et d’un environnement de vie adéquat (idéalement au fond de nos intestins), les microorganismes, une fois produits industriellement par fermentation, sont placés par les fabricants dans un état particulier appelé « dormance ». Cet état va leur permettre de rester vivants plus longtemps, un peu comme une hibernation⁶ . Quand ils sont en dormance, les microorganismes ont des activités métaboliques réduites à leur minimum. Cet état est obtenu grâce à une dessiccation obtenue par lyophilisation ou par atomisation ; on dit que l’on diminue l’« activité de l’eau » des probiotiques. Cette dessiccation va faire passer la proportion d’eau dans les cellules de 70 % à moins de 10 % de leur poids total. 

En dormance, la majorité des fonctions biologiques des probiotiques (activités enzymatiques, expression des gènes, métabolisme énergétique…) sont conservées ce qui leur permet, lors de la réhydratation qui a lieu au moment de la prise, de restaurer rapidement leurs activités biologiques. Les microorganismes retrouvent alors leur métabolisme normal et peuvent exercer leurs effets bénéfiques. Problème : dans cet état de dormance, les microorganismes restent très sensibles aux facteurs environnementaux… même s’ils sont dans leur emballage⁷ ! En effet, une conservation dans un environnement trop humide ou trop chaud, une exposition à la lumière ou une mise en contact avec l’oxygène de l’air peuvent fortement compromettre la survie des microorganismes. 

Selon une étude de 2020, la formulation d’un produit n’a que peu d’effet sur la stabilité et la survie des microorganismes ; en revanche, le type d’emballage (protecteur ou non contre l’humidité, l’oxygène et la lumière), les conditions de stockage (maintien d’une température basse dans le temps) ainsi que le temps écoulé depuis la date de péremption ont un réel impact sur elles⁸ . 

C’est donc sur les conditions de conservation – plus que sur la quantité de microorganismes – qu’il convient d’agir pour assurer que les microorganismes sont bien vivants au moment de la prise.

Humidité : le paramètre le plus important dont personne ne parle

On ne le sait pas toujours, mais l’humidité est le premier facteur influençant négativement la stabilité des microorganismes pendant la durée de conservation d’un probiotique⁹ . Le fait qu’ils soient sous une forme lyophilisée, « dessiquée », les rend particulièrement sensibles à cette humidité.

Comme nous l’avons dit, l’absence d’eau dans les microorganismes est indispensable pour les maintenir en dormance. Cet état doit être maintenu jusqu’au moment où le consommateur prendra ses gélules. Si de l’humidité entre en contact avec le probiotique alors qu’il est encore dans son emballage (une atmosphère un peu trop humide peut suffire), celui-ci va être réactivé prématurément. Malheureusement, sans nutriments à disposition, sans environnement adéquat (proche de celui de l’intestin), les microorganismes vont tout simplement mourir. Ils seront alors dans l’incapacité d’exercer leurs effets lors de la prise. 

Le problème c’est que la gélule ne suffit pas à protéger le probiotique qu’elle contient de l’humidité. La protection doit donc venir de l’emballage (pot, tube, sachet…).

Chaleur, oxygène et lumière 

Les probiotiques peuvent théoriquement survivre même au-delà de leur date de péremption, grâce à leur état de dormance. Mais dans les faits, on retrouve souvent une mortalité plus ou moins importante des microorganismes. Comment l’expliquer ? 

Les études montrent que plus un probiotique a été conservé sur une durée de temps longue, plus il y a de risques qu’il ait été au contact non seulement de l’humidité, mais également de l’oxygène et de la lumière¹⁰ . 

Les effets de la chaleur

La chaleur est un activateur d’activité métabolique. Plus elle est élevée, plus les réactions biochimiques au sein des microorganismes ont de chance de se produire ; plus elle est basse, plus elles sont ralenties. Pour maintenir le plus longtemps possible l’état de dormance des probiotiques, mieux vaut donc maintenir les tubes au frais. 

Par ailleurs, les hautes températures peuvent tout simplement détériorer la machinerie cellulaire des probiotiques (dénaturation des protéines¹¹ ) ; une atmosphère trop chaude peut ainsi provoquer un stress et mener à la mort des bactéries¹² . Mais toutes les souches de probiotiques n’ont pas la même sensibilité à la chaleur. La levure Saccharomyces boulardii et certains probiotiques de la famille des Bacillus sont par exemple résistants à la chaleur et peuvent être conservés à température ambiante. La plupart des probiotiques appartenant aux familles des Lactobacillus et des Bifidobacterium y sont en revanche sensibles. 

