République Tunisienne******

Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique

HABILITATION UNIVERSITAIRE

en Sciences Biologiques

Présentée par 

Ahmed GARGOURI

Évaluation de la qualité physico-chimique et hygiénique du lait cru en Tunisie:

effet du comptage cellulaire 

Soutenue le 26/04/2014

Université de Sfax******

Faculté des Sciences de Sfax******

Département des Sciences de la Vie

Unité de Physiopathologie Environnementale, Valorisation des Molécules Bioactives et Modélisation Mathématique (UR/13/ES-73)

11

PLAN • CURSUS UNIVERSITAIRE

• ACTIVITES PEDAGOGIQUES ET D’ENCADREMENT

• ACTIVITES DE RECHERCHE

• CONCLUSION ET PERSPECTIVES

22

1er VoletCursus Universitaire

33

Un curs

us cla

ssiq

ue…

Baccalauréat MS 1985

Ingénieur Agronome PA 1989

Mastère of Science PA 1992

Doctorat PA 1997

Assistant 2001

Assistant Contractuel 1998

Maître Assistant 2006CURSUS UNIVERSITAIRE

44

2ème VoletActivités Pédagogiques et d’Encadrement

55

ACTIVITES PEDAGOGIQUES: Cours(Grade Maître Assistant: 2006 à 2014)

Matières Sections Cours Lait et Produits Laitiers L3S5LAIAA

Cours Traçabilité L3S5LAIAA

Cours Productions Animales SV4, TAB2, TIAB3

Cours Biotechnologie Animale Mastère BMC

Cours Biotechnologie de la Reproduction Animale

L3S6LFSV-BMC

Cours Nutrition Animale et Productions Mastère MPB-QA

Cours Alimentation et Formulation des Aliments destinés aux Animaux d’Élevage

Mastère MPB-QA

66

ACTIVITES PEDAGOGIQUES: TD(Grade Maître Assistant: 2006 à 2014)

Matières Sections TD Biotechnologie Animale L2S3LAIAA

TD Biotechnologie de la Reproduction Animale

L3S6LFSV-BMC

TD Productions Animales SV4, TAB2, TIAB3 TD Alimentation et Formulation des Aliments destinés aux Animaux d’Élevage Mastère MPB-QA

77

ACTIVITES PEDAGOGIQUES: TP(Grade Maître Assistant: 2006 à 2014)

Matières Sections TP Lait et Produits Laitiers L3S5LAIAA

TP Sciences des Aliments L2S3LAIAA

TP Sciences des Aliments II TIAB2

TP Techniques d’Analyses physicochimiques

L1S2LAIAA

TP Technique Agroalimentaire L2S4LAIAA

TP Techniques d’Analyses II TIAB2

88

ACTIVITES D’ENCADREMENT

Nombre

Mastères (2005 à 2012) 4

Thèse (Co-encadrement 2013) 1

PFE (2002 à 2013) 35

(TIAB, LAIAA…)

99

3ème VoletActivités de Recherche

Chez nous, la recherche

scientifique avance…

1950 2014 1010

ACTIVITES DE RECHERCHE(En Espagne)

Historique:

1990-1992: Effet des systèmes d’allaitement - traite sur la quantité et la qualité du lait de brebis (Mastère en PA à l’IAMZ, Espagne)

1992-1997: Effet de l’incorporation des lipides protégés dans la ration sur la qualité du lait de brebis (Thèse en PA à la Faculté Vétérinaire de Barcelone, Espagne)

1111

ACTIVITES DE RECHERCHE(En Tunisie)

Évaluation de la qualité physico-chimique et hygiénique du lait cru en Tunisie: effet du comptage cellulaire

Unité de Physiopathologie Environnementale, Valorisation des Molécules Bioactives et Modélisation Mathématique (UR/13/ES-73)(Ancienne Unité d’Écophysiologie Animale, Production Animale et Modélisation Mathématique 05/UR/09-06)

Équipe: Pr. Abdelfatteh El FekiDr. Ahmed Gargouri

Dr. Houda HamedBesma Ben Ali

1212

Importance du lait

- Consommé depuis 10 000 ans, le lait est un aliment universel, présent dans toutes les civilisations. - C’est l’aliment essentiel par excellence, à la fois ressource alimentaire et symbole de pureté, de richesse et d’abondance. - Il reste aujourd’hui un des aliments les plus ancrés dans notre nutrition et le plus présent dans notre quotidien.

