Désinfection chimique des surfaces dans l'industrie alimentaire
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SAUNIER Célie DRIENCOURT Benoit
Désinfection Chimique des Surfaces dans l’Industrie Alimentaire
UE Mic-‐20 – Master 2 Microbiologie
Faculté des Sciences et Techniques – Université de Lorraine – Nancy 1
Sommaire Introduction p3 1. La désinfection des surfaces en industrie alimentaire p3 2. Le contexte réglementaire p6 3. Les produits existants p9 Conclusions p11 Sources p11
Introduction L’industrie agroalimentaire (IAA) représente le premier secteur industriel français. Elle compte en 2010 environ 13 500 entreprises, représentant 147 milliards d’euros de chiffre d’affaires et 415 000 salariés, représentant ainsi le premier employeur industriel. La France se situe également au quatrième rang mondial des pays exportateurs de produits alimentaires (13% des exportations totales proviennent de ce secteur). L’industrie agroalimentaire française est donc de grande importance dans le pays, et se doit d’être irréprochable. Dans le cadre de l’Unité d’Enseignement « Qualité Sécurité Environnement », nous avons dû développer une démarche scientifique et économique autour d’un sujet précis, relatif à un des thèmes proposés. Notre thème étant « Désinfection industrielle », nous avons choisi d’orienter nos recherches sur la désinfection en industrie alimentaire au moyen de produits liquides.
En nous plaçant comme chargés de mission, nous exprimons, à la fin, notre avis subjectif quant au choix d’un produit particulier, dans le but de désinfecter les surfaces de notre employeur fictif. Après une description scientifique de la désinfection en industrie alimentaire, nous aborderons l’aspect normatif puis les différents produits existants. En conclusion nous réfléchirons à l’avenir des désinfectants industriels.
1. La désinfection des surfaces en industrie alimentaire L’industrie alimentaire transforme des matières premières issues de l’agriculture, de l’élevage ou de la pêche en produits alimentaires destinés essentiellement à la consommation humaine. L’homme étant sensible aux infections microbiologiques, il est indispensable que sa nourriture soit parfaitement saine. Hélas, les matières premières brutes sont infestées de divers microorganismes susceptibles de causer de graves pathologies humaines. Il convient donc de débarrasser les aliments des bactéries, champignons et virus à un moment ou à un autre dans la chaîne de production ; ou au moins, en limiter la croissance. Par abus de langage, nous désignerons les microorganismes par le mot « bactéries » puisqu’elles représentent la menace majeure dans l’industrie alimentaire.
Pour ce faire il existe plusieurs techniques comme le traitement thermique des matières. Aussi il faut s’assurer que l’environnement de la chaîne de production est sain. Il est inutile d’agir sur la croissance bactérienne dans un aliment s’il est souillé à nouveau par une source de bactéries en aval de la chaîne. La démarche HACCP (Analyse des dangers et points critiques pour leur maîtrise) est un système de gestion qui définit les étapes critiques de la chaîne de production qu’il faudra respecter pour garantir un produit sans danger. Une de ces étapes peut être la désinfection systématique d’un plan de travail avant que le risque de contamination ne soit trop élevé.
Pour la découpe de pièces de viande par exemple, il est important de limiter la
prolifération bactérienne périodiquement car la viande apporte elle-‐même des bactéries et des nutriments. Un plan de travail souillé est le siège d’une croissance bactérienne qui peut devenir dangereuse dans une certaine mesure. C’est là qu’interviennent les désinfectants.
1.1 Qu’est-‐ce qu’un désinfectant ? Un désinfectant (ou anti-‐bactérien ou biocide) est un produit chimique ou physique qui tue ou élimine les microorganismes et/ou inactive les virus indésirables sur des milieux inertes contaminés. Le résultat de cette désinfection est limité aux microorganismes et/ou virus présents au moment de l’opération. Les milieux inertes concernés sont des surfaces, des objets ou des milieux (eau, air). Mais un désinfectant peut aussi être employé sur un milieu vivant (peau, plaie, cavité naturelle). On distingue les désinfectants des antiseptiques destinés au traitement des infections.