Quand il est conservé à température ambiante, un probiotique peut perdre 10 à 15 % de sa population chaque mois. Il mérite donc d’être placé au réfrigérateur, avec une conséquence – et pas des moindres – que la réfrigération entraîne une condensation de l’humidité de l’air et une mise en contact des souches avec de l’eau¹³ . 

Les effets de l’oxygène

La plupart des probiotiques sont des microorganismes dits « anaérobies stricts » : ils sont capables de vivre dans des environnements sans oxygène, comme c’est le cas dans les intestins. Contrairement à nous, la présence d’oxygène leur est particulièrement néfaste. 

Cette molécule de l’air peut en effet affecter non seulement leur survie, mais également leur prolifération. Elle exerce sur eux un effet toxique direct et peut être à l’origine de la production de molécules redoutables pour l’intégrité de leurs microstructures (notamment de l’ADN) : les radicaux libres appelés ROS (reactiv oxygen species pour espèces réactives de l’oxygène en français). On trouve parmi ces ROS les peroxydes et les superoxydes¹⁴ .

Les effets de la lumière

La lumière (ou l’exposition directe aux rayons du soleil) est susceptible de dégrader les probiotiques et d’entraîner leur mort¹⁵ . Celle-ci peut aussi entraîner une augmentation de la température dans l’emballage qui est néfaste pour les probiotiques.

Souches non identifiées : prenez des précautions !

Les solutions packaging pour conserver les probiotiques

Protection contre l’humidité

Nous l’avons vu, l’eau est l’ennemi n°1 des probiotiques. Il faut donc absolument protéger les compléments alimentaires de toute source d’humidité (notamment celle qui se trouve naturellement dans l’air). 

Une fois que les probiotiques ont été lyophilisés, ils doivent donc être conditionnés dans des emballages les plus imperméables possible à l’humidité. Ceux-ci doivent présenter un taux de transmission de vapeur d’eau (moisture vapor transmission rates ou MVTR) le plus bas possible¹⁶ .

Les emballages en carton 

Ils sont bien sûr à éviter à tout prix en raison de leur très forte perméabilité à l’humidité extérieure. 

Les emballages en plastique 

On retrouve deux grandes catégories de matériaux plastiques :

Le PET (polyéthylène téréphtalates) : il est souvent retrouvé comme emballage des probiotiques alors que cette matière plastique laisse migrer de trop grandes quantités de molécules d’eau (son indice MVTR est de 2). Ce n’est donc pas une bonne option ;

Le PEHD (polyéthylène haute densité) : c’est une matière plus efficace que le PET pour freiner la migration de l’eau, mais le passage des molécules reste possible (MTVR de 0,5). 

Il faut savoir qu’à l’heure actuelle, les flacons en plastique sont les plus utilisés pour conditionner les probiotiques. Il existe pourtant des solutions plus efficaces pour avoir la juste dose de colonies vivantes au moment de la prise.

Les flacons en verre et en aluminium 

Ce sont des matériaux parfaitement étanches puisque leur MTVR est de zéro à condition que les flacons soient équipés d’un bouchon avec un joint adhérant parfaitement.

Deux bémols cependant : 

Comme n’importe quel flacon, le problème c’est qu’à chaque ouverture, de l’humidité pénètre par l’ouverture. Et plus le nombre de gélules dans le flacon est important, plus on va devoir ouvrir et fermer le tube de nombreuses fois avant d’arriver à la dernière gélule, et plus les probiotiques seront exposés souvent à une arrivée d’humidité. Pour régler ce problème, les fabricants peuvent utiliser des sachets ou des canisters de dessiccants qui vont absorber l’humidité. Malheureusement, ce procédé ne suffit pas à la supprimer totalement.

Il y a un problème majeur avec les tubes en aluminium. Même si ce matériau est léger, pratique et recyclable à l’infini, ses conditions d’extraction ont de nombreuses conséquences écologiques néfastes. Elles génèrent en effet des quantités importantes de gaz à effet de serre et de nombreux résidus toxiques pour l’environnement. De plus, son exploitation se fait dans des mines à ciel ouvert qui érodent les sols et détruisent la faune et la flore¹⁷ , c’est d’ailleurs une des raisons pour lesquelles Dynveo n’a pas retenu cette option.

Les blisters 

Malgré une relative bonne capacité à protéger les gélules de probiotiques de l’humidité, les blisters engendrent une quantité non négligeable de déchets non recyclables. Dynveo porte une attention particulière aux problèmes des déchets ; c’est pour cette raison que cette solution n’a pas été retenue non plus.