Traite d’une vache en Égypte (2000 avant J.C) 1313

Importance du lait

Le lait est sans doute la vedette du secteur AA…

1414

Le secteur lait occupe une place importante dans l’économie nationale:

- par son impact sur la sécurité alimentaire;- il favorise le maintien des éleveurs sur leur exploitation;- il contribue aussi à l’intensification et à l’intégration de l’agriculture;- et offre une opportunité d’emploi notamment pour les diplômés des écoles d’agriculture.

Place socio-économique du secteur lait et dérivés(En Tunisie)

1515

Ce secteur contribue a raison de:

- 35 à 40 % du PIB agricole- 4 à 5 % du PIB global- 42 % à l’emploi agricole- 26 % de la production d’élevage- 11 % de la valeur totale de la production agricole- 7 % de la valeur de l’industrie agro-alimentaire

Place socio-économique du secteur lait et dérivés(En Tunisie)

1616

600

800

1000

120019

9819

9920

0020

0120

0220

0320

0420

0520

0620

0720

0820

0920

1020

1120

1220

13

Lait

(100

0 to

nnes

)

Année

Evolution de la production de lait en Tunisie

Autosuffisance+3 %

1717

Poudres4%

Secteur formel(Lait collecté industrialisé)

55 %

Secteur informel(autoconsommation et P° artisanale)

45%

Lait frais 1 Milliard de litres/an

Fromages8%

Yaourts et P. frais13%

Lait de boisson75%

Circuit du lait frais en Tunisie

En terme relatif

Chocolat

1818

La consommation des produits laitiers (En kg par habitant et par an)

295 288272

249 246215

155

115 108 108 9869

12 11

110

0

50

100

150

200

250

300

350

Aus

tral

ie

Eur

ope

Eta

ts-U

nis

Rus

sie

Can

ada

Arg

entin

e

Bré

sil

Mex

ique

Tun

isie

Alg

érie

Iran

Inde

Japa

n

Indo

nési

e

Phi

lippi

ne

1919

Autosuffisance 1999

Travaux de recherche

Intérêt était la quantité Intérêt c’est la qualité

Problématique du secteur laitier en Tunisie

2020

Lipolyse/Protéolyse

Activités Bactériennes Activités Enzymatiques

La richesse du lait

Dégradation de la qualité

Le lait cru: un produit microbien vivant 2121

Qualité Hygiénique

- Bactériologique - CCS

Qualité Physico-Chimique

- EST, TP, TB, Lactose - Densité, Acidité, pH…

Paramètres de Dégradation enzymatique - Lipolyse - Protéolyse

Qualité globale du lait

Les critères de qualité

Le critère principal de la qualité hygiénique du lait

1 23

2222

Comptage Cellulaire (CCS)

Qualité Physico-chimique

Qualité Microbiologique

Lipolyse

Protéolyse

Activités antioxydantes

Les axes de recherche

2323

2424

2525

La seule relation qui existe entre les cellules somatiques et les pathogènes est la guerre….

2626

Mammites subcliniques

Bactéries MineuresStaphylococcus aureus

Mammites cliniques

Bactéries MajeuresEsherichia coli

Les deux catégories de mammites

Sans symptômes Avec symptômes

2727

Mammites

Macrophages Lymphocytes Polymorphonucléaires

Les différents types de cellules somatiques

+

2828

La lipolyse: hydrolyse de la MG (2ème axe)

Émulsions de MG

La lipase (LPL)

GM

Responsables:- des mauvais goûts et odeurs (rance, savon…)- problèmes de transformation- instabilités des produits au cours de la conservation

Les industriels laitiers n’aiment pas la lipase !!!

(98% de TG)

2929

La lipolyse: hydrolyse de la MG (2ème axe)

Schéma des trois sources de la lipolyse

Thermolabile

Thermostables

3030

La protéolyse: hydrolyse des protéines (3ème axe)

Responsables:- apparition de défaut de goût dans certains produits laitiers (amer)- des pertes de rendement au cours de la fabrication des fromages- difficultés de transformation

induit des coûts importants de non qualité

Solution colloïdale

Protéase(Plasmine)

1- ProtéosesPeptones

Les fromagers n’aiment pas, non plus, les protéases !!!

