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Intitulé du cours :

Microbiologie alimentaire

Chapitre 1 : introduction- paramètres de croissance des microorganismes dans les aliments

Public ciblé : 3ème Licence – ANP Alimentation- Nutrition et Pathologie

Assuré par : MEDJAHDI Khadidja

2019-2020

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET

POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE HASSIBA BEN BOUALI CHLEF

FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE DEPARTEMENT DE NUTRITION ET SCIENCES DES

ALIMENTS

الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية وزارة التعليم العالي و البحث العلمي

جامعة حسيبة بن بوعلي الشلف كلية العلوم

قسم التغذية وعلوم التغذية

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Introduction

Les sources de nourriture humaine étant d’origine végétale et animale, il est important de

comprendre les principes biologiques du biote microbien associé aux plantes et aux animaux

dans leurs habitats naturels et leurs rôles respectifs. Bien qu'il semble parfois que des micro-

organismes tentent de ruiner nos sources de nourriture en infectant et en détruisant des plantes

et des animaux, y compris l'homme, ce n'est en aucun cas leur rôle primordial dans la nature.

Dans notre vision actuelle de la vie sur cette planète, la principale fonction des micro-

organismes dans la nature est l'autoperpétuation. Au cours de ce processus, les hétérotrophes et

les autotrophes effectuent les tâches suivantes :

Toute matière organique (glucides, protéines, lipides, etc.) →Energie + Composés inorganiques

(nitrates, sulfates, etc.)

Si l'on considère les types de micro-organismes associés aux aliments d'origine végétale et

animale dans leur état naturel, on peut alors prédire les types généraux de micro-organismes

auxquels on peut s'attendre sur ce produit alimentaire particulier à un stade ultérieur de son

histoire. Les résultats de nombreux laboratoires montrent que l'on peut s'attendre à ce que les

aliments non traités contiennent un nombre variable de bactéries, de moisissures ou de levures,

et la question de l'innocuité d'un produit alimentaire donné se pose souvent en fonction du

nombre total microbiens. La question devrait être double : quel est le nombre total de micro-

organismes présents par gramme ou millilitre et quels types d'organismes sont représentés dans

ce nombre ? Il est nécessaire de savoir quels organismes sont associés à un aliment particulier

dans son état naturel et lesquels ne sont pas normaux pour cet aliment. Il est donc utile de

connaître la répartition générale des bactéries dans la nature et les types généraux d’organismes

normalement présents dans des conditions données, dans lesquelles les aliments sont cultivés

et manipulés.

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Taxonomie bactérienne

De nombreux changements ont eu lieu dans la classification ou la taxonomie des bactéries au

cours des deux dernières décennies.

De nombreux nouveaux taxons ont été créés à la suite de l’utilisation de méthodes de génétique

moléculaire, seul ou en combinaison avec certaines des méthodes plus traditionnelles :

1. Homologie de l'ADN et teneur en% molaire en G + C de l'ADN

2. Similitudes des séquences d’ARNr 23S, 16S et 5S

3. Catalogage des oligonucléotides

4. Analyse taxonomique numérique de protéines totales solubles ou d’une batterie de données

morphologiques et caractéristiques biochimiques

5. Analyse de la paroi cellulaire

6. Profils sérologiques

7. Profils des acides gras cellulaires

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Sources principales de microorganismes trouvées dans

les aliments

Chaque genre bactérien a ses propres besoins nutritionnels et

chacun est affecté de manière prévisible manière par les

paramètres de son environnement. On va citer des sources

environnementales d’organismes entrant dans la composition

des aliments.

De tout temps, l’homme a cherché à lutter contre l’altération des aliments :

• D’abord pour des raisons vitales : nécessité de conserver le plus longtemps possible des denrées périssables.

• Puis sociologiques : urbanisation,

• Puis psychologiques : nécessité de consommer des aliments de plus en plus variés, le plus longtemps sur l’année,

• Enfin est apparue la nécessité de conserver des plats préparés à l’avance.

Les altérations surviennent depuis la production des denrées jusqu’à leur consommation : que ce soit pendant le stockage des matières premières vivantes ou le stockage des produits finis, on peut observer un certain nombre d’altérations :

• altérations physiques : les chocs, les blessures, les modifications d’état, la variation de la teneur en eau, changement de couleur…

• altérations chimiques : oxydation (rancissement)

• altérations biochimiques : par les enzymes (brunissement enzymatique, lyses, destruction des vitamines, de certains nutriments)

• altérations microbiologiques : fermentations, développement des microorganismes pathogènes, production de toxines et enzymes (putréfaction, toxicité).

Ces altérations sont plus ou moins importantes en fonction, principalement :

• de la protection physique des produits contre les chocs, la lumière, le contact de l’air… C’est une des fonctions de l’emballage

• de la température (réfrigération, congélation, température ambiante)

• de la teneur en eau des produits (Activité de l’eau)

• de la qualité de l’air et de la ventilation des lieux de stockage

• et bien évidemment de la durée du stockage.

La durée de conservation possible est inversement proportionnelle à la vitesse des réactions d’altération. Ce qui fait varier le plus cette vitesse est la température de stockage.

1- Origines des contaminations

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Le diagramme d’Hishikawa (5M ou causes à effets permet de recenser les origines des contaminations des aliments

Biote originel :

Les aliments bruts ne sont pas stériles : ils portent des microorganismes divers et adaptés appelés germes spécifiques.

Contaminations secondaires :

Ce sont les contaminations qui surviennent par diffusion des germes du milieu ambiant ou d’agents externes vers l’aliment. Les agents sont :

1- Le milieu :

• le sol et les plantes apportent presque tous des microbes, en quantité très importante : on estime que la masse de bactéries représente 10 t/ha ; celle des moisissures, 1 t/ha. Seules les levures sont en très faible quantité dans le sol.

• l’eau naturelle, non traitée, de source ou de rivière, apporte également de très nombreux germes, qui proviennent souvent du sol. Mais, on peut aussi trouver des germes de pollution, issus des ruissellements : entérobactéries (issues des fèces des animaux), Clostridium, dont certains germes pathogènes comme Salmonella typhi.

• l’air et la poussière sont surtout des agents de transport. Ils sont essentiellement vecteurs de spores et de bactéries exogènes gram -h (Microcoques, Bacillus, Staphylocoques).

• les déchets fécaux (fèces) des animaux apportent de nombreuses bactéries spécifiques qui sont souvent pathogènes (E.Coli, Klebsiella, Streptocoques fécaux…).

• les petits nuisibles apportent divers microbes spécifiques, dont des virus de contamination.

2- les matériels & instruments : ils véhiculent des germes des eaux souillées ou d’autres aliments en cas de mauvaises pratiques de nettoyage et de désinfection.

3- l’homme est un agent très contaminant par :

ses mains : la peau contient des germes permanents, comme certains Staphylocoques, et des germes de transition. Si les premiers ne peuvent pas être totalement éliminés par le nettoyage ou la désinfection (un lavage des mains, même très bien fait, n’a pas une efficacité de 100 %), les second présentent souvent de réels risques sur le plan de la santé, car sont souvent

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pathogènes (Staphylococcus aureus, Streptococcus pyogenes, Pseudomonas…). Les mains peuvent apporter des entérobactéries d’origine fécale

ses sécrétions nasales ou buccales : Staphyloccoccus aureus.

ses vêtements porteurs de poussières et donc de moisissures et de spores.

Tout ceci montre la vulnérabilité de tous les aliments au contact du milieu ambiant. D’où l’importance de respecter une hygiène rigoureuse en fabrication, au plan de l’ambiance, du matériel et du personnel.

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Paramètres Intrinsèque et Extrinsèque des aliments qui affectent la

croissance microbienne

Nos aliments étant d'origine végétale et / ou animale, il est utile de prendre en compte les

caractéristiques des tissus végétaux et animaux qui affectent la croissance des microorganismes.

Les plantes et les animaux qui servent de sources de nourriture ont tous mis au point des

mécanismes de défense contre l’invasion et la prolifération de micro-organismes, dont certains

restent en vigueur dans les aliments frais. En prenant ces phénomènes naturels en compte, on

peut utiliser efficacement chacun d’eux pour prévenir ou retarder la croissance d’organismes

pathogènes et de produits de détérioration dans les produits qui en sont dérivés.

Paramètres intrinsèques

Les paramètres des tissus végétaux et animaux qui font partie intégrante des tissus sont appelés

paramètres intrinsèques33. Ces paramètres sont les suivants :

1. pH

2. teneur en humidité

3. Potentiel d'oxydo-réduction (Eh)

4. teneur en éléments nutritifs

5. constituants antimicrobiens

6. Structures biologiques

Chacun de ces facteurs limitant le substrat est discuté ci-dessous, en mettant l'accent sur leurs

effets sur les micro-organismes dans les aliments.

1) pH

Il a été bien établi que la plupart des micro-organismes se développent mieux à des valeurs de

pH voisines de 7,0 (6,6–7,5), alors que peu poussent en dessous de 4,0 (figure1). Les bactéries

ont tendance à être plus fastidieuses dans leurs relations au pH que les moisissures et les levures.

En ce qui concerne les minima et les maxima de pH pour les micro-organismes, ceux indiqués

à la Figure 1 ne doivent pas être considérés comme des limites précises, car les valeurs réelles

sont connues pour dépendre d'autres paramètres de croissance.

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Figure 1 Plages approximatives de croissance du pH pour certains organismes d’origine alimentaire. Les plages de pH de L. monocytogenes et de S. aureus sont similaires.

Par exemple, il a été démontré que le pH minimum de certains lactobacilles dépend du type

d'acide utilisé, les acides citrique, chlorhydrique, phosphorique et tartrique permettant une

croissance à un pH inférieur à celui des acides acétique ou lactique. En présence de 0,2 M de

NaCl, il a été démontré qu'Alcaligenes faecalis se développait dans une plage de pH plus

étendue qu'en l'absence de NaCl ou en présence de citrate de sodium 0,2 M (Figure 2). Parmi

les aliments on peut constater que les fruits, les boissons non alcoolisées, le vinaigre et les

vins tombent tous en deçà du point où les bactéries se développent normalement. L’excellente

qualité de conservation de ces produits est due en grande partie au pH. Il est courant de constater

que les fruits subissent généralement une altération des moisissures et des levures, en raison

de la capacité de ces organismes à se développer à des valeurs de pH <3,5, ce qui est

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considérablement inférieur aux minima pour la plupart des altérations alimentaires et des

bactéries intoxicantes.

La plupart des légumes ont un pH inférieur à celui des fruits et, par conséquent, ils devraient

être davantage sujets à la détérioration bactérienne qu’aux champignons.

En ce qui concerne la qualité de conservation des viandes, il est bien établi que la viande des

animaux fatigués s’altère plus rapidement que celle des animaux au repos et que cela est une

conséquence directe du pH final atteint à la fin de la rigor mortis. À la mort d'un animal à

viande bien reposé, le glycogène habituel à 1% est converti en acide lactique, ce qui entraîne

directement une diminution du pH d'environ 7,4 à environ 5,6, selon le type d'animal. Callow

a découvert que le pH le plus bas pour le bœuf était de 5,1 et le plus élevé de 6,2 après rigor

mortis. La valeur pH habituelle atteinte à la fin de la rigor mortis de bœuf est d’environ 5,6,5.

Callow a constaté que les valeurs les plus basses et les plus élevées pour l’agneau et le porc

étaient respectivement 5,4 et 6,7, et 5,3 et 6,9.

Briskey a signalé que le pH ultime du porc pouvait être aussi bas qu’environ 5,0 sous certaines

conditions. L'effet d'un pH de cette ampleur sur les micro-organismes, en particulier les

bactéries, est évident. En ce qui concerne les poissons, il est connu que le flétan, qui atteint

habituellement un pH ultime d’environ 5,6, possède de meilleures qualités d’élevage que la

plupart des autres poissons, dont le pH se situe entre 6,2 et 6,4.

Certains aliments sont caractérisés par une acidité inhérente, d'autres doivent leur acidité ou

leur pH aux actions de certains microorganismes. Ce dernier type est appelé acidité biologique

et se manifeste par des produits tels que les laits fermentés, la choucroute et les cornichons.

Quelle que soit la source de l’acidité, l’effet sur le maintien de la qualité semble être le même.

Certains aliments résistent mieux aux changements de pH que d’autres. Ceux qui ont tendance

à résister aux changements de pH sont dits tamponnés. En général, les viandes sont plus

fortement tamponnées que les légumes. Contribuant au pouvoir tampon des viandes sont leurs

diverses protéines. Les légumes ont généralement une faible teneur en protéines et, par

conséquent, ne disposent pas de la capacité tampon nécessaire pour résister aux changements

de leur pH au cours de la croissance.

L'acidité naturelle ou inhérente des aliments, en particulier des fruits, peut avoir pour but de

protéger les tissus de la destruction par les micro-organismes. Il est intéressant que les fruits

aient des valeurs de pH inférieures à celles requises par de nombreux organismes nuisibles. La

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fonction biologique du fruit est la protection du corps reproducteur de la plante, la graine. Ce

seul fait a sans aucun doute joué un rôle assez important dans l'évolution des fruits d'aujourd'hui.

Bien que le pH d'un animal vivant favorise la croissance de la plupart des organismes

d'altération, d'autres paramètres intrinsèques entrent en jeu pour permettre la survie et la

croissance de l'organisme animal.

Bien que les pH acides soient plus utiles pour inhiber les micro-organismes, les valeurs alcalines

comprises entre 12 et 13 sont réputées être destructives, du moins pour certaines bactéries. Par

exemple, il a été démontré que l'utilisation de CaOH2 pour produire des valeurs de pH

comprises dans cette plage était destructrice pour Listeria monocytogenes et d'autres agents

pathogènes d'origine alimentaire présents sur certains aliments frais.

Effets de pH

Un pH défavorable affecte au moins deux aspects d'une cellule microbienne en respiration : le

fonctionnement de ses enzymes et le transport des nutriments dans la cellule. La membrane

cytoplasmique des micro-organismes est relativement imperméable aux ions H + et OH−. Leur

concentration dans le cytoplasme reste donc probablement raisonnablement constante en dépit

des variations importantes du pH du milieu environnant.

Conway et Downey ont découvert que le pH intracellulaire des cellules de levure de boulanger

au repos était de 5,8.

Lorsqu'elles sont placées dans des environnements acides, les cellules doivent empêcher les H

+ d'entrer ou expulser les ions H + aussi rapidement qu'elles y entrent. Des composés cellulaires

clés tels que l'ADN et l'ATP nécessitent une neutralité. Lorsque la plupart des microorganismes

se développent dans des milieux acides, leur activité métabolique fait en sorte que le milieu ou

le substrat devient moins acide, alors que ceux qui se développent dans des environnements à

pH élevé tendent à réduire le pH.

Les décarboxylases d'acides aminés qui ont une activité optimale aux environs de pH 4,0 et

presque aucune activité à pH 5,5 provoquent un ajustement spontané du pH vers la neutralité

lorsque les cellules sont cultivées dans la plage d'acide. Des bactéries telles que Clostridium

acetobutylicum élèvent le pH du substrat en réduisant l'acide butyrique en butanol, tandis

qu'Enterobacter aerogenes produit de l'acétoïne à partir de l'acide pyruvique afin d'augmenter

le pH de son environnement de croissance. Lorsque les acides aminés sont décarboxylés,

l'augmentation du pH se produit à partir des amines résultantes. Lorsqu'ils sont cultivés dans la

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plage alcaline, un groupe d'aminoacides désaminases ayant une activité optimale à un pH

d'environ 8,0 et provoquant l'ajustement spontané du pH à la neutralité du fait de l'accumulation

d'acides organiques.

En ce qui concerne le transport des nutriments, la cellule bactérienne a tendance à avoir une

charge négative résiduelle.

Par conséquent, les composés non ionisés peuvent pénétrer dans les cellules, contrairement aux

composés ionisés. À pH neutre ou alcalin, les acides organiques n'entrent pas, tandis qu'à pH

acide, ces composés sont non ionisés et peuvent pénétrer dans les cellules chargées

négativement. De plus, le caractère ionique des groupes ionisables à chaîne latérale est affecté

des deux côtés de la neutralité, ce qui entraîne une dénaturation croissante des enzymes

membranaires et de transport.

Lorsque les micro-organismes se développent de part et d'autre de leur plage de pH optimale,

il en résulte une phase de latence accrue. L’augmentation du retard devrait être de plus longue

durée si le substrat est un matériau fortement tamponné.