La stérilisation par contre consiste à « éliminer » tous les microorganismes vivants
portés par un objet parfaitement nettoyé, tout en maintenant l’intégrité physique, chimique, mécanique et organoléptique de l’objet et en conservant l’état stérile obtenu dans le temps et dans l’espace tant que l’intégrité de l’emballage sera maintenue.
1.2. Mécanismes d’action des désinfectants Il existe de multiples produits chimiques ayant des propriétés biocides. Mais d’autres critères sont importants dans le choix d’un désinfectant: • Le coût • Le spectre d’action (nombre d’espèces pathogènes touchées) • L’effet (nombre de log10 de microorganismes abattus) selont le temps de contact et la concentration • La corrosivité • La dangerosité (inflammabilité) • La toxicité vis à vis du personnel et des aliments dans l’usine • L’impact environnemental
1.2.1. Les alcools Ethanol et Isopropanol sont parfois utilisés comme désinfectants mais plus souvent comme antiseptiques. En effet ils sont non corrosifs mais sont inflammables. Aussi, leur activité résiduelle est limitée puisqu’ils s’évaporent rapidement. Ils sont plus efficaces s’ils sont dilués à 70% dans l’eau, cela leur permet une meilleure diffusion à travers les membranes cellulaires, leur permettant de dénaturer plus de protéines que les alcools purs qui ne touchent que les protéines extra-‐membranaires. On peut aussi mélanger l’éthanol et l’isopropanol pour inactiver les virus enveloppés de lipides (HIV, HAV, HBV). L’acide dodécanoïque améliore aussi leur efficacité. Ils sont peu efficaces contre les champignons et les spores bactériennes.
1.2.2. Les aldéhydes Les aldéhydes comme le formaldéhyde et le glutaraldéhyde ont un fort pouvoir biocide et sont sporicides et fongicides. Hélas, des bactéries développent une résistance au glutaraldéhyde. Aussi, il peut causer de l’asthme et autres pathologies. Les aldéhydes dénaturent les protéines.
1.2.3. Les agents oxydants Ils oxydent la membrane des microorganismes, causant une perte de structure et la lyse cellulaire qui conduit à la mort : • L’hypochlorite de sodium communément appelé Eau de Javel • Le peroxyde d’hydrogène est utilisé dans les hopitaux • L’ozone décompose les molécules organiques • L’acide paracétique est stable face aux catalases et peroxydases des microorganismes • L’acide performique. Très efficace et répandu dans l’industrie alimentaire
1.2.4. Les phénols Peu représentés dans l’industrie alimentaire. Certains phénols sont corrosifs et cancérogènes.
1.2.5. Les ammonium quaternaires Populaires dans l’industrie alimentaire, on les associe aux phénols pour améliorer leur efficacité face aux composés organiques. Ils agissent en désintégrant les membranes cellulaires. Ils montrent une faiblesse sur les endospores et virus non-‐enveloppés.
1.2.6. L’argent 2 modes d’action : • L’ion argent désactive les protéines métaboliques et structurelles, menant à la mort microbienne. • Le citrate d’argent (SDC) est considéré comme un nutriment et rentre dans le microbe. L’ion argent va ensuite dénaturer l’ADN, menant l’organisme à sa mort. Cette double action fait de l’argent un désinfectant redoutable contre un large spectre de microorganismes. Il n’est pas toxique, pas caustique, sans odeur ni goût et ne produit pas de composés toxiques.
1.2.7. Le cuivre Il réduit de plus de 103 la contamination bactérienne en moins de deux heures. Le cuivre et les alliages de cuivre ont un avenir prometteur dans la désinfection. Les macanismes d’action du cuivre sont divers et complexes mais on sait qu’il agit sur la structure des protéines, il participe à la formation de radicaux oxydants, interagit avec les lipides…
1.2.8. Autres Le polymère biguanide agit sur la stabilité membranaire. L’acide lactique, peu coûteux, commence à intéresser le marché.