Sang

2- γ CN

3131

L’activité antioxydante du lait (4ème axe)

Cellules somatiques Bactéries pathogènes

Catalase SOD GSHPx

ERO (O2●, H2O2)_

Le système antioxydant enzymatique du lait

C. épithéliales _

Synthèse du lait

Nature des ERO et des enzymes ?3232

Comptage Cellulaire (CCS)

Qualité Physico-chimique

Qualité Microbiologique

Lipolyse

Protéolyse

Activités antioxydantes

Tous ces axes de recherches ont été pris en compte pour élaborer nos études

Travaux de recherche

3333

Principaux résultats de recherche

3434

1ère PartieÉtat des lieux de la qualité physico-chimique et hygiénique du lait cru en Tunisie (compilation

des différentes études)

Principaux résultats

Je vais passer mon examen de qualité...

3535

Principaux résultats:Qualité physico-chimique du lait

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

12,0

Ext

rait

Sec

(%

)

2008 2014

Année

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

40,0

Mat

ière

Gra

sse

(g/L

)

2008 2013 2014

Année

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

(g/L

)

Proteines Caséïnes

70%

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

Min

érau

x (%

)

2014

Année

1

43

2

3636

Principaux résultats:Qualité physico-chimique du lait

0,000,200,400,600,801,001,201,401,601,802,00

Lip

olys

e (m

eq/1

00 g

MG

)

2008 2013

Année

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

Aci

dité

(°D

)

2008 2013 2014

Année

2

0,000

0,200

0,400

0,600

0,800

1,000

1,200

Den

sité

2013 2014

Année

1

3

3737

Principaux résultats:Qualité hygiénique du lait

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

CC

S (x

100

0/m

l)

2008 2012 2013 2014

Année

0

10

20

30

40

50

60

70

CC

S (

%)

< 500 500-1000 >1000

(x 1000/ml)

MACLYMPMN

3838

Mauvaise hygiène !!!

Principaux résultats:Qualité hygiénique du lait

0

4000

8000

12000

16000

20000

FM

AT

(x

103 u

fc/m

l)

Tunsie Norme

Année

20 x 106

600 x 103

0

10

20

30

40

50

60

BP

(x

103 u

fc/m

l)

Tunsie Norme

Année

13 x 103

50 x 103

0

40

80

120

S au

reus

(x

103 uf

c/m

l)

Tunsie Norme

Année

110 x 103

2 x 103

Mammites

1

2

3

3939

Participation des cellules somatiques dans la lipolyse

Lipolyse

Macrophages Lymphocytes Polymorphonucléaires

12% 60%28%

Les cellules somatiques

33%

En terme relatif

En terme absolu

CCS dans le lait la lipolyse

Principaux résultats (1er apport):

4040

Modalités d’action des cellules somatiques dans la lipolyse ?

Lipases (carboxyl-estérases)

Les cellules somatiques

Protéolyse de la MGG

Libération de la LPLde la fraction caséinique

Il existe 3 façons…

Libérez la LPL!!!

4141

Conclusion (1ère partie)

Ma note de qualité~ 10/20

NB: Dans le domaine de la qualité, la Tunisie accuse un retard de deux générations par rapport aux Etats-Unis !!!

4242

2ème Partie

Effet du comptage cellulaire et des bactéries psychrotrophes sur la lipolyse

au cours de la réfrigération du lait

4343

Ferme Transport Industries

Présentation du problème

Réfrigération à 4°C: 2-4 j

Traite

3 questions:

1: La lipolyse va-t-elle continuer à évoluer durant la réfrigération ?2: Quel est l’effet des cellules somatiques sur la lipolyse ?3: Quelle est l’influence des bactéries psychrotrophes sur la lipolyse ?

4444

Principaux résultats

La lipolyse continue au cours de la réfrigération du lait.Quel est alors l’agent responsable de ce résultat ?

4545

Les suspects de la lipolyse durant la réfrigération

LPL BP

CS

Statistique

4646

Principaux résultats

Le froid réduit l’activité des lipases des BP

Les psychrotrophes sont innocentes !!!

4747

Principaux résultats

Les cellules somatiques ne sont pas impliquées !!!

La réfrigération a un effet inhibiteur sur les lipases des CS

4848

Principaux résultats (2ème apport)

C’est la lipase endogène du lait qui est responsable de la lipolyse pendant la réfrigération

LPL

Alors c’est toi!!!