2) Teneur en humidité

L'une des méthodes les plus anciennes de conservation des aliments est le séchage ou la

dessiccation.

La conservation des aliments par séchage est une conséquence directe de l'élimination ou de la

fixation de l'humidité, sans laquelle les microorganismes ne se développent pas.

Il est maintenant généralement admis que les besoins en eau des micro-organismes devraient

être décrits en termes d'activité de l'eau (aw) dans l'environnement.

Ce paramètre est défini par le rapport entre la pression de vapeur de l’eau du substrat alimentaire

et la pression de vapeur de l’eau pure à la même température: aw = p / po,

où p est la pression de vapeur de la solution et po est la pression de vapeur de solvant

(généralement de l'eau). Ce concept est lié à l'humidité relative (HR) de la manière suivante:

HR = 100 × aw.

L'eau pure a un aw de 1,00, soit 22%.

La solution de NaCl (p / v) a un aw de 0,86, et une solution saturée de NaCl a un aw de 0,75.

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L'activité de l'eau (aw) de la plupart des aliments frais est supérieure à 0,99. En général, les

bactéries exigent des valeurs de aw plus élevées pour la croissance que les champignons, les

bactéries à Gram négatif ayant des exigences plus élevées que les Gram positives.

La plupart des bactéries d'altération ne se développent pas en dessous de aw = 0,91, alors que

les moisissures d'altération peuvent atteindre 0,80.

En ce qui concerne les bactéries intoxicantes aux aliments, Staphylococcus aureus peut

atteindre une valeur aussi basse que 0,86, alors que Clostridium botulinum ne se développe pas

en dessous de 0,94.

Juste comme les levures et les moisissures se développent sur une plage de pH plus large que

celle des bactéries, il en va de même pour aw. Le plus bas

La valeur déclarée pour les bactéries d’origine alimentaire est de 0,75 pour les halophiles

(littéralement « épris de sel» ou 'qui aime’), tandis que les xérophiles...

Les moisissures («épris de la sécheresse») et les levures osmophiles (préférant les pressions

osmotiques élevées) ont été signalées comme se développant à des valeurs aw de 0,65 et 0,61,

respectivement. Lorsque le sel est utilisé pour contrôler aw, un niveau extrêmement élevé est

nécessaire pour obtenir des valeurs de aw inférieures à 0,80.

Il a été démontré que certaines relations existaient entre l'aw, la température et la nutrition.

Premièrement, quelle que soit la température, la capacité de croissance des micro-organismes

est réduite au fur et à mesure que l'aw diminue. Deuxièmement, la gamme d'aw sur laquelle la

croissance se produit est la plus grande à la température optimale de croissance; et

troisièmement, la présence de nutriments augmente la gamme d'aw sur laquelle les organismes

peuvent survivre.

Les valeurs données dans les Tableaux 3 à 5 ne doivent donc être considérées que comme points

de référence, car un changement de température ou de teneur en éléments nutritifs pourrait

permettre une croissance à des valeurs inférieures de aw.

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Teneur en eau des aliments est une évaluation quantitative de l’eau

la teneur en eau (ou humidité ou titre en eau) est la quantité d’eau perdue par l’aliment lorsqu’on le place en équilibre avec une pression de vapeur d’eau nulle. On exprime la mesure en g d’eau par 100g d’aliment sec. Il s’agit, sur le plan chimique, de l’eau constituée par des molécules associées par liaisons hydrogène comme dans l’eau pure à l’état liquide.

Intérêt de la mesure

La teneur en eau d’un aliment détermine l’appétence et certains caractères organoleptiques de celui-ci.

La mesure de la teneur en eau répond aux quatre nécessités suivantes :

- Nécessité technologique : pour déterminer les conditions optimales des opérations de récolte, de séchage, de stockage ou de transformation des aliments

- Nécessité analytique : pour rapporter les résultats à une base fixe - Nécessité commerciale : les contrats d’achat et de vente stipulent la limite supérieure

de la teneur en eau à ne pas dépasser - Nécessité reglementaire : la loi fixe la teneur limite en eau de certains aliments

L’eau des aliments présente des propriétés physicochimiques différentes selon ses états de liaison avec les macromolécules de l’aliment et avec les molécules d’eau entre elles.

• L’eau libre

C’est l’eau retenue par effet capillaire dans les pores des aliments, l’eau liée par effet osmotique, l’eau d’hydratation des macromolécules et l’eau solvante.

L’eau libre est mobile et conserve toutes les propriétés de l’eau pure. C’est l’eau disponible.

• L’eau liée

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Elle forme une couche mono-moléculaire étroitement associée par divers types de liaisons aux protéines et aux glucides. Cette eau est fixe, elle échappe à la congélation parce que les interactions eau-macromolécules sont plus fortes que celles des molécules d’eau cristallisées entre elles. Cette eau n’est pas disponible.

On quantifie la notion de disponibilité de l’eau par la définition

- Soit physique de l’humidité relative d’équilibre HRE 𝐻𝑅𝐸 = 𝑃𝑤𝑝𝑤0 × 100

Pw : pression partielle de vapeur d’eau de l’aliment à la température T

Pw0 : pression partielle de vapeur d’eau saturante à la température T

- Soit chimique de l’activité de l’eau Aw 𝑅𝑇𝑙𝑛𝐴𝑤 = µ𝑃. 𝑇 − µ𝑂𝑝. 𝑡 P : pression

T : température absolue en °K

R : constante des gaz parfaits

µP.T : potentiel chimique de l’eau dans l’aliment

µO : potentiel chimique de l’eau pure (µ est une valeur thermodynamique en rapport avec l’énergie du système, elle varie avec T et P)

Exemples de valeurs de l’humidité relative et de la teneur en eau

HRE Teneur en eau Pain Pain d’épices Biscuits secs

90% 45% 30%

35% 14 à 18% 6%

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Lait déshydraté Légumes déshydratés

20 20

3 4%

L’activité de l’eau permet de prévoir et d’éviter les déteriorations physicochimiques, les activités enzymatiques et la prolifération des micro-organismes.

Ces derniers ne se développent bien que pour des Aw>0,91 (HRE>91) pour les bactéries, Aw>0,88 (HRE>88) pour les levures et Aw>0,80 (HRE>80) pour les moisissures.

Isotherme d’adsorption et de désorption de l’eau

On peut représenter graphiquement la courbe appelée isotherme d’adsorption -désorption obtenue en portant :

- En ordonnée : - la teneur en eau du produit exprimée en g d’eau pour 100g de substance sèche (%SS)

- En abscisse : soit l’activité de l’eau Aw, soit l’humidité relative HR

Isotherme d’adsorption et de désorption de l’eau

• L’isotherme d’adsorption met en évidence 2 zones : a) 0<aw<0,3 : l’eau est fortement liée à l’aliment. Il s’agit de l’eau d’hydratation

directement en contact avec les groupements fonctionnels des molécules : ˗NH3+ et

˗COO- des protéines, ˗OH des glucides et de l’eau de cristallisation des sels et des

sucres. Cette eau représente 3 à 10g pour 100g de poids sec. Elle nest pas congelable

et elle subsiste dans les aliments deshydratés.

L’énergie d’adsorption de cette couche d’eau monomoléculaire est de l’ordre de 40kJ/mol d’eau

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Exemples de la quantité d’eau liée de quelques aliments déshydratés

En g d’eau/100g de poids sec :

- Pommes de terre déshydratées …..5 à 8 - Haricots verts deshydratés……….4 à 6 - Viande de bœuf déshydratés …….4 à 6 - Biscuits salés …………………….4 - Lait en poudre ……………………2 - Lait écrémé en poudre ……………3 à 6

Aw>0,3

Autour de la couche monomoléculaire s’empilent des couches d’eau de moins en moins liées aux constituants minéraux et organiques de l’aliments. L’eau est de plus en plus disponible. Elle est retenue dans l’aliment par capillarité (dans les pores des aliments Aw˷0,9), par pression osmotique (liée à la présence de sels et de sucres) par formation de gels protéiques (gélatine, myofibrilles) ou glucidiques (empois d’amidon).

Effets de faible aw

L’abaissement de aw sous l’optimum a généralement pour effet d’allonger la phase de latence

de la croissance et de diminuer le taux de croissance et la taille de la population finale. On peut

s’attendre à ce que cet effet résulte des effets néfastes d’une diminution de la teneur en eau sur

toutes les activités métaboliques, car toutes les réactions chimiques des cellules nécessitent un

environnement aqueux. Il faut toutefois garder à l'esprit que aw est influencé par d'autres

paramètres environnementaux tels que le pH, la température de croissance et Eh. Dans leur

étude de l'effet de l'effet sur la croissance d’Enterobacter aerogenes dans des milieux de culture,

Wodzinski et Frazier ont constaté que la phase de latence et le temps de génération étaient

progressivement allongés jusqu'à ce qu'il n'y ait plus de croissance avec un abaissement de aw.

Cependant, le minimum d'aw a été augmenté lorsque la température d'incubation a été réduite.

Lorsque le pH et la température d'incubation étaient rendus défavorables, le aw minimum pour

la croissance était plus élevé. L'interaction de aw, pH et température sur la croissance des

moisissures sur la confiture

Horner et Anagnostopoulos ont montré. L’interaction entre aw et la température était la plus

significative.

En général, la stratégie employée par les micro-organismes pour se protéger contre le stress

osmotique est l’accumulation intracellulaire de solutés compatibles. Les halophiles (par

exemple, Halobacterium spp.) Maintiennent un comportement osmotique l'équilibre en

maintenant la concentration de KCl dans leur cytoplasme égale à celle du menstrum en

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suspension, ce que l'on appelle la réponse «sel dans le cytoplasme». Les nonhalophiles

accumulent des solutés compatibles (osmolytes) de manière biphasique. La première réponse

consiste à augmenter le K + (et le glutamate synthétisé de manière endogène), et la seconde à

augmenter, soit par synthèse de novo ou par absorption, solutés compatibles. Ces dernières sont

des molécules très solubles qui n'ont pas de charge nette au pH physiologique et qui n'adhèrent

pas aux macromolécules intracellulaires et ne réagissent pas avec elles (voir référence 49). La

carnitine, la glycine bétaïne et la proline sont les trois solutés compatibles les plus communs

chez la plupart des bactéries. La carnitine peut être synthétisée de novo, mais les deux autres ne

le sont généralement pas. La proline est synthétisée par certaines bactéries à Gram positif alors

qu'elle est transportée par des Gram négatifs. La solubilité de la glycine bétaïne dans 100 ml

d’eau à 25 ° C est de 160 g; c'est 162 g pour la proline. La glycine bétaïne est utilisée par

davantage d’organismes vivants que les deux autres osmolytes ont noté....

On sait que la croissance d'au moins certaines cellules peut se produire en grand nombre à des

valeurs de aw réduites, alors que certains produits extracellulaires ne sont pas produits. Par

exemple, une réduction de la aw entraîne la cessation de la production d’entérotoxine B par S.

aureus alors même qu’un grand nombre de cellules sont produites en même temps50,51. Dans

le cas de Neurospora crassa, une dépression a entraîné une altération non létale de la

perméabilité de la peau. membrane cellulaire, entraînant la perte de plusieurs molécules

essentielles12. Des résultats similaires ont été observés avec des électrolytes ou des non-

électrolytes.

Dans l’ensemble, l’effet d’une diminution de la aw sur la nutrition des micro-organismes

apparaît être de nature générale lorsque les exigences cellulaires qui doivent être transmises par

le biais d’un milieu aqueux sont progressivement supprimées. Outre son effet sur les nutriments,

une diminution de la aw a sans aucun doute des effets néfastes sur le fonctionnement de la

membrane cellulaire, qui doit être maintenue à l'état fluide. On s'attend à ce que le séchage des

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parties internes des cellules se produise lors de la mise en place des cellules dans un milieu d'aw

abaissé jusqu'à un point d'équilibre de l'eau entre les cellules et le substrat. Bien que les

mécanismes ne soient pas tout à fait clairs, toutes les cellules microbiennes peuvent nécessiter

le même aw interne efficace. Ceux qui peuvent se développer dans des conditions extrêmes de

faible aw le font apparemment en raison de leur capacité à concentrer les sels, les polyols et les

acides aminés (et éventuellement d'autres types de composés) à des niveaux internes suffisants

pour empêcher les cellules de perdre de l'eau, mais cela peut permettre à la cellule d'extraire de

l'eau de l'environnement externe déprimé. Pour plus d'informations, voir les références 49, 51.

3) Potentiel d'oxydation-réduction

On sait depuis des décennies que les micro-organismes présentent des degrés de sensibilité

variables au potentiel d’oxydo-réduction (O / R, Eh) de leur milieu de croissance23. Le potentiel

O / R d’un substrat peut être généralement défini comme la facilité avec laquelle le le substrat

perd ou gagne des électrons. Lorsqu'un élément ou un composé perd des électrons, le substrat

est oxydé, alors qu'un substrat qui gagne des électrons est réduit.

L'oxydation peut également être réalisée par l'addition d'oxygène, comme illustré dans la

réaction suivante :

2Cu + O2 → 2CuO

Par conséquent, une substance qui cède facilement des électrons est un bon agent réducteur, et

une substance qui absorbe facilement des électrons est un bon agent oxydant. Lorsque des

électrons sont transférés d'un composé à un autre, une différence de potentiel est créée entre les

deux composés. Cette différence peut être mesurée à l'aide d'un instrument approprié et

exprimée en millivolts (mV). Plus une substance est fortement oxydée, plus son potentiel

électrique est positif; plus une substance est fortement réduite, plus son potentiel électrique est

négatif. Lorsque la concentration en oxydant et en réducteur est égale, il existe un potentiel

électrique nul. Le potentiel O / R d'un système est exprimé par le symbole Eh. Les

microorganismes aérobies ont besoin de valeurs positives de Eh (oxydé) pour leur croissance,

alors que les anaérobies exigent des résultats négatifs.

20

Figure 2 Représentation schématique des potentiels d’oxydo-réduction par rapport à la croissance de certains micro-

organismes.

Valeurs Eh (réduites) (Figure 2). Parmi les substances présentes dans les aliments qui

contribuent au maintien de conditions réductrices figurent les groupes –SH présents dans les

viandes et l'acide ascorbique, ainsi que les sucres réducteurs dans les fruits et les légumes. Dans

Le potentiel O / R d'un aliment est déterminé par les éléments suivants:

1. Le potentiel O / R caractéristique de l'aliment d'origine.

2. la capacité de préparation; c'est-à-dire la résistance au changement de potentiel de l'aliment.

3. La tension d'oxygène de l'atmosphère autour de la nourriture.

4. L'accès que l'atmosphère a à la nourriture.

En ce qui concerne les besoins en micro-organismes dus à Eh, certaines bactéries nécessitent

des conditions réduites pour l'initiation de la croissance (environ -200 mV), tandis que d'autres

exigent un facteur positif pour la croissance. dans la première catégorie sont les bactéries

21

anaérobies telles que le genre Clostridium; dans ce dernier appartiennent les bactéries aérobies

telles que certains membres du genre Bacillus. Certaines bactéries aérobies se développent

mieux dans des conditions légèrement réduites, et ces organismes sont appelés microaérophiles.

Des exemples de bactéries microaérophiles sont les lactobacilles et les campylobacters.

Certaines bactéries ont la capacité de se développer dans des conditions aérobies ou anaérobies.

Ces types sont appelés anaérobies facultatifs.

La plupart des moisissures et des levures rencontrées dans et sur les aliments sont aérobies,

mais quelques-unes ont tendance à être anaérobies facultatives.

En ce qui concerne l'Eh des aliments, les aliments d'origine végétale, en particulier les jus de

plantes, ont tendance à avoir des valeurs d'EH comprises entre +300 et 400 mV. Il n’est pas

surprenant de constater que les bactéries et moisissures aérobies sont la cause habituelle de la

détérioration des produits de ce type. Les viandes solides ont des valeurs Eh d'environ -200 mV;

dans les viandes hachées, l'Eh se situe généralement autour de 200 mV. Il a été rapporté que les

fromages de différents types avaient des valeurs Eh négatives, allant de -20 à environ -200 mV.

4) Contenu nutritif

Pour se développer et fonctionner normalement, les microorganismes importants dans les

aliments nécessitent la Suivant:

1. l'eau

2. source d'énergie

3. source d'azote

4. vitamines et facteurs de croissance associés

5. minéraux

L'importance de l'eau pour la croissance et le bien-être des micro-organismes est primordiale.