1.3. Les surfaces dans l’industrie alimentaire Pour faciliter la désinfection, l’industrie alimentaire emploie des surfaces résistantes à la corrosion et à l’usure mécanique. Des cavités qui se forment sur une surface risquent d’abriter des colonies bactériennes sources de contamination. L’acier inoxidable (dit Inox) est le produit phare de l’alimentation. Il se raye difficilement et est résistant aux produits de nettoyage et de désinfection. Pour les sols, le carrelage est très courant, pour les mêmes raisons que l’acier, mais il est moins cher et plus lourd. On trouve aussi des plastiques pour divers usages. Les plans de travail trop exposés aux coups et aux lames sont composés de plastique dur. Dans ce cas la surface est changée régulièrement. Pour citer quelques surfaces qu’il est courant de désinfecter : • Les sols sur lesquels ruissèlent les eaux de nettoyage et sur lesquels toute sorte de débris peut tomber. • Les parois verticales près des postes de travail, des éclaboussures peuvent y être projettées. Les meubles touchés par les opérateurs présentent aussi des surfaces contaminables. • Les plans de travail. Ces tables servent à manipuler des aliments ou des matières premières. Il est crucial de les maintenir propres.
1.4. Les contaminations microbiologiques La TIAC est " une toxi-‐infection alimentaire collective définie par l’apparition d’au moins deux cas similaires groupés d’une symptomatologie, en général gastro-‐intestinale, dont on peut rapporter la
cause à une même origine alimentaire " (Définition du Ministère de l’Agriculture, de l’Agro-‐Alimentaire et de la Forêt).
La TIAC est une pathologie causée par la consommation d’aliments contaminés par des
micro-‐organismes. Les agents infectieux les plus souvent en cause dans les TIAC sont les bactéries : Salmonella, Staphylococcus, Clostridium, ou encore Campylobacter et certains virus comme les Rotavirus.
2. Le contexte réglementaire
2.1. Pourquoi une législation pour les produits désinfectants ? Un encadrement législatif des biocides est nécessaire compte tenu de la toxicité
des produits. Aussi, la standardisation est nécessaire dans un domaine où la santé publique est en jeu.
Ainsi, la directive 98/8/CE a été adoptée en février 1998, comprenant : • La détermination d’une liste de substances actives (SA) autorisées au niveau communautaire (annexe I, IA et IB de la directive 98/8/CE) • AMM = autorisation de mise sur le marché nationale des produits contenant des SA autorisées au niveau communautaire
Les produits biocides doivent ainsi faire l’objet d’une autorisation avant leur mise
en vente sur le marché. Pour cela ils font l’objet de plusieurs évaluations: • Evaluation du risque vis-‐à-‐vis de l’homme, des animaux et de l’environnement • Evaluation de l’exposition • Evaluation de leur danger • Evaluation de leur efficacité
L’autorisation est valable pour une durée maximum de 10 ans. Après échéance, le fabricant doit renouveler la demande d’autorisation.
2.2. Les organismes réglementant la mise sur le marché des produits désinfectants Au niveau national, plusieurs organismes interviennent: ANSES (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de
l’environnement et du travail) réalise une partie importante de l’évaluation en interne (dangers, risques). Elle est en charge de rendre un avis et un rapport d’évaluation au ministère, gestionnaire qui prend les décisions d’autorisation. L’ANSES peut s’appuyer également pour l’élaboration du rapport d’évaluation sur des organismes évaluateurs spécifiques : • Risques : AFSSAPS (risques liés à certains désinfectants) • Efficacité : environ 27 organismes différents (FCBA, AFSSAPS, Institut Pasteur de Lille, etc.)
La Commission des Produits Chimiques et Biocides rend un avis consultatif au
Ministre sur toute demande d’inscription d’une substance active rapportée par la France, et toute demande d’autorisation de produits biocides.