4949

Conclusion (2ème partie)

Nos 2 conseils aux éleveurs et aux industriels:1- Réduire aux maximum la période de réfrigération

TG

MGG

2- Pasteuriser rapidement le lait pour réduire l’activité de la LPL (73 à 95%). La LPL est thermosensible

Réfrigération prolongée

5050

3ème Partie

Effet des cellules somatiques sur les fractions azotées et sur la protéolyse du lait

5151

Problématique

Notre objectif: Comment les cellules somatiques participent au phénomène de la protéolyse ?

5252

Réponse (3ème apport)

CCS

PLG αs1-Cn

TP

κ-Cn β-Cn αs2-Cn

PL Cn

Protéolyse

Les CS participent au phénomène de la protéolyse:- directement par l’intermédiaire de leurs enzymes protéolytiques- indirectement par la réduction des fractions caséiniques du lait - par l’activation de la protéase endogène du lait: la plasmine

5353

Conclusion (3ème partie)

CCS dans le lait la protéolyse

5454

4ème Partie

Relations entre les critères physicochimiques et hygiéniques du lait

5555

Problématique

La détermination du CCS se fait:

Fossomatic: sophistiqué et cher Microscopie: lente et lourde

L’objectif est de mettre à disposition des éleveurs et des industriels des techniques analytiques plus simples et pratiques pour évaluer la qualité hygiénique du lait.

5656

Réponse

Minéraux

Chlorure CCS

CE Stap. aureus

Test Alcool

FMAT

alternative au CCS ?

5757

Na+

Na+ Cl-

Cl-

Lait

Sang

Cellules épithéliales mammaires

L’ Na+ et Cl- de la CE dans le lait

5858

5959

Conductimètre

- La CE peut facilement remplacer le CCS- Avantages: simple, peu coûteux et peut être utilisé dans la salle de traite pour évaluer la qualité hygiénique du lait

Conclusion (4ème apport)

6060

5ème Partie

Relations entre les cellules somatiques et les paramètres antioxydants du lait

6161

Cellules somatiques(PMNs)

Catalase SOD GSHPx

Radicaux libres

Rappel

Objectif: - établir le lien entre les CCS et l’activité antioxydante du lait- déterminer la nature des radicaux libres ?- connaître les enzymes qui interviennent ?

6262

Résultats

La SOD n’a pas un rôle important dans l’activité antioxydante du lait6363

Résultats

*** ***

Les PMNs libèrent le peroxyde d’hydrogène H2O2 6464

Résultats

*** ***

Confirmation de la présence du H2O2 dans le lait 6565

Conclusion (5ème apport)

SOD

Catalase CSHPx

CCS/PMNsH2O2

6666

4ème Volet

Conclusion générale et perspectives

6767

Défense de la glande mammaire

Dégradation de la qualité physicochimique et hygiénique

Conclusion (1/5)

LipolyseProtéolyse

Radicauxlibres (H2O2)

Cellules somatiques

+

-

Altération des cellulesépithéliales

Production delait

300 -500 D/vache/an

6868

MG (TB)

Catalase

Test alcool

GSHPx

Staph. aureus

CCSPMNCE

ChlorureMinéraux

Lipolyse

SOD

Protéolyse

PL

FMAT

Conclusion (2/5)

Tableau de bord «qualité»

6969

Si vous améliorez les conditions d’élevage, j’améliore la qualité de mon lait……

Conclusion (3/5)

7070

Si vous voulez un lait de qualité, il faut payer……

……Implantation du système de paiement du lait à la qualité

Conclusion (4/5)

7171

Conclusion (5/5)

Modification des pratiques courantes

Conservation du lait

Sensibilisation des producteurs

État de santé de la GM

Paiement du lait à la qualité

Bases techniques et scientifiques

Qualité hygiénique

1

2

3 4 5

6

7272

Perspectives (1/2)Élevage

Lait cru Travaux de recherche

Industriels: Transformation

Lait de boisson

Dérivés

Consommateurs

???

???

Amont

Aval

7373

Perspectives (2/2)

7474

7575

Remerciements

Pr. Abdelfatteh El Feki

Mme Houda HamedMelle Besma Ben Ali

Conseils scientifiques

Moyens économiques

7676

Merci pour votre attention..

7777