En ce qui concerne les quatre autres groupes de substances, ce sont les moisissures qui ont le

moins besoin, suivies des bactéries à Gram négatif, des levures et des bactéries à Gram positif.

En tant que sources d'énergie, les micro-organismes d'origine alimentaire peuvent utiliser des

sucres, des alcools et des acides aminés.

Certains micro-organismes peuvent utiliser des glucides complexes tels que les amidons et la

cellulose comme sources d'énergie en dégradant d'abord ces composés en sucres simples. Les

22

micro-organismes utilisent également les graisses comme source d'énergie, mais ces composés

sont attaqués par un nombre relativement réduit de microbes présents dans les aliments.

Les principales sources d'azote utilisées par les microorganismes hétérotrophes sont les acides

aminés. Un grand nombre d'autres composés azotés peut remplir cette fonction pour divers

types d'organismes.

Certains microbes, par exemple, peuvent utiliser des nucléotides et des acides aminés libres,

tandis que d'autres peuvent utiliser des peptides et des protéines. En général, presque tous les

organismes utilisent des composés simples tels que les acides aminés avant toute attaque des

composés plus complexes tels que les protéines de haut poids moléculaire. Il en va de même

pour les polysaccharides et les graisses.

Les microorganismes peuvent nécessiter de faibles quantités de vitamines B, et presque tous les

aliments naturels en contiennent une quantité abondante pour les organismes incapables de

synthétiser leurs besoins essentiels. En général, les bactéries à Gram positif sont les moins

synthétiques et doivent donc être alimentées avec un ou plusieurs de ces composés avant

qu'elles ne se développent. Les bactéries et les moisissures à Gram négatif sont capables de

synthétiser la plupart ou la totalité de leurs besoins. Par conséquent, ces deux groupes

d’organismes peuvent se développer sur des aliments pauvres en vitamines B. Les fruits ont

tendance à être moins riches en vitamines B que les viandes, et cela Ce fait, associé au pH bas

et à l’Eh positif des fruits, contribue à expliquer la détérioration habituelle de ces produits par

les moisissures plutôt que par les bactéries.

5) Constituants antimicrobiens

La stabilité de certains aliments contre les microorganismes est due à la présence de certaines

substances naturelles possédant et exprimant une activité antimicrobienne. On sait que certaines

espèces de plantes contiennent des huiles essentielles possédant une activité antimicrobienne.

Parmi ceux-ci figurent l'eugénol dans les clous de girofle, l'allicine dans l'ail, l'aldéhyde

cinnamique et l'eugénol dans la cannelle, l'isothiocyanate d'allyle dans la moutarde, l'eugénol

et le thymol dans la sauge et le carvacrol (isothymol) et le thymol dans l'origan.47 Le lait de

vache contient plusieurs substances antimicrobiennes, notamment la lactoferrine (lactoferrine)

voir ci-dessous), la conglutinine et le système lactoperoxydase (voir ci-dessous). Il a été

rapporté que le lait cru contient un inhibiteur de rotavirus pouvant inhiber jusqu'à 106 pfu

(unités formant une plaque) / ml. Il est détruit par la pasteurisation. La caséine du lait ainsi que

certains acides gras libres se sont révélés antimicrobiens dans certaines conditions.

23

Les œufs contiennent du lysozyme, tout comme le lait, et cette enzyme, ainsi que la

conalbumine, fournit aux œufs frais un système antimicrobien assez efficace. Les dérivés de

l'acide hydroxycinnamique (acides p-coumariques, féruliques, caféiques et chlorogéniques)

présents dans les fruits, les légumes, le thé, la mélasse et d'autres sources végétales présentent

tous une activité antibactérienne et antifongique. La lactoferrine est une glycoprotéine fixant le

fer qui inhibe un certain nombre de bactéries d'origine alimentaire. L'ovotransferrine semble

être la substance inhibitrice du blanc d'œuf cru qui inhibe Salmonella enteritidis.

Les vacuoles cellulaires de plantes crucifères (chou, chou de Bruxelles, brocoli, navet, etc.)

contiennent des glucosinolates, qui, en cas de blessure ou de perturbation mécanique, donnent

des isothiocyanates. Certains de ces derniers possèdent une activité antifongique et

antibactérienne.

Système lactoperoxydase

Il s’agit d’un système inhibiteur naturellement présent dans le lait de vache, composé de trois

composants:

lactoperoxydase, thiocyanate et H2O2. Les trois composants sont nécessaires pour les effets

antimicrobiens, et les psychrotropes à Gram négatif tels que les pseudomonas sont très

sensibles. La quantité de lactoperoxydase nécessaire est comprise entre 0,5 et 1,0 ppm, alors

que le lait de vache en contient normalement environ 30 ppm.6

Bien que le thiocyanate et le H2O2 soient présents normalement dans le lait, les quantités

varient. Pour H2O2, environ 100 U / ml sont nécessaires dans le système inhibiteur, alors que

1 à 2 U / ml sont normalement présents dans le lait. Le taux effectif de thiocyanate est d’environ

0,25 mM, alors que dans le lait la quantité varie entre 0,02 et 0,25 mM.6

Lorsque le système lactoperoxydase dans le lait cru était activé en ajoutant du thiocyanate à

0,25 mM avec une quantité équimolaire de H2O2, la durée de conservation était prolongée à 5

jours, comparativement à 48 heures pour les témoins6. Le système était plus efficace à 30 ° C

qu'à 4 ° C. C. L'effet antibactérien augmente avec l'acidité et la membrane cytoplasmique

semble être la cible de la cellule. En plus de l'addition directe de H2O2, une source exogène

peut être fournie par l'addition de glucose et de glucose oxydase. Pour éviter l'addition directe

de glucose oxydase, cette enzyme a été immobilisée sur des billes de verre de manière à ce que

le glucose ne soit généré que dans les quantités requises par l'utilisation de β-galactosidase

immobilisée.7 Ce système était efficace dans le lait de chèvre contre P. fluorescens et E. coli

24

où la croissance de la première a été contrôlée pendant 3 jours et la dernière pendant 2 jours à

8 ° C.

Le système lactoperoxydase peut être utilisé pour conserver le lait cru dans les pays où la

réfrigération est rare. L’ajout d’environ 12 ppm de SCN− et de 8 ppm d’H2O2 devrait être sans

danger pour le consommateur. Un aspect intéressant de ce système est l’effet qu’il a sur les

propriétés thermiques. Dans une étude, il a été démontré qu'il réduisait les valeurs de D

thermique à 57,8 ° C d'environ 80% pour L. monocytogenes et d'environ 86% pour S. aureus à

55,2 ° C.27 Bien que le mécanisme de cette destruction thermique accrue ne soit pas clair,

certaines implications intéressantes peuvent être envisagées.

Structures biologiques

L'enveloppe naturelle de certains aliments offre une excellente protection contre l'entrée et les

dommages ultérieurs causés par les organismes nuisibles. Dans cette catégorie figurent des

structures telles que la testa de graines, l'enveloppe extérieure de fruits, la coque de noix, la

peau d'animaux et la coque d'œufs. Dans le cas des noix comme les noix de pécan et les noix,

l'enveloppe ou l'enveloppe est suffisante pour empêcher l'entrée de tous les organismes. Bien

sûr, une fois crevassées, les viandes à base de noix sont sujettes à la détérioration par les

moisissures. La coquille externe et les membranes des œufs, si elles sont intactes, empêchent

l’entrée de presque tous les microorganismes lorsqu’elles sont stockées dans les conditions

appropriées d’humidité et température. Les fruits et les légumes dont l'enveloppe est

endommagée subissent une détérioration beaucoup plus rapide que ceux qui ne sont pas

endommagés. La peau des poissons et des viandes, comme le bœuf et le porc, empêche la

contamination et la détérioration de ces aliments, en partie parce qu'elle a tendance à se

dessécher plus rapidement que les surfaces fraîchement coupées.

Pris ensemble, ces six paramètres intrinsèques représentent le moyen utilisé par la nature pour

préserver les tissus végétaux et animaux des micro-organismes. En déterminant dans quelle

mesure chacun existe dans un aliment donné, on peut prédire les types généraux de micro-

organismes susceptibles de se développer et, par conséquent, la stabilité globale de cet aliment

particulier. Leur détermination peut également aider à déterminer l'âge et éventuellement les

antécédents de manipulation d'un aliment donné.

25

Paramètres extrinsèques

Les paramètres extrinsèques des aliments ne dépendent pas du substrat. Ce sont les propriétés

de l'environnement de stockage qui affectent à la fois les aliments et leurs microorganismes.

Les plus importants pour le bien-être des organismes d’origine alimentaire sont les suivants :

1. température de stockage

2. humidité relative de l'environnement

3. présence et concentration de gaz

4. présence et activités d'autres microorganismes

1) Température de stockage

Les micro-organismes, individuellement et en groupe, se développent dans une très large plage

de températures. Par conséquent, il est bon de considérer à ce stade les plages de croissance de

la température pour les organismes importants dans les aliments afin de vous aider à choisir la

température appropriée pour le stockage de différents types d’aliments.

La température la plus basse à laquelle on a signalé la croissance d'un microorganisme est de -

34°C; le plus élevé dépasse 100°C. Il est habituel de classer les microorganismes en trois

groupes en fonction de leurs exigences de température pour la croissance.

Les organismes qui se développent bien à une température inférieure ou égale à 7°C et dont

l’optimum se situe entre 20°C et 30°C sont appelés psychrotolérantes.

Ceux qui poussent bien entre 20°C et 45°C avec des optima compris entre 30°C et 40°C sont

appelés mésophiles,

Tandis que ceux qui se développent bien à 45°C ou plus avec des optima entre 55°C et 65°C

appelé thermophiles.

En ce qui concerne les bactéries, les espèces et souches psychrotolérantes font partie des genres

suivants : Alcaligenes, Shewanella, Brochothrix, Corynebacterium, Flavobacterium,

Lactobacillus, Micrococcus, Pectobacterium, Pseudomonas, Psychrobacter,

Enterrococcus, etc. Les psychrotolérantes que l'on trouve le plus souvent dans les aliments

sont ceux appartenant aux genres Pseudomonas et Enterococcus. Ces organismes se

développent bien à la température du réfrigérateur et causent la détérioration de la viande, du

26

poisson, de la volaille, des œufs et d’autres aliments normalement conservés à cette

température.

Les espèces et souches mésophiles peuvent être trouvées sur des aliments conservés à la

température du réfrigérateur. Apparemment, ils ne poussent pas à cette température, mais

poussent à des températures comprises dans l'intervalle mésophile si d'autres conditions le

permettent. Il convient de souligner que certains organismes peuvent se développer dans une

plage allant de 0 ° C à> 40°C. Enterococcus faecalis est un de ces organismes.

La plupart des bactéries thermophiles importantes dans les aliments appartiennent aux genres

Bacillus, Paenibacillus, Clostridium, Geobacillus, Alicyclobacillus et

Thermoanaerobacter. Bien que toutes les espèces de ces genres ne soient pas thermophiles,

elles présentent un grand intérêt pour le microbiologiste et le technologue en alimentation dans

l’industrie de la conserve.

Tout comme les moisissures peuvent se développer dans des plages de pH, de pression

osmotique et de nutriments plus larges, elles peuvent également se développer dans des plages

de température étendues, tout comme les bactéries.

De nombreuses moisissures peuvent se développer aux températures de réfrigération,

notamment certaines souches d’Aspergillus, Cladosporium et Thamnidium, que l’on peut

trouver sur des œufs, des côtés de bœuf et des fruits. Les levures se développent dans les plages

de températures psychrotolérantes et mésophiles, mais généralement pas dans la plage

thermophile.

27

La qualité du produit alimentaire doit également être prise en compte lors du choix de la

température de stockage.

Bien qu'il semble souhaitable de conserver tous les aliments à la température du réfrigérateur

ou en dessous, cela n’est pas toujours préférable pour le maintien de la qualité souhaitable de

certains aliments. Par exemple, les bananes se conservent mieux si elles sont conservées entre

13 et 17°C qu’entre 5 et 7°C. Des températures d’environ 10 ° C favorisent un grand nombre

de légumes, notamment les pommes de terre, le céleri, le chou et bien d’autres. Dans tous les

cas, le succès de la température de stockage dépend dans une large mesure de l'humidité relative

(HR) de l'environnement de stockage et de la présence ou de l'absence de gaz tels que le CO2

et l'O3.

Présence et activités d'autres microorganismes

Certains organismes d'origine alimentaire produisent des substances inhibitrices ou mortelles

pour d'autres ; Ceux-ci incluent des antibiotiques, des bactériocines, du peroxyde d'hydrogène

et des acides organiques.

2) Humidité relative de l'environnement

L'humidité relative de l'environnement de stockage est importante à la fois du point de vue de

l'aw dans les aliments et de la croissance des micro-organismes à la surface. Lorsque la valeur

aw d’un aliment est définie à 0,60, il est important que cet aliment soit stocké dans des

conditions d’humidité relative qui ne lui permettent pas de capter l’humidité de l’air et

d’augmenter ainsi sa propre surface et sa subsurface jusqu’à ce que les microbes la croissance

peut se produire.

Lorsque les aliments à faible aw sont placés dans des environnements à humidité relative

élevée, ils absorbent l'humidité jusqu'à ce que l'équilibre soit établi. De la même manière, les

aliments avec un poids élevé perdent de l'humidité lorsqu'ils sont placés dans un environnement

de faible humidité relative. Il convient de garder à l'esprit une relation entre l'humidité relative

et la température lors de la sélection des environnements de stockage appropriés pour les

aliments. En général, plus la température est élevée, plus l'humidité relative est basse, et

inversement.

Les aliments altérés en surface par les moisissures, les levures et certaines bactéries doivent être

stockés dans des conditions d'humidité relative réduite. Les viandes mal emballées telles que

28

les poulets entiers et les coupes de bœuf ont tendance à souffrir beaucoup d’altérations

superficielles dans le réfrigérateur avant que celles-ci ne se produisent en profondeur, en raison

de l’humidité relative de l’humidité généralement élevée du réfrigérateur et du fait que le biote

infecté par la viande est essentiellement de nature aérobie. Bien qu'il soit possible de réduire

les risques d'altération de la surface de certains aliments en les stockant dans de faibles

conditions d'humidité relative, il convient de rappeler que les aliments eux-mêmes perdront de

l'humidité dans l'atmosphère et deviennent ainsi indésirables. Lors du choix des conditions

environnementales adéquates pour l’HR, il faut tenir compte à la fois de la possibilité de

croissance en surface et de la qualité souhaitable des aliments en question. En modifiant

l’atmosphère gazeuse, il est possible de retarder la surface détérioration sans abaisser le HR.

3) Présence et concentration de gaz dans l'environnement

Le dioxyde de carbone (CO2) est le gaz atmosphérique le plus important utilisé pour contrôler

les microorganismes dans les aliments15,35. Avec l'O2, ce sont les deux gaz les plus importants

dans les aliments emballés dans une atmosphère modifiée (MAP),

L'ozone (O3) est l'autre gaz atmosphérique ayant des propriétés antimicrobiennes. Depuis

plusieurs décennies, il est utilisé comme agent pour prolonger la durée de conservation de

certains aliments. Il a été démontré qu’il était efficace contre divers micro-organismes, mais

comme il s’agissait d’un puissant agent oxydant, il ne devrait pas être utilisé sur des aliments

riches en lipides car il provoquerait une augmentation de la rancidité. L'ozone a été testé contre

Escherichia coli O157 : H7 dans un milieu de culture et, entre 3 et 18 ppm, la bactérie a été

détruite en 20 à 50 minutes.

Dans l’ensemble, il a été démontré que des concentrations d’ozone de 0,15 à 5,00 ppm dans

l’air inhibent la croissance de certaines bactéries et de certaines levures.

29

Il existe trois risques microbiens majeurs dans

aliments: micro-organismes d'altération, d'origine alimentaire

intoxications et infections d'origine alimentaire.

Microorganismes nuisibles

Quand un grand nombre de microorganismes indésirables

sont présents dans les aliments crus, contaminés

produits alimentaires cuits ou fermentés, ils

concurrencer avec l'espace et l'utilisation de la

éléments nutritifs des aliments; ceux-ci sont considérés comme

microorganismes d'altération. Parfois, les effets de la consommation de la nourriture sont

minimes.