2.3. Les règles à respecter Les fabricants de produits désinfectants chimiques utilisés en industrie alimentaire
doivent respecter plusieurs règles, qui s’appliquent à tous produits biocides : • Les produits biocides mis sur le marché ne doivent contenir que des substances actives (SA) évaluées pour l’usage adéquat (article 4 du règlement CE 1451/2007 du 4 décembre 2007). • Étiquetage des produits biocides conforme (article 10 de l’arrêté du 19 mai 2004).
• Mise à disposition d’une Fiche de Données de Sécurité (FDS) pour les produits biocides dangereux. En EUROPE c'est le règlement REACH (1907/2006/CE et ses modifications) qui fixe le contenu mais aussi les règles de communication pour ce document. • Déclarer la composition de tous les produits biocides sur le marché à l’I.N.R.S (article L.522-‐13 du Code de l’environnement relatif à la lutte contre les empoisonnements) • Déclarer tous les produits biocides mis sur le marché au MEDDTL (Ministère de l’Écologie, du Développement durable, des Transports et du Logement) • Les produits doivent répondre aux critères de la méthode HACCP.
2.4. Les Normes La qualité de la désinfection ne peut se mesurer à l'œil nu. C'est pourquoi on
comparera les performances des désinfectants du marché selon les normes auxquelles ils répondent. Selon le domaine d'activité, on pourra aussi trouver des produits bénéficiant de la garantie d'efficacité qu'apporte l'homologation du Ministère de l'écologie et du Développement durable. Les normes permettent de mesurer l'efficacité d'un désinfectant selon certaines conditions : • Sur des souches (micro-‐organismes) déterminées ; c'est le spectre d'activité du désinfectant (bactéricide / fongicide / virucide) • Selon un temps de contact précis : en 5 minutes, ou en 15 min, etc. • A une température donnée (généralement imposée par la norme) • Avec d'éventuelles substances interférentes : c'est ce que l'on résume par les mentions "en conditions de propreté" ou "en conditions de saleté" ou "en présence d'eau dure" etc. • Avec une certaine concentration (dosage) du produit désinfectant.
Il existe un grand nombre de normes de désinfection, et il n’est pas si évident de s’y retrouver. On peut cependant les diviser en deux grandes catégories : • Les normes "de base", qui indique seulement si le produit possède une activité désinfectante ou non. Par exemple la norme de base de bactéricidie NF EN 1040. • Les normes "d'application" qui précisent les conditions d'efficacité du désinfectant (dose d'application, etc.) pour un usage donné. C'est le cas par exemple de la norme de bactéricidie NF EN 1276.
Le projet de normes "essais de terrain en conditions réelles d’utilisation" est
actuellement suspendu.
2.5. Les Normes de désinfection européennes Les nouvelles normes sont européennes (NF EN XXXX). Celles relatives aux
antiseptiques et désinfectants chimiques permettent de comparer l’activité antimicrobienne de ces produits. En France, elles sont homologuées par l’AFNOR. Le panel de normes européennes étant aujourd’hui encore incomplet, quelques anciennes normes françaises NF T 72 sont toujours en vigueur et peuvent donc encore être utilisées pour tester les produits.
2.6. Les Homologations Attribuées par le Ministère de l'Ecologie et du Développement Durable,
elles garantissent l'efficacité du produit dans les conditions réelles d'utilisation et selon les modalités d'emploi indiquées (dosage).
L'homologation "POA/POV" : L'homologation des désinfectants pour le traitement des locaux et matériels de récolte, transport et stockage des produits d'origine animale et/ou produits d'origine végétale (POA/POV) est obligatoire dans l'industrie agro-‐alimentaire.