Les flacons « actifs »

Ce sont des packagings innovants permettant de protéger efficacement les actifs les plus sensibles. Leur action repose sur l’intégration à l’intérieur même des parois des tubes d’une couche de polymères à laquelle vont être intégrés des agents ayant différents types de fonctions : absorption de l’humidité ou de l’oxygène, protection contre les microbes, etc. 

Par exemple, la technologie CSP Active-vial^TM développée par AptarGroup Inc. permet de protéger très efficacement les complexes probiotiques contre l’humidité. Ce sont pour ces flacons Aptar, parmi les plus performants à l’heure actuelle, que Dynveo a opté. Ceux-ci garantissent la survie des souches 2 ans après le conditionnement dans le flacon. Ils permettent en particulier de protéger les souches de l’humidité qui entre à chaque ouverture du flacon.

Protection contre la chaleur, l’oxygène et la lumière

Chaleur

À quelques exceptions près, dont fait partie la levure Saccharomyces boulardii, il convient de conserver les probiotiques au frais. L’idéal est de les placer au réfrigérateur, à une température comprise entre 2 et 8 °C à laquelle la majorité des probiotiques restent stables¹⁸ . Mais c’est une solution pas toujours pratique lorsque l’on est amené à se déplacer ou à partir en voyage.

De manière générale, les conseils sur l’emballage indiquent les conditions de stockage du complément probiotique. Il faut en revanche : 

Éviter de laisser un probiotique dans l’air ambiant si la température est supérieure à 25 °C dans le domicile ;

Éviter les changements trop abrupts de température ainsi que les températures supérieures à 50 °C.

Oxygène

Il n’y a malheureusement pas grand-chose à faire pour protéger les probiotiques de l’oxygène. À partir du moment où l’on ouvre le flacon, les bactéries ou les levures vont être en contact avec l’oxygène de l’air. Il faut en revanche bien fermer le flacon après chaque utilisation afin de limiter cette exposition. 

Lumière

Pour les protéger contre la lumière, mieux vaut éviter les contenants transparents, comme le verre, le plastique translucide ou les blisters transparents.

Des additifs pour conserver les probiotiques ?

Nous avons vu que la survie d’un probiotique et le maintien de l’intégrité de ses fonctions biologiques dépendent de l’emballage et de la nature des souches. Un autre moyen d’assurer la stabilité des microorganismes existe, c’est le recours aux additifs. Problème : nombre d’entre eux sont controversés. Voici quelques exemples d’additifs couramment utilisés dans la formulation des probiotiques.

Le phosphate de calcium

C’est un additif utilisé comme antioxydant et régulateur d’acidité, mais aussi anti-agglomérant et stabilisant. Les études montrent que, consommé en excès, il pourrait être nocif pour les reins et le système cardiovasculaire¹⁹ .

La cellulose microcristalline

Cet agent de texture se présente sous la forme d’une poudre blanche inodore et sans saveur utilisée comme anti-agglomérant. Plusieurs études ont montré qu’une consommation élevée était associée à des risques plus importants de maladies cardiovasculaires²⁰ .

Le carboxyméthylcellulose

Cet additif est un stabilisant et un agent d’enrobage. L’étude NutriNet-Santé a montré récemment que sa consommation était associée à un risque majoré de maladies cardiovasculaires et coronariennes²¹ .

Le dioxyde de silicium

Cet additif utilisé comme antiagglomérant est soupçonné d’avoir des effets toxiques sur les cellules : modification de l’expression des gènes et perturbation des cycles cellulaires. Il pourrait également augmenter la production de radicaux libres²² .

La micro-encapsulation, une solution pour la conservation ?

Lors de leur trajet le long du tube digestif, avant leur arrivée dans le côlon – leur principal site d’action –, les probiotiques vont subir des attaques par les sucs digestifs qui sont redoutables pour leur survie (acide chlorhydrique de l’estomac, bile, etc.).

Pour assurer leur viabilité ainsi que leur vitalité, les fabricants utilisent la micro-encapsulation. C’est une technique qui permet d’isoler et ainsi de protéger les microorganismes du milieu qui les entourent. Elle améliore également la survie des souches durant certaines étapes de la production et du stockage. 

La micro-encapsulation se fait au moment de la mise en dormance des microorganismes (lyophilisation). Elle repose sur des procédés physiques et chimiques qui vont permettre de littéralement encapsuler les bactéries ou les levures dans de minuscules sphères protectrices mesurant quelques centaines de micromètres. Ces procédés ne sont pas sans risque.