Mais si la contamination des bactéries, des levures,

et les niveaux de champignons sont trop élevés, alors il y aura

être indésirable physique, chimique et biochimique

changements, tels que la nourriture impliquée

devient peu attrayant pour les sens humains et

ne convient pas à la consommation.

Alimentation - Intoxication à la naissance

Les composés toxiques dans les aliments peuvent provenir d'une contamination chimique ou

être préformés par des microorganismes toxigènes. Lorsque ces toxines sont consommées, les

personnes susceptibles deviennent malades.

Alimentation - Infection transmise

Les infections d'origine alimentaire surviennent lorsque les micro-organismes sont ingérés dans

les aliments, puis continuent à se développer dans le tractus gastro-intestinal, provoquant ainsi

la maladie des personnes sensibles. Pour que cela se produise, le nombre de micro-organismes

présents dans l'aliment doit être d'environ un million d'organismes vivants par gramme

30

d'aliment, mais il peut arriver que 100 cellules et même 10 cellules ou moins par gramme

d'aliment puissent causer une infection. .

Intoxication alimentaire

L'empoisonnement alimentaire est l'ingestion d'aliments contaminés contenant soit des

microbes vivants qui produisent des toxines dans le tractus gastro-intestinal de personnes

sensibles, soit des produits chimiques préformés.

toxines, ce qui rend la personne malade.

Alimentation - Épidémie

Une épidémie d'origine alimentaire est la consommation d'aliments contaminés provenant d'une

source par deux personnes ou plus, devenues malades par la suite. Une poussée d'origine

alimentaire peut avoir deux cas ou 100 000 cas, à l'exception du botulisme, auquel cas, un

individu atteint de botulisme est considéré comme un seul foyer.

Alimentation - Cas de maladies transmises

Un cas de maladie d'origine alimentaire est la consommation d'aliments contaminés par une

personne susceptible, qui est ensuite tombée malade.

Endémique

Une endémie se produit lorsqu'une maladie particulière

affecte une communauté entière.

Épidémie

Une épidémie est un nombre inhabituellement élevé de cas d'une maladie particulière provenant

d'une source unique dans une communauté.

Pandémie

Une maladie est dite pandémique quand elle affecte le monde entier.

Épidémiologie

L'épidémiologie est l'étude des maladies dans une population à l'aide de méthodes statistiques.

Un épidémiologiste étudie les modèles de maladies et

31

leurs agents causatifs en termes de population, alors qu'un médecin traite des patients

individuellement.

Agent étiologique

Un agent étiologique est l'agent qui a provoqué une maladie spécifique.

Aliments - Intoxications à la naissance

Les intoxications chimiques sont généralement le résultat d'accidents. Des personnes ont été

intoxiquées par des composés inorganiques tels que l'antimoine, l'arsenic, le cyanure, le

cadmium, le plomb, le sélénium et le mercure. Les symptômes apparaissent généralement

rapidement (quelques minutes ou quelques heures) et, en cas d'ingestion de fortes doses des

composés toxiques, les réactions sont généralement violentes.

Une assistance médicale immédiate est essentielle pour les victimes dans de tels cas.

Croissance de la succession ou diauxie

Les micro-organismes capables de métaboliser deux ou plusieurs nutriments dans un aliment,

l'un préféré à l'autre et présent à des concentrations limites, présentent une croissance par étapes

séparées par une courte phase de décalage. Initialement, une souche bactérienne se développe

en utilisant le nutriment préféré et après un bref délai d’adaptation croît en utilisant l’autre

nutriment.

À chaque étape, la courbe de croissance a des phases exponentielles et stationnaires avec une

phase de latence intermédiaire. Un exemple est la croissance de certaines souches bactériennes

(telles que certaines bactéries lactiques et bactéries Gram négatives) dans la viande fraîche. Une

souche croît initialement en utilisant les concentrations limites d'hydrates de carbone présents,

suivie de l'utilisation de substances azotées non protéiques (NPN; telles que les acides aminés).

Intitulé du cours :

Microbiologie alimentaire

Chapitre 2 : microorganismes utiles- d’altération- responsablesq de maladies d’origine alimentaire

Public ciblé : 3ème Licence – ANP Alimentation- Nutrition et Pathologie

Assuré par : MEDJAHDI Khadidja

2019-2020

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET

POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE HASSIBA BEN BOUALI CHLEF

FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE DEPARTEMENT DE NUTRITION et SCIENCES DES ALIMENTS

الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية وزارة التعليم العالي و البحث العلمي

جامعة حسيبة بن بوعلي الشلف كلية العلوم

قسم التغذية وعلوم التغذية

Les microorganismes les plus fréquemment retrouvés dans les aliments

1- Les microorganismes utiles

Les bactéries lactiques sont utiles dans la fabrication de yaourts et de fromages mais aussi dans la fabrication d’une boisson le kéfir ou encore la choucroute. Les bifidobactéries sont apportées dans les laits fermentés et elles peuvent rester présentes jusqu’à la date limite de consommation, elles sont aussi à l’origine d’un arôme particulier. Les corynébactéries sont présentes sur la croûte des fromages mais aussi peuvent être utilisées dans la synthèse d’acides aminés. Les bactéries acétiques permettent la fermentation acétique, on peut les retrouver dans le vin ou encore le cidre sous forme d’un léger voile qui se forme à la surface. Les bactéries propioniques sont nécessaires à l’affinage des fromages à pâte pressée cuite. Elles sont responsables de la conservation de ces aliments mais leur donnent aussi un goût particulier.

Les fermentations

Les produits fermentés couramment consommés comprennent le pain, le fromage, les saucisses, les légumes marinés, le cacao, la bière, le vin, l'acide citrique, l'acide glutamique et la sauce de soja.

La plupart des fermentations commercialement utiles peuvent être classées comme des cultures à l'état solide ou submergées. Dans les fermentations à l'état solide, les micro-organismes se développent sur un solide humide avec peu ou pas d'eau libre, bien que de l'eau capillaire puisse être présente. Des exemples de ce type de fermentation sont observés dans la culture des champignons, la panification, la transformation du cacao et dans la fabrication de certains aliments traditionnels - y compris, par exemple, le miso (pâte de soja), le saké, la sauce soja, le tempeh (tourteau de soja), et le gari (manioc), qui est maintenant produit dans de grandes exploitations industrielles.

Les fermentations immergées peuvent utiliser un substrat dissous, par exemple une solution de sucre ou un substrat solide, suspendu dans une grande quantité d'eau pour former une suspension. Les fermentations submergées sont utilisées dans le marinage des légumes, la production de yaourt, le brassage de la bière et la production de vin et de sauce de soja.

Les fermentations à l'état solide et immergées peuvent chacune être subdivisées - en processus aérobies nécessitant de l'oxygène et en processus anaérobies qui doivent être effectués en l'absence d'oxygène.

Des exemples de fermentations aérobies comprennent la production d'acide citrique en culture submergée par Aspergillus niger et les fermentations de koji à l'état solide (utilisées dans la production de sauce de soja).

Les produits de viande fermentés tels que la saucisse de Bologne (polony), la saucisse sèche, le pepperoni et le salami sont produits par des fermentations anaérobies à l'état solide utilisant des bactéries acidifiantes, en particulier les espèces Lactobacillus, Pediococcus et

Micrococcus. Une fermentation anaérobie en culture submergée se produit lors de la fabrication du yaourt. Les fermentations peuvent nécessiter une seule espèce de micro-organisme pour effectuer le changement chimique souhaité. Dans ce cas, le substrat peut être stérilisé pour tuer les espèces indésirables avant l'inoculation avec le micro-organisme souhaité. Cependant, la plupart des fermentations alimentaires ne sont pas stériles. Typiquement, les fermentations utilisées dans la transformation des aliments nécessitent la participation de plusieurs espèces microbiennes, agissant simultanément ou séquentiellement, pour donner un produit avec les propriétés souhaitées, y compris l'apparence, l'arôme, la texture et le goût. Dans les fermentations non stériles, l'environnement de culture peut être adapté spécifiquement pour favoriser les micro-organismes souhaités. Par exemple, la teneur en sel peut être élevée, le pH peut être bas ou l'activité de l'eau peut être réduite par des additifs tels que le sel ou le sucre.

1-1- Les bactéries lactiques

Les bactéries lactiques (LAB) constituent un groupe de bactéries Gram-positives unies par une constellation de caractéristiques morphologiques, métaboliques et physiologiques. La description générale des bactéries incluses dans le groupe est des cocci ou bâtonnets, non-sporulant, qui produisent de l'acide lactique comme principal produit final pendant la fermentation des glucides. Le terme LAB est intimement associé aux bactéries impliquées dans la fermentation des denrées alimentaires et des aliments pour animaux, y compris les bactéries apparentées normalement associées aux surfaces muqueuses (saines) des humains et des animaux. Les limites du groupe ont été sujettes à controverse, mais historiquement les genres Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus et Streptococcus forment le noyau du groupe. Les révisions taxonomiques de ces genres et la description de nouveaux genres signifient que LAB pourrait, dans leur large définition physiologique, comprendre environ 20 genres. Cependant, du point de vue pratique de la technologie alimentaire, les genres suivants sont considérés comme le principal LAB: Aerococcus, Carnobacterium, Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus et Weissella.

Le genre Bifidobacterium, souvent considéré dans le même contexte que les véritables bactéries lactiques et partageant certaines de leurs caractéristiques typiques, n'a aucun lien phylogénétique et possède un mode unique de fermentation du sucre. La classification des bactéries lactiques en différents genres est largement basée sur la morphologie, le mode de fermentation du glucose, la croissance à différentes températures, la configuration de l'acide lactique produit, la capacité de croître à des concentrations élevées en sel et la tolérance aux acides ou aux alcalins. Deux principales voies de fermentation du sucre peuvent être distinguées parmi les bactéries lactiques.

- La glycolyse (voie Embden-Meyerhof-Parnas) conduit presque exclusivement à l'acide lactique comme produit final dans des conditions standard, et le métabolisme est appelé fermentation homolactique.

- La voie 6-phosphogluconate / phosphokétolase se traduit par des quantités importantes d'autres produits finaux tels que l'éthanol, l'acétate et le CO2 en plus de l'acide lactique, et le métabolisme est appelé fermentation hétérolactique.

Figure 1 Principales voies de fermentation du glucose: (A) fermentation homolactique (glycolyse, voie Embden-Meyerhof-

Parnas); (B) fermentation hétérolactique (voie 6-phosphogluconate / phosphokétolase). Les enzymes sélectionnées sont

numérotées: 1. Glucokinase; 2. fructose-1,6-diphosphate aldolase; 3. glycéradéhyde-3-phosphate déshydrogénase; 4. pyruvate

kinase; 5. lactate déshydrogénase; 6. glucose-6-phosphate déshydrogénase; 7. 6-phosphogluconate déshydrogénase; 8.

phosphokétolase; 9. acétaldéhyde déshydrogénase; 10. alcool déshydrogénase.

1-2- Probiotiques et prébiotiques

De nombreux travaux ont montré l'influence bénéfique de certaines souches de bactéries lactiques sur le biote intestinale entraînant ainsi une amélioration de la santé de l'hôte. En réalité, il faut distinguer les effets attribuables à l'introduction dans le tube digestif de micro-organismes vivants, propriétés probiotiques de l'utilisation orale de substrats non vivants, propriétés prébiotiques. Le terme probiotique fut proposé par Fuller, bien après les premiers essais cliniques. Les probiotiques peuvent se définir comme les suppléments alimentaires contenant des bactéries vivantes qui peuvent être bénéfiques pour l'hôte en améliorant l'équilibre de sa flore colique. Cette définition inclut les laits fermentés traditionnels, notamment les yaourts, associant en général deux souches de bactéries, lactobacilles et streptocoques. La flore peut être aussi modifiée par les prébiotiques. Le terme de prébiotiques, introduit plus récemment par Gibson et Roberfroid, désigne des additifs ou des ingrédients alimentaires non digestibles qui affectent de façon bénéfique l'hôte en stimulant sélectivement la croissance ou l'activité de certaines bactéries du côlon comme par exemple les bifidobactéries, et qui peuvent ainsi améliorer la santé de l'hôte. Des substances comme l'oignon ou la chicorée sont des prébiotiques, mais il peut également s'agir de composants du lait maternel ou de produits de fermentation de certaines souches de bactéries lactiques comme par exemple les oligosaccharides.

Microbiote intestinale induite chez l'animal par les pré- ou probiotiques

L'administration de bactéries productrices d'acide lactique à l'animal induit généralement une augmentation du compte de celles-ci dans les selles. Chez l'homme, l'administration de bifidobacterium bifidum ou de Lactobacillus acidophilus permet de multiplier par un facteur 10 environ le nombre de colony forming units (CFU) par gramme de selle, les souches étant en général celles administrées oralement. Cette augmentation dépend du nombre de bactéries administrées par voie orale et le seuil critique dépend de l'espèce de micro-organisme. Pour Lactobacillus casei souche GG, la dose minimum pour induire une colonisation est de 1,2 10 CFU. Chez l'homme supplémenté avec Lactobacillus acidophilus, on observe une augmentation significative du nombre de lactobacilles et de bifidobactéries.

Microbiote intestinale induite chez l'enfant par les pré- ou probiotiques

Très peu de travaux décrivent les effets de l'ingestion des laits fermentés pro- et prébiotiques sur la microbiote intestinale de l'enfant en bonne santé. Langhendries et al. ont comparé différents paramètres caractérisant la biote fécale de nouveau-nés selon la nature du lait consommé. Durant le premier mois de vie, l'établissement de la biote digestive des enfants nourris au sein est comparable à celui des enfants recevant un lait infantile fermenté par Lactobacillus helveticus et Streptococcus thermophilus et contenant une souche de Bifidobacterium : le pourcentage d'enfants présentant des bifidobactéries est supérieur dans ces 2 groupes à celui de nourrissons recevant un lait infantile non fermenté et sans bifidobactéries. L'ingestion régulière de laits fermentés par Lactobacillus casei augmente la population des bactéries lactiques dans le tube digestif (au moins dans le côlon) à des concentrations suffisantes

pour exercer des effets sur la physiologie de l'hôte. Il est donc possible de moduler le biote intestinal de jeunes enfants par l'ingestion de laits fermentés probiotiques. Peu d'études ont été réalisées chez l'enfant avec les prébiotiques. Chez l'adulte, l'administration prolongée de transoligosaccharides (TOS) augmente le taux de bifidobactéries coliques, à une dose faible pour un adulte, de 5 g par jour, par ailleurs bien tolérée. Le temps nécessaire pour obtenir une augmentation stable des bifidobactéries est de 6 jours au plus. L'utilisation de lait fermenté prébiotique, fermenté par Bifidobacterium breve et Streptococcus thermophilus, entraîne également une modification du biote, du moins chez l'adulte sain et la souris : augmentation des bifidobactéries et diminution de Bacteroides fragilis et des clostridia. Cette capacité à induire des modifications de la biote paraît due à des composés prébiotiques fabriqués par Bifidobacterium breve, puisque l'effet est observé chez la souris en utilisant le concentrat de lactosérum issu de la fermentation de la souche. Plusieurs études expérimentales montrent que le microbiote intestinal présente un effet protecteur clinique. La démonstration que le biote microbien intestinale est un constituant important de la barrière intestinale a ouvert la porte à toute une série d'interventions thérapeutiques nouvelles. L'une des stratégies utilisées est basée sur la consommation d'une culture unique ou mixte de micro-organismes considérés comme potentiellement bénéfiques ou d'un produit prébiotique. Ces effets s'expriment non seulement au niveau de la biote intestinale mais plus précisément en termes de prévention ou traitement de certains symptômes digestifs.

Les aliments probiotiques

La fermentation acide lactique est la voie la plus simple et la plus sûre de préserver la nourriture et a probablement toujours été utilisée par l'homme. Elle aboutit à la présence dans les aliments de ferments, appelés probiotiques. Tous les enfants mangent des probiotiques, même dans certains laits infantiles. Des espèces comme Lactobacillus plantarum, rhamnosus, paracasei, acidophilus et salivarius sont habituels dans la muqueuse humaine, de la bouche au rectum. Des probiotiques existent dans les aliments qui ne contiennent pas de lait ou des constituants du lait. Dans la nourriture, Lactobacillus

paracasei et rhamnosus sont habituellement associés aux produits laitiers, alors que Lactobacillus plantarum, se trouve dans les aliments fermentés d'origine végétale. Un aliment probiotique sans lait a été lancé en Suède en 1994. Il s'agit d'un mélange d'avoine fermentée à l'acide lactique, mixée dans un jus de fruits. De nombreuses propriétés sont attribuées à cette souche, qui a été isolée de l'intestin humain, et qui semblerait améliorer le statut immunologique de la muqueuse et posséder des propriétés anti-inflammatoires.