2.7. Lexique des normes concernant les produits chimiques utilisés pour la désinfection des surfaces en industrie alimentaire Activité bactéricide NF EN 1040 (NORME DE BASE) Activité bactéricide de base – phase 1 Réduction microbienne ≥ 105 (Pseudomonas aeruginosa et Staphylococcus aureus). NF EN 1276 (NORME D’APPLICATION) Activité bactéricide des désinfectants utilisés dans l’industrie et en collectivité. Phase 2 – test de suspension en 5 minutes, à 20°C, réduction microbienne > 104 en présence de substances interférentes (Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Staphylococcus hirae). NF T 72-‐170 OU T 72-‐171 Détermination de l'activité bactéricide spectre 4 ou 5 en présence de substances interférences (Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Enterococcus hirae). Réduction microbienne ≥ 105. Activité fongicide NF EN 1275 (NORME DE BASE) Activité fongicide de base – phase 1 Réduction microbienne = 104 (Candida albicans et Aspergillus niger). NF EN 1650 (NORME D’APPLICATION) Activité fongicide des désinfectants utilisés dans l’industrie et en collectivité. Phase 2 – test de suspension. Réduction microbienne = 104 en présence de substances interférentes (Candida albicans, Aspergillus niger).
Activité virucide NF T 72-‐180 Détermination de l’activité virucide vis-‐à-‐vis des virus des vertébrés (Enterovirus Polio I, souche Sabin, Adenovirus humain de type 5, Orthopoxvirus de la vaccine).
Activité vis-‐à-‐vis des bactériophages NF T 72-‐181 Détermination de l'activité vis-‐à-‐vis des bactériophages (Bactériophage T 2 , Bactériophage MS 2 , Bactériophage OX 174). Réduction virale ≥ 104.
Activité multiple NF T 72-‐281 Détermination de l’activité bactéricide, fongicide et sporicide pour la désinfection des surfaces par voie aérienne (Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus, Enterococcus hirae, Spores de Bacillus subtilis, Candida albicans, Penicillium verrucosum var.cyclopium).
Réduction microbienne : bactéries = 105, levures, moisissures = 104, spores de bactéries = 103. NF T 72-‐190 Détermination de l’activité bactéricide, fongicide et sporicide. Méthode dite des porte-‐germes sur les souches référencées dans les normes NF T 72-‐150 ou 151, NF T 72-‐200 ou 201 et NF T 72-‐230 ou 231. NF T 72-‐300 OU T 72-‐301 Détermination de l'efficacité des produits sur divers microorganismes dans les conditions pratiques d'emploi. Réduction des bactéries ≥ 105. Réduction des levures et moisissures ≥ 104. Réduction des spores bactériennes ≥ 103. Note : les appellations ″Activité sur…″ (ex : ″Activité sur Herpès virus″ ; ″Activité sur le virus de l’hépatite B″) ne sont pas normalisées, malgré le fait que certaines soient dérivées de normes existantes.
3. Les produits existants
3.1. Les Fabricants Il existe un grand nombre de fabricants et fournisseurs de produits
désinfectants chimiques. Voici quelques sociétés françaises:
Société Chiffre d’Affaire (M€) Capital Social (K€) Corroban 2.0 500.0 Hypred 43.9 230.1 Cottrez 7.0 156.1 Laboratoire Alvend 4.7 13.7 Naga 3.0 160.0 Gantzer 228.8 5.0 Hygiène Entretien Diffusion 472.7 7.6 Oxygiène 455.6 8.0 Caral 8.1 613.5
3.2. Les Produits Une liste exhaustive des produits présents sur le marché n’étant pas
pertinente, voici quelques désinfectants chimiques dont les caractéristiques, normes, dosages et applications divergent.
Produit n°1 Sunclean plus citron/sp (Caral) Réf. 11.700/X/ Description Nettoyant détergent bactéricide et fongicide. Application Nettoyant et désinfectant des surfaces dans la restauration et
l’industrie alimentaire. Utilisé en canon à mousse il permet d’augmenter le temps de contact des surfaces avec le produit et de mieux visualiser les surfaces traitées.
Composition Sels d’ammonium quaternaire, sels alcalins, séquestrants, émulsionnants, tensio-‐actifs non ioniques. Sans substances caustiques ni phosphates.