Un process qui pourrait exposer les probiotiques à la chaleur 

La micro-encapsulation des probiotiques implique une étape de séchage par atomisation au cours de laquelle les microparticules (bactéries ou levures enrobées) vont subir des températures relativement élevées. Les process industriels ont fait de nombreux progrès pour résoudre ce problème. Il peut cependant, en fonction de la technique adoptée, subsister un risque de stress thermique et oxydatif qui peut conduire à une perte de viabilité des microorganismes.

Un recours incontournable aux additifs 

De nombreux additifs différents peuvent être utilisés pour micro-encapsuler les probiotiques. Ces additifs doivent être sans danger pour la santé et être faciles à biodégrader. 

On peut retrouver dans les microcapsules une multitude de substances. Certaines sont relativement naturelles : 

• Pectine (composé végétal présent dans la paroi de nombreux fruits et légumes), 
• Gomme arabique (exsudat de sève), 
• Collagène (protéine structurale de l’organisme), 
• Whey protéine (protéines de lactosérum),
• Amidon (présent dans les féculents)

D’autres le sont beaucoup moins ; c’est le cas de la carboxyméthylcellulose que l’on retrouve souvent dans les compléments de probiotiques du marché et dont nous avons vu les effets potentiellement néfastes sur la santé.

Il n’est cependant pas toujours possible de connaître précisément les additifs utilisés pour la micro-encapsulation d’un probiotique. Secret industriel oblige, les industriels ne les indiquent pas toujours dans la liste d’ingrédients.

Pour les probiotiques bio, ces additifs doivent être issus à au moins 95 % de l’agriculture biologique.

Le choix de Dynveo

Pour assurer une protection maximale des 4 souches bactériennes de son produit Probio4, afin que la survie et le fonctionnement optimal des microorganismes puissent être certifiés, Dynveo a fait le choix de la technologie Aptar. Les flacons Aptar permettent plusieurs choses :

Que le nombre de microorganismes soit conforme à l’étiquette et certifié jusqu’à la date limite d’utilisation optimale (DLUO) ;

D’éviter le recours à des anti-agglomérants controversés ;

D’éviter d’avoir à micro-encapsuler les bactéries et ainsi de recourir à des additifs obtenus par des procédés chimiques.

Sources

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2 -  Ouwehand AC. A review of dose-responses of probiotics in human studies. Benef Microbes. 2017 Apr 26;8(2):143-151. doi: 10.3920/BM2016.0140. Epub 2016 Dec 23. PMID: 28008787.

3 -  https://isappscience.org/dead-bacteria-not-probiotics/

4 - https://www.insider.com/guides/health/diet-nutrition/can-you-take-too-many-probiotics

5 -  https://isappscience.org/for-scientists/resources/probiotics/

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9 -  Abe, F.; Miyauchi, H.; Uchijima, A.; Yaeshima, T.; Iwatsuki, K. Effects of storage temperature and water activity on the survival of bifidobacterial in powder form. Int. J. Dairy Technol. 2009, 62, 234–239. [Google Scholar] [CrossRef]

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12 -  https://isappscience.org/how-do-probiotics-stay-alive-until-they-are-consumed/

13 -  https://guthealthimprovement.com/probiotics-shelf-life/

14 -  Korbekandi H, Mortazavian AM, Iravani S (2011) Technology and stability of probiotic in fermented milks containing probiotics and prebiotics In: Probiotic and prebiotic foods: technology, stability and benefits to the human health. Shah, N.P., da Cruz, A.G., Faria, J.A.F. (Eds.), Nova Science Publishers, Inc. USA. [Ref list]

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18 -  https://internationalprobiotics.org/wp-content/uploads/2019-IPA-Probiotic-Manufacturing-Guidelines.pdf

19 -  https://www.lanutrition.fr/phosphates-les-autorites-de-sante-reevaluent-ces-additifs-controverses

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21 - Sellem L, Srour B, Javaux G, Chazelas E, Chassaing B, Viennois E, Debras C, Salamé C, Druesne-Pecollo N, Esseddik Y, de Edelenyi FS, Agaësse C, De Sa A, Lutchia R, Louveau E, Huybrechts I, Pierre F, Coumoul X, Fezeu LK, Julia C, Kesse-Guyot E, Allès B, Galan P, Hercberg S, Deschasaux-Tanguy M, Touvier M. Food additive emulsifiers and risk of cardiovascular disease in the NutriNet-Santé cohort: prospective cohort study. BMJ. 2023 Sep 6;382:e076058. doi: 10.1136/bmj-2023-076058. PMID: 37673430; PMCID: PMC10480690.

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