Mode d'action des pré- et probiotiques

La possibilité que des agents probiotiques comme les bifidobactéries et Lactobacillus casei souche GG diminuent l'élimination de rotavirus en augmentant la réponse immune pendant la diarrhée à rotavirus est étayée et permet d'abandonner un concept simplificateur selon lequel les bactéries intestinales agiraient selon un simple effet d'encombrement stérique. Expérimentalement, des souriceaux nouveau-nés ont montré une protection passive contre la diarrhée à rotavirus liée à l'alimentation de la mère par Bifidobacterium breve. Cette protection passive, associée à une augmentation de concentration d'IgA antirotavirus dans le lait, était observée lorsque les mères immunisées oralement avec le rotavirus recevaient oralement

Bifidobacterium breve par comparaison avec les mères immunisées contre le rotavirus et non supplémentée. Il n'est donc pas exclu que certains agents probiotiques puissent augmenter la synthèse d'anticorps de type IgA spécifiques d'antigènes dans le lait de la mère, lui conférant ainsi une capacité de protection plus importante encore. Une étude finlandaise réalisée chez l'enfant suggère que Lactobacillus casei GG favorise le rétablissement rapide d'enfants présentant une diarrhée à rotavirus, ceci en stimulant la sécrétion d'IgA spécifiques au niveau de la muqueuse intestinale. Les travaux de Moreau et al. montrent que la présence de certaines souches de bifidobactéries induisait des propriétés immuno-stimulantes avec notamment une augmentation de la production d'IgA chez des souris hétéroxéniques infectées par un rotavirus. Dans la mesure où certains prébiotiques favorisent la présence de bifidobactéries dans le biote, ils pourraient donc également exercer une action bénéfique sur la production d'IgA.

Les probiotiques chez l'enfant

Au-delà des préparations pour nourrissons, les préparations de suite et des laits de croissance, l'industrie agroalimentaire s'oriente désormais vers une nouvelle approche visant, comme chez l'adulte, à mettre l'accent sur les effets bénéfiques que pourraient avoir ces préparations sur les fonctions physiologiques, la prévention des maladies et donc de plus en plus vers le concept d'aliments fonctionnels. Une mise au point sur ces aliments fonctionnels, et notamment les aliments enrichis en probiotique, est proposée par le comité de nutrition de la Société française de pédiatrie.

Les effets des probiotiques

Les bactéries probiotiques sont largement utilisées en tant que complément alimentaire, pour

leurs nombreux effets bénéfiques pour la santé humaine, bien que tous ne soient pas démontrés

de manière formelle. Dans tous les cas, il semble que ces effets soient liés à la capacité des

probiotiques à moduler le biote intestinal et la réponse immunitaire de l’intestin (Figure).

Figure 2 principaux effets des probiotiques

Plusieurs études ont démontré que la consommation de probiotique permettait l’augmentation

du nombre de bactéries lactiques dans l’intestin, donc de « bonnes bactéries », en tout cas de

bactéries indicatrices d’un intestin sain. Par exemple, une étude sur une dizaine de sujets

humains en bonne santé ayant consommé pendant 4 semaines un lait fermenté contenant la

souche probiotique Lactobacillus helveticus GCL1001 à 108 cellules/g, a démontré une

augmentation des populations de Bifidobacterium. A noter que toutes les études tendent vers la

même conclusion : la consommation de probiotiques ne modifie pas structurellement ni

durablement la composition du microbiote intestinal, celui-ci étant trop bien implanté.

Toutefois, chez les jeunes enfants dont le microbiote n’est pas encore stabilisé, l’ingestion de

probiotiques peut avoir des effets plus marqués, en particulier sur les populations de

Bifidobacterium. Dans tous les cas, dès l’arrêt de la consommation quotidienne de probiotiques,

la composition du microbiote revient à son état initial.

L’effet des probiotiques sur le système immunitaire a aussi été clairement établi. Les bactéries

entrent en contact avec les cellules épithéliales intestinales qui peuvent elles-mêmes être

présentatrices d’antigènes et productrices de cytokines, et stimuler le tissu lymphoïde associé à

la muqueuse intestinale (Gut Associated Lymphoid Tissue : GALT). Le GALT constitue la plus

grande masse de tissu lymphoïde du corps humain. L’ingestion de bactéries probiotiques agit

sur le système immunitaire non spécifique en provoquant une augmentation de la phagocytose

par les macrophages et une augmentation de la production de cytokines anti- ou pro-

inflammatoires, mais également sur le système immunitaire spécifique (augmentation de la

production d’IgA et diminution des IgE). Il semblerait que le maintien d’une inflammation

intestinale de bas niveau soit bénéfique pour la santé, permettant une fonction accrue du GALT

dans son rôle de barrière intestinale immunitaire. Toutefois, certaines bactéries lactiques ont

aussi démontré une action anti-inflammatoire chez des patients atteints d’un état inflammatoire

systémique ou d’allergie.

Examinons les principaux effets des probiotiques sur la santé :

• Protection contre des bactéries pathogènes, grâce à l’effet « barrière »

En favorisant la croissance dans l’intestin de bactéries non nocives voire bénéfiques, sa

colonisation par des bactéries pathogènes devient plus difficile. Les bactéries lactiques utilisées

comme probiotiques peuvent donc prévenir voire aider à guérir certaines infections gastro-

intestinales. Par exemple, la fameuse « turista » ou diarrhée du voyageur, est une diarrhée très

fréquente qui se déclare suite à l’ingestion d’aliments contaminés par des bactéries pathogènes

comme Escherichia coli, Shigella, ou Salmonella. Il semble que la consommation de

probiotiques puisse dans certains cas réduire l’incidence de ce type de diarrhée, mais les

résultats des différentes études sont parfois contradictoires. Autre exemple bien documenté :

certains ulcères gastriques sont liés à la multiplication dans l’estomac d’une bactérie résistante

aux conditions acides, Helicobacter pylori. Une cohorte d’enfants atteints de cette pathologie a

été traitée par des antibiotiques, supplémentés ou non par des compléments alimentaires

probiotiques (Lactobacillus casei DG) : on a pu constater une élimination de 84%

d’Helicobacter pylori chez les enfants ayant consommé les probiotiques, contre 57% chez les

enfants n’en ayant pas consommé1. De plus, les effets secondaires de l’antibiothérapie

(nausées, diarrhées) étaient moindres avec les probiotiques. Tous les mécanismes impliqués

dans l’inhibition des bactéries pathogènes par les probiotiques ne sont pas bien compris, mais

il semblerait que la production de substances antimicrobiennes par les bactéries lactiques, ainsi

qu’une stimulation de la production d’IgA, pourraient jouer un rôle.

• Diminution de l’incidence et de la durée des diarrhées

La grande majorité des diarrhées infectieuses contractées dans les pays occidentaux sont dues

à des virus. Les traitements par antibiothérapie orale pour diverses pathologies peuvent

également, par déséquilibre et réduction de la biote intestinale, provoquer des diarrhées. Des

effets assez clairs ont pu être démontrés2 sur l’amélioration de ces symptômes par la

consommation de différentes souches probiotiques, notamment Lactobacillus rhamnosus ou

Lactobacillus acidophilus. Ces effets bénéfiques sont directement liés au rééquilibrage du biote

intestinal, mais dans le cas d’infections par des rotavirus, on a pu aussi mesurer une

concentration d’IgA sériques plus élevée.

• Diminution du risque allergique

Les allergies alimentaires sont de plus en plus fréquentes chez les enfants, en particulier

l’allergie au lait de vache. Des thérapies liées à l’ingestion de probiotiques ont amélioré

significativement les symptômes liés à ce type d’allergie, comme la dermatite atopique

(eczéma). Cet effet serait dû à l’augmentation des IgA, qui piègeraient les allergènes, les

empêchant ainsi de provoquer une réaction allergique par stimulation excessive du mécanisme

inflammatoire. Il a également été observé une diminution de la réaction inflammatoire grâce

aux cellules T régulatrices. Enfin, les bactéries lactiques entraînent la diminution de la sécrétion

des IgE responsables de l’hypersensibilité́ immédiate.

• Amélioration des symptômes liés à l’intolérance au lactose

Chez les mammifères, la lactase, enzyme permettant de cliver le lactose en glucose et galactose,

est produite par les entérocytes des microvillosités intestinales. Sa synthèse est maximale après

la naissance puis diminue progressivement avec le sevrage. Certaines personnes présentent un

déficit en lactase, ne leur permettant plus de digérer correctement le lactose, le principal glucide

du lait. Le lactose s’accumulant ainsi dans l’intestin, sera fermenté par les bactéries, provoquant

un inconfort intestinal (ballonnements, flatulences, nausées, diarrhée) dont les causes restent

mal comprises. La consommation de probiotiques, sous forme de yaourts ou laits fermentés ou

complément alimentaire, améliore ces symptômes, en apportant des bactéries lactiques

produisant la 𝛽-galactosidase, enzyme bactérienne équivalente à la lactase. De plus, dans les

produits laitiers fermentés, le lactose est en grande partie déjà dégradé par les bactéries

lactiques, permettant un apport moindre en lactose qu’en consommant du lait. Bifidobacterium

lactis et Lactobacillus bulgaricus, notamment, ont démontré leur efficacité pour soulager les

symptômes de l’intolérance au lactose.

• Activité anti-cancérigène

Le cancer colorectal est un cancer extrêmement meurtrier dans les pays occidentaux. Plusieurs

études4 suggèrent que l’ingestion de probiotiques peut réduire la probabilité de formation de

tumeur chez les patients à risque. Il semblerait que des souches de Lactobacillus et de

Bifidobacterium sécrètent des composés qui inhiberaient la prolifération des cellules tumorales

ou provoqueraient leur apoptose, mais ces composés n’ont pas encore été identifiés. Il a

également été avancé que les probiotiques, par modulation des activités métaboliques du

microbiote, pourraient stimuler la production d’enzymes détoxifiantes ou permettre la

dégradation d’enzymes pro-carcinogènes. Aucun de ces effets n’a été clairement démontré en

clinique.

• Prévention de l’obésité, des maladies cardio-vasculaires, et du diabète de type 2

L’obésité est un grave problème de santé publique touchant tous les pays industrialisés.

L’obésité peut avoir des conséquences graves sur la santé, notamment en favorisant l’apparition

des affections cardio-vasculaires, des cancers, ou l’induction d’un diabète de type 2. De

nombreuses études ont été menées sur l’effet de la consommation de probiotiques sur la

prévention de l’obésité. Plusieurs souches probiotiques ont permis une perte de poids avec une

réduction du diamètre des adipocytes. Des effets positifs sur l’homéostasie du glucose et de

l’insuline ont également été observés. Il est par ailleurs démontré6 que les nouveau-nés nourris

au sein, bénéficiant d’une inoculation intestinale par les bactéries lactiques du lait maternel, ont

une propension moindre à développer un diabète de type 2 à l’âge adulte. Enfin, le métabolisme

lipidique est également impacté par la consommation de probiotiques, avec une diminution du

cholestérol et des triglycérides sanguins, ainsi qu’une amélioration de la stéatose hépatique

(accumulation de triglycérides dans le foie). L’ensemble de ces effets est beaucoup plus marqué

chez les personnes en surpoids. Ces influences bénéfiques des probiotiques résulteraient d’une

modulation des activités métaboliques enzymatiques digestives, de la dégradation des fibres

polysaccharidiques, et de l’induction d’une inflammation intestinale de faible intensité. Chacun

de ces effets constatés des probiotiques est associé à des souches particulières, et il serait

intéressant de tester les effets de mélanges de plusieurs souches afin de déterminer s’ils peuvent

se révéler synergiques.

• Maladies neurodégénératives

Plus récemment, des travaux de recherche tendent à suggérer que la santé intestinale pourrait

influer le système nerveux central. La communication entre les deux systèmes passe par un

réseau d’interactions hautement intégré incluant la communication neuronale directe, la

signalisation endocrine, ainsi que des facteurs immunitaires. Il semblerait que chacun de ces

signaux, eux-mêmes impliqués dans l’apparition de maladies neurodégénératives comme

Alzheimer ou Parkinson, puisse être influencé par les bactéries intestinales. A l’inverse, des

effets psychologiques induits par le système nerveux central peuvent moduler la composition

de la microbiote intestinale. Par ailleurs, on constate avec l’âge une diminution dans la variété

des espèces colonisant le tractus gastro-intestinal, plus prononcée chez les patients atteints de

maladies neurodégénératives. Les symptômes précoces des maladies neurodégénératives sont

souvent associés à des troubles du tractus gastro-intestinal, ce qui pourrait suggérer un rôle dans

l’apparition de ces affections. Il semblerait que ces déséquilibres aient pour conséquences une

réponse inflammatoire et un stress oxydatif accrus dans l’intestin, qui pourraient induire la

production de molécules neuroactives et moduler des signaux métaboliques ayant des effets sur

le système nerveux central. La grande majorité des études concernant les effets des probiotiques

sur les maladies neurodégénératives ont été menées sur des modèles de rats ou de souris, mais

très peu d’études cliniques sont disponibles chez l’Homme. L’administration de Lactobacillus

helveticus R0052 a par exemple réduit les symptômes d’anxiété chez des patients souffrants du

syndrome de fatigue chronique. Ainsi, l’utilisation des probiotiques comme traitement

prophylactique, thérapeutique ou symptomatique des maladies neurodégénératives présente un

potentiel intéressant, mais ses effets chez les patients restent à étudier plus en détail.

2- Levures et moisissures

Les champignons microscopiques (mycètes) se divisent en deux groupes :

- les champignons unicellulaires, ou levures

- les champignons filamenteux, ou moisissures.

2. 1. Levures

On appelle levures les champignons microscopiques de type unicellulaire ou présentant dans

leur cycle biologique une phase unicellulaire prépondérante.

Les levures non seulement occupent une place essentielle dans l'industrie alimentaire, elles

participent à l'élaboration de nombreux produits alimentaires (bière, cidre, vin, fromages), mais

elles contribuent aussi à la revalorisation des déchets agricoles et industriels et à la production

de protéines. Cependant, elles jouent parfois un rôle négatif en contaminant et en dégradant les

aliments ; certaines sont pathogènes pour l'homme ou les animaux.

Figure 3 levure, a Candida albicans, B Saccharomyces cerevisiae

Cytologie et organisation

Les levures sont des eucaryotes unicellulaires. La cellule, ou thalle, a une taille très variable

selon les espèces : de 1 à 10 um de large pour 2-3 ou 20-50 µm de longueur.

La morphologie cellulaire peut être examinée facilement à l'objectif x 40 sur une préparation à

L'état frais. Les termes sphérique, globuleux, ovoïde, allongé et cylindrique sont souvent

employés pour décrire la forme végétative des levures. Il existe cependant des formes cellulaires

caractéristiques : forme en ‘bouteille’ des Pityrosporum, forme triangulaire des Trigonopsis.

Dans certaines conditions de culture, les levures peuvent donner des formes mycéliennes

(thalles pluricellulaires).

Figure 4 morphologie des levures, thalles et mycélium

2-2- moisissures

Le royaume des champignons, tel qu'il est maintenant généralement accepté, comprend quatre

phylums : Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota et Basidiomycota.

Classe Zygomycetes

Mycélium coénocytaire, parois chitineuses. Zygospore (une spore au repos à paroi épaisse)

produite dans un zygosporange après fusion de deux gamétanges. Reproduction mitotique par

les sporangiospores.

Aucune cellule flagellée ou centriole présente. Nutrition saprobique à parasitaire faible

facultatif. Connu du sol, du fumier, des fruits et des fleurs, du grain stocké et des organes

végétaux charnus, des champignons, des invertébrés, des vertébrés et des humains, et

significatif en tant qu'altération et organismes fermentaires primaires.

Ordre Mucorales

Reproduction asexuée par plusieurs spores, quelques spores ou unipores sporanges

(sporangiola). Reproduction sexuelle par les zygospores.

Famille des Mucoracées

Sporanges columellés, sporanges spécialisés absents. Zygospores lisses à verruqueuses, portées

sur des suspenseurs opposés semblables à des pinces ou apposés, nus ou appendiqués.