Teneur en matières actives: 45 g/l chlorure de didecyl dimethyl ammonium. pH pur: 12,6 • pH à 1%: 10,25
Avantage Ne provoque pas la corrosion des matériels et surfaces métalliques.
Efficacité Bactéricide dès 0.5%. Effet fongicide et virucide (certains virus dont HIV et l’hépatite B.).
Norme Produit homologué par le Ministère de l'Agriculture POA et POV sous le n° 8600269.
Concentrations homologuées: 0,75% en POA et 1% en POV bactéricide.
Produit n°2 Sursane (Caral) Réf. 11.175 Description Nettoyant désinfectant bactéricide pour contact alimentaire.
Protège contre les risques de contamination. Application Nettoyage et désinfection des locaux. Composition Puissants tensio-‐actifs, ammoniums quaternaires.
Teneur en matières actives: 20,5 %. pH pur: 6 à 7 (neutre) Norme Concentration bactéricide : 2 % suivant norme européenne
EN 1276
Produit n°3 Chlorenet moussant (Caral) Réf. 11.724 Description Détergent désinfectant chloré Application Surfaces alimentaires. Supports compatibles avec l’utilisation d’un
nettoyant alcalin chloré puissant. Composition Hydroxyde de potassium, sels alcalins stabilisants, hypochlorite de
sodium, chlore actif. pH à 1% : 12 Avantage Non corrosif pour les aciers inoxydables ou les surfaces chromées. Norme Activité bactéricide: 2% selon norme AFNOR NF EN 1276. Activité
fongicide: 1% selon norme AFNOR NF EN 1275. Homologué par le Ministère de l’agriculture (n° 2000476).
Produit n°4 Détergent Bactéricide Odorant (HED) Description Détergent polyvalent pour toutes surfaces, sans rinçage Application Entretien quotidien des collectivités et IA.
À utiliser dilué (dilution de 20% à 50%). Composition Tensio-‐actifs non ioniques et cationiques. Norme Bactéricide conforme à la norme AFNOR EN 1040. Produit n°5 Détergent Désinfectant Désodo. (Cottrez) Réf. 109009 Norme Produit conforme à la norme NFT 72150 Prix 61.17 euros (5L) Produit n°6 Désinfectant Sols et Surfaces (Cottrez) Réf. 109009 Norme Produit conforme à la norme NFT 72150 Prix 44.00 euros (1.4L)
Conclusions Concernant la désinfection : Précédée d’un nettoyage satisfaisant, la désinfection permet d’assurer la sécurité sanitaire des aliments, afin de préserver la santé des consommateurs. C’est une étape clé du processus de fabrication des aliments. La qualité principale d’un désinfectant reste son efficacité dans l’élimination des microorganismes pathogènes. Le but étant d’éviter toute possibilité d’apparition de TIACs, tout en utilisant les produits chimiques à bon dosage (sans excès). Concernant les normes : A terme, les objectifs des normes sont d’augmenter le niveau de protection de la santé et de l’environnement par une élimination progressive des substances les plus nocives, et d’encourager l’innovation et la mise sur le marché de produits présentant de meilleurs profils toxicologiques et environnementaux. Les surfaces auto-‐désinfectantes, comme les alliages de cuivre, sont à l’étude et les coûts baissent régulièrement. Concernant la mission : Pour les surfaces en Inox de notre employeur, nous choisirions un produit moussant permettant un temps de contact prolongé sur les parois verticales par rapport à un produit liquide. Cette solution semble la moins chère à court terme. Il faudra prendre en compte le prix au litre, la location du fournisseur pour des raisons de coût de livraison et d’impact environnemental. Le prix des canons à mousse sera aussi un point important, et la toxicité du produit vis à vis des opérateurs et de la chaîne de production. Pour du long terme, il faudrait remplacer toutes les surfaces par des alliages anti-‐biofilm.
Sources http://agriculture.gouv.fr/
http://www.afnor.fr http://biocides.developpement-‐durable.gouv.fr/ http://www.inrs.fr http://www.cdc.gov