Polyphylétique.

- Absidia - sporanges en forme de poire produits en verticilles partiels à intervalles le

long de branches ressemblant à des stolons. Les sporangiospores sont subglobuleuses à

ellipsoïdes. Les branches produisent des rhizoïdes à intervalles mais pas en face des

sporangiophores. Zygospores entourées d'appendices de suspensions incurvées et non

ramifiées qui peuvent provenir d'un ou des deux suspenseurs. Distribué dans le monde

entier dans le sol, les céréales stockées, les fruits et légumes en décomposition, l'air, le

compost, les animaux et les humains.

- Actinomucor - stolons, rhizoïdes et sporanges non apophysaires présents. Sporanges

hyalins à légèrement colorés, globuleux, formés sur des sporangiophores ramifiés à

plusieurs reprises.

Les sporangiospores sont lisses, globuleuses à irrégulières. Utilisé comme inoculum dans la

production de sufu (nourriture orientale traditionnelle à partir de lait de soja fermenté).

- Mucor - sporanges non apophysates, globuleux et formés sur des sporangiophores

ramifiés et non ramifiés, issus de mycélium dépourvus de stolons et de rhizoïdes.

Sporangiospores de forme variable. Organismes importants d'altération des aliments,

largement distribués, notamment dans le sol, les excréments, le foin, les céréales

stockées, les fruits, les légumes, le lait, les animaux et les humains. Également utilisé

dans les processus de fermentation pour la production de sufu.

- Rhizopus - des rhizoïdes se forment à la base des sporangiophores qui peuvent se

développer en grappes. Habitude stolonifère, un hyphe aérien se développe et où il

touche le substrat, des rhizoïdes et des sporangiophores se forment. Apophysate de

sporanges avec sporangiospores angulairement irrégulières et souvent striées.

Distribution mondiale mais surtout dans les zones tropicales et subtropicales, des sols,

des céréales, de l'eau, des légumes et des fruits. Utilisé comme agent de fermentation

dans la production de tempeh à partir de graines de soja et de tempehbongrek à partir de

manioc. Également signalé pour produire des métabolites toxiques, mais il n'y a aucune

preuve solide de son implication dans les mycotoxicoses.

Bactéries responsables de maladies d’origine alimentaire

Intoxination

L'intoxication d'origine alimentaire ou l'intoxication alimentaire d'origine microbienne se

produit en ingérant un aliment contenant une toxine préformée.

Les intoxinations peuvent être d'origine bactérienne, comme par exemple l'intoxication

staphylococcique et le botulisme, ou d'origine de moisissure qui produisent des mycotoxines.

Bacillus cereus peut également former une toxine thermostable et produire une intoxication, en

plus d’etre responsable de toxi-infections alimentaires.

Certaines caractéristiques générales de l'intoxication alimentaire sont :

1. La toxine est produite par un pathogène lors de sa croissance dans un aliment.

2. Une toxine peut être thermolabile ou stable à la chaleur.

3. L'ingestion d'un aliment contenant une toxine active, non des cellules microbiennes viables,

est nécessaire pour l'empoisonnement (sauf pour le botulisme infantile, dans lequel des spores

viables doivent être ingérées).

4. Les symptômes surviennent généralement rapidement, dès 30 min après l'ingestion.

5. Les symptômes diffèrent selon le type de toxine; les entérotoxines produisent des symptômes

gastriques et les neurotoxines produisent des symptômes neurologiques.

6. Le symptôme fébrile n'est pas présent.

Infection

Les infections d'origine alimentaire résultent de la consommation d'aliments (et d'eau)

contaminés par des bactéries et virus entériques pathogènes. De nombreux agents pathogènes

sont inclus dans ce groupe. Cependant, beaucoup sont impliqués plus fréquemment que d'autres.

Voici quelques caractéristiques des infections d'origine alimentaire :

1. Les cellules vivantes des agents pathogènes entériques (bactéries et virus) doivent être

consommées avec les aliments.

2. Les cellules survivantes (de l'environnement gastrique) pénètrent à travers la membrane et

s'établissent dans les cellules épithéliales des intestins, se multiplient et produisent des toxines

(infection).

3. Les niveaux de dose qui causent l'infection varient considérablement. Théoriquement, une

cellule vivante a le potentiel de produire la maladie. Les experts estiment que la consommation

de ca. 10 cellules (pour une espèce et une souche extrêmement virulente, comme Escherichia

coli O157 : H7) à env. 105 cellules ou plus (pour une espèce et une souche moins virulentes,

comme Yersinia enterocolitica) pourraient être nécessaires pour la maladie.

4. Les symptômes surviennent généralement après 24 h, qui, selon l'agent pathogène, peuvent

être à la fois entériques et non entériques.

5. Les symptômes entériques sont locaux et dus à une infection entérique et à l'effet des toxines.

Les symptômes comprennent des douleurs abdominales, de la diarrhée (parfois accompagnée

de sang), des nausées, des vomissements et de la fièvre. Des exemples d'agents pathogènes

comprennent Salmonella, Shigella, Esc coli entéro-invasif (EIEC), Vibrio parahaemolyticus,

Campylobacter jejuni et Yer. enterocolitica.

6. Les symptômes non entériques (ainsi que les symptômes entériques) surviennent lorsque les

agents pathogènes ou leurs toxines traversent l'intestin et envahissent ou affectent d'autres

organes internes et tissus internes. Les symptômes dépendent des types d'organes et de tissus

touchés, mais sont accompagnée de fièvre. Des exemples d'agents pathogènes comprennent

Listeria monocytogenes, entérohémorragique Esc. coli (EHEC), V. vulnificus et le virus de

l'hépatite A.

Toxi-infection

La pathogenèse et les symptômes de la maladie de plusieurs agents pathogènes associés à la

gastro-entérite d'origine alimentaire et hydrique sont quelque peu différents de l'intoxication

alimentaire classique ou de l'infection d'origine alimentaire causée par les agents pathogènes.

Bien que les différences ne soient pas toujours très claires, dans ce chapitre, la gastro-entérite

causée par Clostridium perfringens, Bacillus cereus, Vibrio cholerae et Escherichia coli

entéropathogène est décrite comme une infection toxique. Les deux premiers sont des

sporeformateurs à Gram positif, et les deux derniers sont de petites tiges à Gram négatif.

Voici quelques caractéristiques de l'infection toxique d'origine alimentaire :

1. Pour les sporeformeurs, l'ingestion d'un grand nombre de cellules végétatives vivantes est

généralement nécessaire.

2. Les cellules végétatives des sporeformateurs ne se multiplient pas dans le tube digestif, mais

sporulent et libèrent des toxines.

3. Pour les bactéries à Gram négatif, les cellules vivantes peuvent être ingérées en nombre

modéré.

4. Les cellules à Gram négatif se multiplient rapidement dans le tube digestif.

5. De nombreuses cellules meurent également, libérant des toxines.

6. Les toxines des deux groupes produisent les symptômes de la gastro-entérite.

1- Clostridium botulinum

Le botulisme est une maladie neuroparalytique chez l'homme et l'animal, résultant des actions des neurotoxines produites par Clostridium botulinum et des souches rares de Clostridium

butyricum et Clostridium baratii. Les neurotoxines botuliques (BoNT) sont les toxines les plus toxiques connues et sont toxiques par les voies orale, intraveineuse et par inhalation. On estime que 0,1 à 1 mg de BoNT est suffisant pour tuer un humain et la dose létale pour la plupart des animaux est de 1 ng /kg de poids corporel. Le botulisme d'origine alimentaire survient après l'ingestion de BoNT préformé dans les aliments (intoxination). Le botulisme peut également résulter de l'ingestion de spores et de la croissance et de la production de BoNT par C. botulinum dans l'intestin, qui est absorbé dans la circulation (botulisme infantile et botulisme intestinal adulte).

Caractéristiques de C. botulinum

Le genre Clostridium est un groupe vaste et diversifié avec plus de 120 espèces. Il comprend des bactéries à Gram positif anaérobies ou aérotolérantes en forme de bâtonnets qui produisent des endospores et obtiennent leur énergie de croissance par fermentation. La température de croiossance est entre 10 et 50°C.

Figure 5 endospore de C. botulinum

Le botulisme causé par une intoxication alimentaire a généralement une période d'incubation de 12 à 36 h après la consommation d'un aliment toxique

La symptomatologie caractéristique de l'empoisonnement par le botulisme est une paralysie flasque symétrique descendante progressive affectant initialement la musculature innervée par les nerfs crâniens. Les premiers signes sont généralement des perturbations de la fonction oculaire, y compris une vision floue et double, et les pupilles deviennent élargies et ne répondent pas à la lumière. Au fur et à mesure de l'intoxication, une paralysie flasque se produit dans la région du visage et de la tête, caractérisée par une faiblesse et un affaissement des paupières et des muscles du visage (figure 2). La parole devient trouble et la déglutition et la respiration deviennent difficiles. Dans les cas graves, une faiblesse musculaire extrême rend le patient faible, fatigué et incapable de lever la tête et les membres. La mort peut survenir, généralement par insuffisance respiratoire ou éventuellement par arrêt cardiaque. Parce que le BoNT affecte les nerfs moteurs alpha et n'entre pas dans le système nerveux central à des concentrations toxiques, les réponses sensorielles, la fonction mentale et la conscience sont généralement maintenues.

1- Les Enterobacteriaceae

Les Enterobacteriaceae sont une grande famille de bactéries à Gram négatif qui comprend,

avec de nombreux symbiotes inoffensifs, un bon nombre des pathogènes les plus connus, tels

que Salmonella, Escherichia coli, Yersinia pestis, Klebsiella, Shigella, Proteus, Enterobacter,

Serratia et Citrobacter. Les membres des Enterobacteriaceae sont en forme de bâtonnet et ont

généralement une longueur de 1 à 5 mm. Les entérobactéries sont des anaérobies facultatifs

mésophiles (T°C optimale : 35-37°C), fermentant les sucres pour produire de l'acide lactique et

divers autres produits finaux. De nombreux membres de cette famille font normalement partie

du biote intestinal des humains et d'autres animaux, tandis que d'autres se trouvent dans l'eau

ou le sol, ou sont des parasites d'une grande variété d'animaux et de plantes.

Certaines bactéries regroupées sous le nom d’Enterobacteriaceae sont sous-classées comme

coliformes, notamment Escherichia, Enterobacter, Klebsiella, Serratia et Citrobacter, car elles

partagent des caractéristiques morphologiques et biochimiques similaires. Les bactéries

coliformes sont un indicateur bactérien couramment utilisé de la qualité sanitaire des aliments

et de l'eau.

Les techniques d’identification les plus couramment utilisées sont les tests biochimiques. Avant

de commencer un test, il doit être confirmé que la culture est une Enterobacteriaceae. Pour tester

cela, la croissance spécifique sur gélose bile rouge violette, fermentation du glucose (positive)

et une réaction d'oxydase (négative) doit être observée. La galerie API 20E qui consiste en 20

tests biochimiques est très utilisée pour l’identification des Enterobacteriaceae.

E. coli O157 :H7

Ce sont des souches d'E. coli pouvant provoquer une diarrhée potentiellement mortelle.

Contrairement à E. coli ordinaire, ils portaient les gènes d'un poison connu sous le nom de

toxine Shiga, du nom du bactériologiste japonais Kiyoshi Shiga. Escherichia coli O157: H7 est

ainsi nommé car il exprime le 157e antigène somatique (O) identifié et le 7e antigène flagellaire

(H). L'organisme a été reconnu pour la première fois comme pathogène humain en 1982,

lorsqu'il a été impliqué dans deux éclosions de colite hémorragique, une entité clinique

distinctive caractérisée par des crampes abdominales, des selles sanglantes et peu ou pas de

fièvre. C’est une souche dite E. coli entérohémorragique (EHEC) responsable de toxi-infections

avec une durée d’incubation (apparition de symptômes) de 3jours.

Le réservoir de ce pathogène semble vivre principalement dans les intestins des bovins. En

outre, d'autres ruminants tels que les moutons, les chèvres et les cerfs sont considérés comme

des réservoirs importants, tandis que d'autres mammifères (porcs, chevaux, lapins, chiens,

chats) et oiseaux (poulets, dindes) ont parfois été trouvés infectés.

1- Salmonella

Le genre Salmonella, au sein de la famille des Enterobacteriaceae, est composé de bactéries

facultativement anaérobies, oxydase négatives, catalase positives, Gram négatives, en forme

de bâtonnets ; les bacilles ont généralement une taille de 0,7 à 1,5 de 2 à 5 mm, bien que de

longs filaments puissent se former. La plupart des souches sont mobiles et fermentent le glucose

avec production d'acide et de gaz.

Les souches sont divisées en sérogroupes, en fonction des différences d'épitopes du

lipopolysaccharide (LPS), un composant majeur de la membrane externe des bactéries à Gram

négatif. Le LPS, désigné O ou antigène somatique à des fins sérologiques, est composé de trois

composants - lipide A, noyau polysaccharide et chaîne latérale oligosaccharide - la dernière

spécificité conférant un sérogroupe. Les chaînes latérales du LPS sont composées d'unités

répétitives d'oligosaccharides, qui à leur tour sont composés d'une gamme de sucres, y compris

des heptoses rares, telles que l'abéquose et le tyvelose.

Les souches dépourvues de l'antigène O de la chaîne latérale sont connues sous le nom de

souches rugueuses, produisant des colonies rugueuses sur des supports en plaques et ne pouvant

pas s'agglutiner avec un antisérum homologue.

En 2008, il y avait 2579 sérotypes de Salmonella enterica, dont 58,9% appartiennent à la sous

espèce enterica (tableau) sur la base des nombreux antigènes O et H caractérisés.

S. enterica subsp. enterica est responsable de maladies d’origine alimentaire.

Les salmonelles peuvent croître dans la plage de 2 à 54°C, bien qu'une croissance inférieure à

7 ° C ait été observée en grande partie uniquement dans les milieux bactériologiques, pas dans

les aliments, tandis qu'une croissance supérieure à 48 ° C est limitée aux mutants ou aux souches

tempérées. La température optimale de croissance est de 37°C.

Toxines de Salmonella

L'entérotoxine est produite par de nombreuses souches de Salmonella, représentant le facteur

de virulence responsable de l'apparition des symptômes diarrhéiques. Bien que les premières

études suggèrent une relation sérologique entre l'entérotoxine de Salmonella, la toxine

cholérique (CT) et la toxine labile (LT) d'E. Coli entérotoxinogène, des études sérologiques et

d'acide nucléique plus récentes indiquent qu'il s'agit d'entités distinctes. L'entérotoxine de

Salmonella semble être structurellement similaire au CT, cependant, consistant en sous-unités

A et B; la sous-unité A stimule l'adénylate cyclase de la cellule hôte tandis que la sous-unité B

produit un pore à travers lequel la sous-unité A pénètre dans la cellule. Des niveaux accrus

d'AMP cyclique cellulaire (AMPc) conduisent à une augmentation massive nette de la

concentration des ions sodium et chlorure et à une accumulation conséquente de liquide dans

la lumière intestinale.

Les salmonelles produisent également une cytotoxine protéinique liée à la membrane, qui est

sérologiquement et génétiquement distincte des toxines Shiga de Shigella et E. coli. La toxine,

qui peut être libérée par voie intracellulaire à la suite d'une lyse bactérienne limitée, inhibe la

synthèse des protéines, conduisant à la lyse des cellules hôtes et à la dissémination de la

bactérie. La lyse des cellules hôtes peut également résulter de la chélation des cations divalents

par la toxine, provoquant une perturbation des membranes des cellules hôtes.

Les signes et les symptômes cliniques de la salmonellose humaine typique, qui peut être

d'origine alimentaire, comprennent une fièvre aiguë, des douleurs abdominales, une gastro-

entérite, des nausées et des vomissements. La période d'incubation est généralement de 12 à 72

h, généralement de 12 à 36 h, avec une durée moyenne de 2 à 7 jours. La maladie est

généralement spontanément résolutive, les patients se rétablissant sans incident (sans

antibiotiques) en une semaine. Un traitement antibiotique est nécessaire dans moins de 2% des

cas cliniques, où une déshydratation sévère se produit, en particulier chez les personnes âgées

(> 50 ans), les jeunes enfants (<5 ans) ou les immunodéprimés, qui peuvent représenter jusqu'à

60% de tous les cas notifiés et peuvent contribuer de manière significative au faible taux de

mortalité global de 0,1 à 0,2%.

Après avoir envahi l'intestin, la plupart des salmonelles induisent une réponse inflammatoire

aiguë qui peut alors induire des cytotoxines, qui peuvent inhiber la synthèse des protéines, avec

une ulcération conséquente.

Cette réponse inflammatoire est déclenchée par des cellules épithéliales envahies, qui

synthétisent et libèrent diverses cytokines pro-inflammatoires. Cela évoque une réponse

inflammatoire aiguë et peut également être responsable de dommages à l'intestin, avec des

symptômes résultants courants, notamment de la fièvre, des frissons, des douleurs

abdominales, une leucocytose et une diarrhée.

La diarrhée est due à la sécrétion de liquide et d'électrolytes par le petit et le gros intestin. Les

mécanismes de sécrétion ne sont pas clairs, mais la sécrétion n'est pas simplement une

manifestation de destruction et d'ulcération tissulaires mais plutôt un mécanisme de défense

inné compliqué. Il a cependant été suggéré que l'invasion de la muqueuse intestinale ou des

cytotoxines induit l'accumulation d'AMPc, induisant ainsi la sécrétion par la production de

prostaglandines locales et d'autres composants de la réponse inflammatoire.

Sources de Salmonella

Une diversité d'aliments a été impliquée dans des épidémies de maladies d'origine alimentaire.

Étant donné que l'habitat naturel des salmonelles important en ce qui concerne les maladies

d'origine alimentaire est le tractus gastro-intestinal des humains et des autres animaux à sang

chaud principalement, il n'est pas surprenant que les principaux vecteurs alimentaires de

transmission soient les aliments d'origine animale.

Les aliments végétaux peuvent également agir comme véhicules, suite à une contamination

environnementale.

Les matières premières d'origine animale et, dans une moindre mesure, d'origine végétale

sont importantes pour la persistance des salmonelles dans l'environnement de production

alimentaire. Ceci est illustré dans l'industrie de la volaille, où un contrôle rigoureux des matières

premières pour aliments entraîne une baisse significative du taux de transport de Salmonella

par la volaille.

Tableau 1. Principales éclosions d'origine alimentaire de salmonellose humaine

Année Pays touché Aliment

véhicule

Serotype Nombre de cas

2000 EU (5 pays) Lettue Typhimurium 396

2001 Allemagne Chocolat Oranienburg 439

2002 Espagne Crème

patissière

Enteritidis PT6 1435

2003 Autriche Oeufs Typhimurium

DTU29

>300

2004 Allemagne Porc Bovismorbificans

PT24

525

2005 Poulet précuit Hadar 2138

2006 Etats Unis Tomates Typhimurium 190

2007 Japan Déjeuner

emballé

Enteritidis 1148

2008 Danemark Porc Typhimurium PT

U292

1054

2009 Etats Unis Beurre de

cacahuètes

Typhimurium 22500

2010 Etats Unis Oeufs Enteritidis 1939

2011 Etats Unis Dinde Heidelberg 111

2- Listeria monocytogenes

La listeria est un bâtonnet à Gram positif qui mesure généralement 0,5 à 2 mm de long. Il ne

forme pas de spores et n'est pas encapsulé. La listeria peut apparaître coccoïde et mobile selon

la température de croissance. Ils ont une température de croissance optimale de 30 à 37°C et

certaines espèces, notamment Listeria monocytogenes, peuvent croître à des températures aussi

basses que 4°C (psychrotolérante). En tant que telles, ces espèces sont un danger d'origine

alimentaire particulier en raison de leur capacité à se reproduire, quoique lentement, à des

températures réfrigérées. Elles sont responsables d’infections d’origine alimentaire.

À 20–25°C, ils forment des flagelles (et d'autres antigènes ainsi que des facteurs de virulence)

et sont donc mobiles, alors qu’à 37 ° C ils ne le sont pas. La listeria est un anaérobie facultatif

et se développe vigoureusement sur une variété de milieux complexes, avec une étape

d’enrichissement sur bouillon Fraser suivie par ensemencement sur le milieu PALCAM

(Polymyxin acriflavin lithium-chloride ceftazidime aesculin mannitol).

Des limites quantitatives supérieures à zéro (<100 ufc g 1) ont été établies dans les aliments et

elles sont précisées en fonction du produit alimentaire et, en fait, de la population de

consommateurs ciblée.

3- Staphylococcus aureus

Les espèces à coagulase positive Staphylococcus aureus, Staphylococcus intermedius,

Staphylococcus delphini et Staphylococcus schleiferi subsp. coagulans et les espèces variables

de la coagulase Staphylococcus hyicus sont considérées comme potentiellement pathogènes

graves. Staphylococcus aureus est responsable de diverses infections. À la fin des années 1950

et au début des années 1960, Staphylococcus aureus a causé une morbidité et une mortalité

considérables en tant que pathogène associé aux soins des patients hospitalisés. Parmi les

principales infections humaines causées par cette espèce, on compte les furoncles, les anthrax,

l'impétigo, la nécrolyse épidermique toxique (syndrome de la peau échaudée), la pneumonie,

l'ostéomyélite, l'endocardite aiguë, la myocardite, la péricardite, l'entérocolite, la mammite, la

méningite, bactériémie, syndrome de choc toxique et abcès des muscles, de la peau, des voies

urogénitales, du système nerveux central et de divers organes intra-abdominaux. De plus,

l'entérotoxine staphylococcique est impliquée dans l'intoxication alimentaire.

Les souches de Staphylococcus aureus résistant à la méthicilline (SARM) sont apparues dans

les années 80 comme un problème clinique et épidémiologique majeur dans les hôpitaux. Ces

tensions commencent à se propager hors des hôpitaux et dans les communautés.

Le test de coagulase est utilisé pour l'identification des staphylocoques, c’est facile à réaliser et

fiable. Les colonies microbiennes suspectes sont mélangées avec du plasma humain ou de lapin

disponible dans le commerce (avec addition de citrate, oxalate ou acide EDTA, présent pour

chélater le calcium, requis pour la coagulation in vivo), en utilisant la méthode du tube,

effectuée dans une éprouvette, ou la technique de la lame, réalisée sur une lame de microscope.

La lame ou le tube à essai est incubé à 37°C et lu à 1 et 3 h. un caillot ferme et complet qui reste

en place lorsque le tube à essai est inversé est considéré comme coagulase positif. Les résultats

du test sur lame, dans lequel l'agrégation cellulaire est positive, correspondent bien à ceux de la

méthode du tube à essai.

Intoxication alimentaire staphylococcique

En ce qui concerne l'intoxication alimentaire, S. aureus est l'espèce principale et représente

environ 14% de tous les cas aux États-Unis chaque année, bien que ce nombre puisse être plus

élevé en raison du fait que la plupart des cas ne sont pas signalés. Les humains sont le plus

souvent la source de contamination des produits alimentaires par S. aureus, résultant d'un

stockage ou d'une cuisson inadéquate des aliments et d'une mauvaise hygiène ou d'un lavage

inapproprié du matériel de préparation des aliments. De plus, les aliments faits à la main qui ne

nécessitent aucune cuisson supplémentaire après la préparation (salade de pommes de terre,

viandes tranchées et fromages) ont tendance à être les articles les plus souvent contaminés.

Parce que les staphylocoques peuvent se développer rapidement à température ambiante (temps

de dédoublement de 20 min) et sont extrêmement tolérants au sel, les produits alimentaires

contaminés, s'ils ne sont pas stockés correctement, peuvent contenir de grandes quantités de

bactéries et, par conséquent, des niveaux élevés de toxines responsables d'intoxications

alimentaires. La cuisson des aliments à des températures élevées (140°C) tuera l'organisme,

mais les toxines sont extrêmement résistantes à la chaleur et ne sont pas affectées dans ces

conditions. Les toxines agissent rapidement et la maladie peut survenir dans les 30 minutes

suivant la consommation d'aliments contaminés, bien que le début typique se produise

généralement entre 1 et 6 h après avoir mangé. Une fois les toxines éliminées du corps, les

symptômes disparaissent. Aucune fièvre n'est généralement présente et chez les individus par

ailleurs en bonne santé, la maladie est généralement limitée à 24–72 h. Dans le cas de personnes

immunodéprimées, hospitalisation et des liquides intraveineux peuvent être nécessaires. Les

antibiotiques ne sont pas utiles pour traiter la maladie car ils ne ciblent que l'organisme. Les

toxines ne sont cependant pas transmissibles, ce qui signifie que l'intoxication alimentaire

staphylococcique n'est pas contagieuse.

4- Les spores bactériennes

Certaines bactéries ont le pouvoir de se trans former en petites unités ovales ou sphériques

douées d'une résistance extraordinairement élevée lorsque le milieu s'épuise en éléments

nutritifs ou lorsque les conditions physico-chimiques extérieures changent. On les appelle

spores ou endospores puisque leur formation est intracellulaire. Ces structures particulières

ont retenu l'attention des premiers bactériologistes. Pasteur note leur existence chez le bacille

de la flacherie des vers à soie puis chez le bacille butyrique. Prévot, a l'Institut Pasteur de Paris,

démontre leur exceptionnelle résistance en prélevant des spores à l'intérieur des momies

embaumées depuis plusieurs millénaires ; en quelques heures d'incubation à 37°C dans un

milieu favorable, il obtient d'abondantes cultures.

Les spores, dans des conditions physico-chimiques favorables, peuvent retourner à la forme

végétative. Le cycle sporal caractérise ces transformations ou alternent les phases végétatives

de croissance, le processus de sporulation et la germination.

Les endospores caractérisent trois principaux genres bactériens : les Bacillus, les Clostridium

et les Sporosarcina. Tous ces germes sont à Gram positif surtout au cours de la phase

exponentielle de leur croissance ; ils ont ensuite tendance à devenir Gram négatif. La plupart

(Bacillus, Clostridium) sont mobiles par flagelles péritriches. Pour la plupart également, la

teneur en G+ C de leur ADN est comprise entre 30 et 40 % (faible). Leur habitat naturel est le

sol. Quelques espèces seulement jouent un rôle important en pathologie infectieuse humaine ou

animale par la production de toxines. Ce sont, par exemple, Cl. perfringens, agent de la

gangrène gazeuse, Cl. botulinum, responsable du botulisme, Cl. tetani, agent du tétanos et B.

anthracis, à l'origine de la maladie du charbon.

Morphologie et structure

Pour étudier la morphologie des spores, on utilise des techniques de coloration spéciales

fondées, par exemple, sur l'alcoolo-acido-résistance des cellules (coloration de Möller). Sur la

bactérie vivante, la spore apparait comme un espace clair, réfringent, ovoïde, limité par un

contour régulier. Elle peut déformer ou non le corps microbien. Sa position dans la cellule est

recherchée dans un but taxonomique : elle est en effet centrale chez certains Bacillus,

subterminale chez les Clostridium, terminale chez les Plectridium (figure).

La spore libre observée en microscopie électronique présente une structure complexe résultat

de ces modifications cytologiques et biochimiques. La région cytoplasmique centrale présente

une texture homogène et dense aux électrons. Elle comprend des zones claires correspondant

au matériel nucléaire, les autres régions, sombres, localisant les acides ribonucléiques et les

substances de réserve.

Les enveloppes constituées autour de la membrane sporale ont des structures et des

compositions variées. Sur le schéma de la figure. On distingue :

- la paroi sporale, contenant le peptidoglycane normal qui deviendra, après germination de la

spore, la paroi de la cellule végétative :

Figure Spores. a: terminales et libres chez Plectridium; b: centrales et libres chez Bacillus : c:

terminales déformantes chez Clostridium.

Figure - Structure de la spore bactérienne.

- le cortex, qui représente de 10 à 20 % de l'ensemble et qui est une couche épaisse d'aspect

monomorphe, très transparente aux électrons : il est formé d'un peptidoglycane inhabituel

avec beaucoup moins de liaisons internes et est très sensible au lysozyme ; il contient une

forte pro portion de dipicolinate de calcium, son autolyse constitue une étape déterminante de

la germination :

- les tuniques (interne et externe), qui représentent de 20 à 35 % de l'ensemble ; elles sont

composées d'une protéine de type kératine riche en liaisons disulfures, imperméables, elles sont

responsables de la résistance aux agents chimiques ;

- l'exosporium enfin, la couche la plus externe, qui est une membrane lipo-protéinique

contenant 20 % de sucres : il n'est pas essentiel à la survie de la spore.

Figure : schéma des principales étapes de sporulation

Propriétés des spores

Thermorésistance

La thermorésistance est certainement une des propriétés les plus étudiées chez la spore. Elle

varie considérablement d'une espèce à l'autre ou entre les souches d'une espèce ou encore selon

l'environnement. D'une façon générale, les sports survivent après un chauffage de 70 à 80°C

durant 10 minutes. Certaines (Plectridium caloritolerans) résistent plus de 8 heures à 100°C et

5 minutes à 120°C. Cette thermorésistance des spores pose des problèmes difficiles au cours

des opérations de stérilisation aussi bien dans les hôpitaux et les salles de chirurgie que dans

l'industrie alimentaire où l'on recherche les moyens les plus adaptés à la stabilisation des

conserves.

La thermorésistance de la spore, de nombreuses données le suggèrent, est en rapport avec la

présence d'un constituant chimique spécifique, absent des formes végétatives, l'acide

dipicolinique.

Résistance aux agents physico-chimiques La spore n'est pas uniquement thermorésistante. Sa

résistance est aussi significative vis-à-vis d'autres agents physiques comme les rayons UV, les

rayons X et, surtout, les ultrapressions. Les spores seraient les formes de vie connues les plus

résistantes dans ce domaine.

Enfin, le contact avec de nombreux agents chimiques ne semble pas exercer une influence

néfaste sur les propriétés générales et la survie de la spore. Les spores bactériennes sont

beaucoup moins sensibles aux agents antiseptiques et aux désinfectants que les formes

végétatives correspondantes. Les antibiotiques en particulier peuvent n'être que légèrement

sporostatiques vis-à-vis d'une espèce alors qu'ils manifestent un pouvoir bactéricide élevé sur

les formes végétatives de la même espèce.

Lorsque la spore est placée dans des conditions favorables de croissance, elle subit une série de

transformations progressives et devient finale ment une nouvelle cellule végétative. Ce

processus est appelé germination.

Durée de survie

Les spores résistent longtemps dans les milieux extérieurs. Plusieurs mois à plusieurs années,

voire, dans des conditions particulières, plusieurs siècles. On a ainsi pu faire germer des spores

trouvées dans la momie de Ramsès II.

Synthèse d'antibiotiques Tel est le cas de B. licheniformis qui produit la bacitracine, de B.

polymyxa qui élabore la polymyxine, etc.

Intitulé du cours :

Microbiologie alimentaire

Chapitre 3 : microbiologie du lait et des viandes

Public ciblé : 3ème Licence – ANP Alimentation- Nutrition et Pathologie

Assuré par : MEDJAHDI Khadidja

2019-2020

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET

POPULAIRE MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE HASSIBA BEN BOUALI CHLEF

FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE DEPARTEMENT DE NUTRITION ET SCIENCES DES

ALIMENTS

الجمهورية الجزائرية الديمقراطية الشعبية وزارة التعليم العالي و البحث العلمي

جامعة حسيبة بن بوعلي الشلف كلية العلوم

قسم التغذية وعلوم التغذية

Microbiologie du lait

1. Composition du lait

Le lait est un substrat très riche fournissant à l’homme et aux jeunes mammifères un aliment presque complet. Protides, glucides, lipides, sels minéraux et vitamines sont présents à des concentrations tout à fait satisfaisantes pour la croissance et la multiplication cellulaire. Ainsi, les microorganismes présents dans notre environnement vont trouver dans le lait un substrat idéal pour leur développement. La présence de nombreux facteurs de croissance permettra de satisfaire de nombreuses espèces microbiennes exigeantes et difficiles à cultiver dans un milieu non complet.

Tableau : caractéristiques physiques du lait

pH 6,5 à 6,7 Acidité titrable 15 à 18°D Densité 1,028 à 1,036 Température de congélation -0,51 à -0,55°C

Le lait contient naturellement des substances antibactériennes. Il s’agit d’un groupe complexe de substances que l’on désignait autrefois sous le terme de lacténines. On peut les subdiviser en 2 parties selon le type d’inhibition.

- Inhibition spécifique : elle est due aux immunoglobulines. Le lait contient des globulines qui présentent de grandes analogies avec les immunoglobulines (Ig) du sérum sanguinet possèdent les propriétés immunologiques. Leur poids moléculaire est voisin de 180000. Le lait contient peu, en moyenne 0,6g/L dans le lait de vache soit à peine 2% des protides totaux. Par contre, dans le colostrum, il yen a 80g/L la première heure et 12g/L le premier jour.

- Inhibition non spécifique : elle résulte de l’action de systèmes enzymatiques ou de protéines ayant des activités complexes a) Lactoperoxydase active surtout contre les streptocoques pyogènes. b) Le lysozyme est également connu comme bactéricide, mais le lait de vache en

contient trop peu pour qu’il joue un role notable c) La lactoférrine agit comme agent chélateur de fer. Le lait de vache est pauvre en

lactoférrine.

2. Microbiote du lait

Le lait contient peu de microorganismes lorsqu’il est prélevé dans de bonnes conditions à partir d’un animal sain (5000 germes/ml). Il s’agit essentiellement de germes saprophytes du pis et des canaux galactophores : microcoques, streptocoques, et bactéries lactiques.

D’autres microorganismes peuvent se trouver dans le lait lorsqu’il est issu d’un animal malade. Ils sont généralement pathogènes.

Les mammites sont dues à des infections par Staphylococcus aureus, Streptococcus

agalactiae, Streptococcus uberis, Escherichia coli, Corynebacterium bovis, Actinomyces

pyogenes, Mycoplasma.

D’autres microorganismes pathogènes également pour l’homme sont : Mycobacterium bovis, Mycobacterium tuberculosis, Mycobacterium paratuberculosis, Brucella, E. coli, Salmonella, Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, Clostridium perfringens, Coxiella burnetti, Campylobacter et Yersinia.

En plus des bactéres, les levures associées au lait sont les espèces suivantes : Debaryomyces hansenil, Kluyveromyces lactis, Saccharomyces cerevisiae, Candida kefir.

Les moisissures sont : Geotrichum candidum, Penicellium, Rhizopus, Mucor, Cladosporium

herbarum, Fusarium, …

Ces moisissures peuvent produire dans le lait des substances toxiques appellées mycotoxines

Mycotoxine est un terme connu pour ses produits chimiques toxiques de taille relativement petite (poids moléculaire [PM] <700) produits comme métabolites secondaires par plusieurs colonies de moisissures qui se développent dans le champ ou après la récolte. L'ingestion de produits alimentaires formés à partir de ces produits constitue une menace potentielle pour la santé humaine et animale. En raison de la contamination, il peut entraîner une perte de nourriture avant la récolte - par exemple, le désoxynivalénol (DON) et la toxine T-2 sont produits par Fusariumas pré-récolte, les andochratoxines (Aspergillus et Pencillium) et les aflatoxines (AFT) (Aspergillus) comme post-récolte. En différentes conditions écologiques, les mycotoxines se trouvent sur les denrées alimentaires, les aliments pour animaux, les amandes, les fruits, les noix, les graines oléagineuses et les céréales.

Ochratoxines Les ochratoxines sont produites par des champignons métaboliques secondaires par les champignons en particulier par Aspergillus et Penicillium. Il existe des conditions spéciales de température et d'humidité pour les champignons. Les ochratoxines appartiennent au groupe des mycotoxines avec des structures chimiques étroitement apparentées : l'ochratoxine A (OTA), l'ochratoxine B (OTB), l'ochratoxine C (OTC) et l'ochratoxine α (OTα) (figure 3).

Figure 1 structure chimiques des ochratoxines

Parmi toutes, la toxine la plus courante et la plus établie. Il provoque des maladies graves telles que des maladies hépatotoxiques, néphrotoxiques, mutagènes, suppressives immunitaires et tératogènes. Sur la base de l'impact toxique de l'OTA, divers pays ont établi des dispositions et une législation pour la limite d'absorption des. Pour réduire les risques pour la santé humaine

et animale, la surveillance continue des denrées alimentaires / aliments pour animaux pour la présence de mycotoxines / L'OTA est d'une importance vitale.

Aflatoxines

Les mycotoxines les plus courantes produites à partir de champignons sont les AFT du groupe A. flavus et A.parasiticus. Après la mort de 100 000 dindes dans les élevages de volailles en Angleterre, une recherche approfondie a été consacrée à en déterminer la raison. L'enquête a conclu que la consommation de farine d'arachide brésilienne pouvait en être responsable.

De nombreux AFT ont été identifiés sur la base de recherches approfondies dans le domaine. Vingt types d'aflatoxines ont été identifiés, dont plusieurs sont courants dans notre alimentation et posent des problèmes de santé pour les êtres humains et les animaux. Les aflatoxines d'origine naturelle sont classées en quatre classes : AFB1, AFB2, AFG1 et AFG2, tandis que l'AFM1 est le principal métabolite oxydé de l'AFB. Chaque aflatoxine est présentée avec une lettre différente de l'alphabet. La lettre B indique que ces aflatoxines ont une fluorescence bleue (bleue) sous lumière UV, tandis que la lettre G signifie une fluorescence jaune-verte (verte).

Citrinine Les citrinines (CIT) ont été identifiées en 1931 et, d'après leur toxicité pour les mammifères, les citrinines ne sont plus utilisées à des fins bénéfiques. Le citrininde se compose en chauffant en présence d'eau, là-bas à un niveau faible dans les aliments transformés. Après chauffage en présence de H2O, le produit devient la citrinine H1 et la citrinine H2, avec une cytotoxicité inférieure et supérieure à la citrinine. Les grains et la noix de coco peuvent se produire en concomitance avec l'ochratoxine A (Hirotaetal.2002). Il est également bien connu que le CIT co-présent avec la patuline (PAT) dans les pommes peut entraîner des taches de pourriture (Martinsetal.2002).

Fumonisines Les fumonisines (FB) sont classées en différents groupes sur la base de leur recherche dans les centres, qui comprend quatre groupes principaux : FA, FB, FC et FP, bien que 28 FB aient été reconnus. Plusieurs mycotoxines de Fusarium comme les trichothécènes, notamment le désoxynivalénol (DON) et la toxine T-2 (T-2), la zéaralénone (ZEN) et la fumonisine B1 sont considérées comme les plus importantes sur le plan toxicologique.

Viandes et volailles fraîches

Il est généralement admis que les tissus internes des animaux de boucherie en bonne santé sont

exempts de bactéries au moment de leur abattage, à supposer que les animaux ne soient pas en

état d'épuisement.

Quand on examine la viande et la volaille fraîches au niveau de la vente au détail, on trouve des

taux et types de microorganismes variables.

Voici les principales sources et voies de transmission des micro-organismes aux viandes

fraîches, en particulier les viandes rouges :

1. Le couteau tranchant. Après avoir été assommés et hissés par les membres postérieurs, des

animaux tels que les bouvillons (jeune bœuf castré) sont exsangués en coupant la veine jugulaire

avec ce que l’on appelle un « couteau tranchant ». Si le couteau n’est pas stérile, les

microorganismes sont entraînés dans le sang, où ils peuvent être déposé dans toute la carcasse.

2. Peau d'animal. Les microorganismes de la peau font partie de ceux qui pénètrent dans la

carcasse par le couteau tranchant.

D'autres microorganismes de la peau peuvent être déposés sur des surfaces fraîchement

coupées.

Certains biotes de peau se retrouvent dans l'air et peuvent contaminer les carcasses parées.

3. Tractus gastro-intestinal : À titre de ponctions, le contenu intestinal ainsi que la lourde

charge habituelle de micro-organismes peuvent être déposés à la surface des carcasses

fraîchement habillées. À cet égard, la panse ou rumen d’animaux ruminants est

particulièrement importante. Elle contient généralement 1010 bactéries par gramme.

4. Mains des manipulateurs : Il s'agit d'une source d'agents pathogènes humains dans les

viandes fraîchement abattues. Même lorsque des gants sont portés, les organismes d’une

carcasse peuvent être transmis à d’autres carcasses.

5. Conteneurs. Les morceaux de viande placés dans des conteneurs non stériles peuvent être

contaminés par les organismes présents dans le conteneur. Cela tend à être une source principale

de micro-organismes dans les viandes hachées ou non-hachées.

6. Environnement de manutention et de stockage. L’air en circulation n’est pas une source

insignifiante d’organismes à la surface de tous les animaux abattus ;

7. ganglions lymphatiques. Dans le cas des viandes rouges, les ganglions lymphatiques

généralement inclus dans la graisse contiennent souvent un grand nombre d’organismes, en

particulier de bactéries. S'ils sont coupés ou ajoutés à des parties broyées, on peut s'attendre à

ce que ce biote devienne important.

En général, les plus importants sont les conteneurs non stériles. Lorsque plusieurs milliers

d'animaux sont abattus et manipulés en un seul jour dans le même abattoir, le biote de carcasse

externe a tendance à se normaliser parmi les carcasses, bien que quelques jours puissent être

nécessaires.

L’effet pratique en est la prévisibilité du biote de ces produits au niveau de la vente au détail.

Tableau 4-1 : principaux genres bactériens isolées des viandes et volaille

Genre Gram Viande fraiche Foie frais Volaille Acinetobacter - XX X XX Aeromonas - XX X Alcaligenes - X X X Arcobacter - X Bacillus + X X Brochotrix + X X X Campylobacter - XX Carnobacterium + X Caseobacter + X Citrobacter - X X Clostridium + X X Corynebacterium + X X XX Enterobacter - X X Enterococcus + XX X X Erysipelothrix + X X Escherichia - X X Flavobacterium - X X X Hafnia - X Kocuria + X X X Kurthia + X Lactobacillus + X Lactococcus + X Leuconostoc + X X Listeria + X XX Microbacterium - X X Micrococcus + X XX XX Moraxella - XX X X Paenibacillus + X X Pantoea - X X

Pediococcus + X Proteus - X X Pseudomonas - XX XX Psychrobacter - XX Salmonella - X Serratia - X Shewanella - X Staphylococcus + X X Vagococcus + Weisella + X X Yersinia - X

X : déjà isolée XX : très fréquente

Tableau 4-2 : les principaux genres de levures et moisissures les plus retrouvés sur les viandes et volailles

Genre Viande fraiche et réfrigérée Volaille Moisissures Alternaria X X Aspergillus X X Aureobasidium X Cladosporium Très fréquente X Eurotium X Fusarium X Geotrichum Très fréquente X Monascus X Mucor Très fréquente X Neurospora X Penicellium X X Rhizopus Très fréquente X Sporotrichum Très fréquente Thamnidium Très fréquente Levures X Candida Très fréquente Très fréquente Cryptococcus X X Debaryomyces X Très fréquente Hansenula X Pichia X X Rhodotorula X Très fréquente Saccharomyces X X Torulopsis Très fréquente X Trichosporon X X yarrawia X Très fréquente

X : déjà isolés

ÉVÉNEMENTS BIOCHIMIQUES QUI MÈNENT À MORTIS RIGUEUR

Lors de l’abattage d’un bœuf bien reposé, il se produit une série d’événements menant à la

production de viande. Les étapes de l’abattage d’un animal sont les suivantes :

1. La circulation sanguine cesse: la capacité de resynthèse de l'ATP (adénosine triphosphate)

est perdue; Le manque d'ATP fait que l'actine et la myosine se combinent pour former

l'actomyosine, ce qui conduit à un raidissement des muscles.

2. L'apport en oxygène diminue, entraînant une réduction du potentiel oxydation – réduction.

3. L'approvisionnement en vitamines et en antioxydants cesse, entraînant un développement

lent de la rancidité.

4. Les régulations nerveuses et hormonales cessent, entraînant la chute de la température de

l'animal et la solidification de la graisse.

5. La respiration cesse, ce qui arrête la synthèse de l'ATP.

6. La glycolyse commence, entraînant la conversion de la plupart du glycogène en acide

lactique, ce qui abaisse le pH d'environ 7,4 à son niveau ultime d'environ 5,6. Cette baisse du

pH initie également la dénaturation des protéines, libère et active les cathepsines et complète le

rigor mortis. La dénaturation des protéines s'accompagne d'un échange de cations divalents et

monovalents sur les protéines musculaires.

7. Le système réticulo-endothélial cesse de se nettoyer, permettant ainsi aux micro-organismes

de se développer sans contrôle.

8. Différents métabolites s’accumulent et favorisent également la dénaturation des protéines.

Ces événements nécessitent entre 24 et 36 heures, aux températures habituelles de conservation

de la viande de bœuf fraîchement abattue (2–5°C). Pendant ce temps, une partie du biote normal

de cette viande provient des ganglions lymphatiques des animaux, le couteau de bâton utilisé

pour l'exsanguination, la peau de l'animal, le tractus intestinal, la poussière, les mains des

manipulateurs, les couteaux à découper, les bacs de stockage, etc. Lors d'un stockage prolongé

aux températures de réfrigération, la détérioration microbienne commence. Si les températures

internes ne sont pas réduites au réfrigérateur, la détérioration susceptible de se produire est

causée par une bactérie de source interne.

Parmi ceux-ci, figurent principalement Clostridium perfringens et des genres appartenant à la

famille des Enterobacteriaceae. En revanche, l'altération bactérienne de la viande stockée dans

un réfrigérateur est, dans l'ensemble, un phénomène de surface reflétant les sources externes du

biote d'altération.

LE BIOTE DE VIANDES ET DE VOLAILLES

En général, le biote reflète les environnements d'abattage et de traitement, comme indiqué ci-

dessus, les bactéries à Gram négatif étant prédominantes. Parmi les Gram-positifs, les

entérocoques sont le biote le plus souvent retrouvé avec les lactobacilles. En raison de leur

omniprésence dans les environnements de traitement de la viande, on peut s’attendre à un assez

grand nombre de genres de moisissures, notamment Penicillium, Mucor, and Cladosporium.

Les genres de levures les plus fréquemment rencontrés dans les viandes et volailles sont

Candida and Rhodotorula.

Incidence / prévalence de microorganismes dans des viandes rouges fraîches

Pendant de nombreuses décennies, il a été démontré que les viandes hachées contiennent un

plus grand nombre de micro-organismes que les viandes non hachées telles que les steaks, et

cela pour plusieurs raisons :

1. Les viandes hachées commerciales composées de parures de diverses coupes traitées de

manière excessive contiennent généralement des niveaux élevés de contamination microbienne.

Les viandes hachées produites à partir de grosses coupes ont tendance à avoir un nombre

microbien plus faible.

2. La viande hachée fournit une plus grande surface, ce qui explique en partie l'augmentation

du biote. Il convient de rappeler que lorsque la taille des particules est réduite, la surface totale

augmente parallèlement à l’énergie de surface.

3. Cette plus grande surface de viande hachée favorise la croissance des bactéries aérobies, le

biote de détérioration à basse température habituel.

4. Dans certains établissements commerciaux, les hachoirs à viande, les couteaux à découper et

les ustensiles de stockage sont rarement nettoyés aussi souvent et aussi minutieusement qu'il

est nécessaire pour éviter l'accumulation successive de déchets et de microorganismes. Ceci

peut être illustré par les données d'une étude sur la bactériologie de plusieurs domaines du

département de la viande d'un grand magasin d'alimentation. La lame de la scie à viande et le

bloc de coupe ont été écouvillonnés immédiatement après avoir été nettoyés à trois reprises.

Les résultats moyens suivants ont été obtenus : la lame de scie présentait un nombre total de

log10 de 5,28, avec 2,3 coliformes, 3,64 entérocoques, 1,60 staphylocoques et 3,69 microcoques;

le bloc de coupe avait un nombre moyen en log10 UFC/g de 5,69, avec 2,04 coliformes, 3,77

entérocoques, <1,00 staphylocoques et 3,79 microcoques.

Ce sont parmi les sources de nombres bactériens totales élevés pour les viandes hachées.

5. Un morceau de viande fortement contaminé est suffisant pour contaminer les autres, ainsi

que le lot entier, lorsqu'ils passent à travers le moulin. Cette partie fortement contaminée se

présente souvent sous la forme de ganglions lymphatiques, généralement incrustés dans la

graisse. Il a été démontré que ces organes contiennent un grand nombre de micro-organismes

et expliquent en partie le fait que la viande de hamburger a un taux total généralement supérieur

à celui du bœuf haché. Dans certains États, le premier peut contenir jusqu'à 30% de graisse de

bœuf, tandis que le dernier ne devrait pas contenir plus de 20% de graisse.

Certains membres de la famille des Enterobacteriaceae se sont avérés courants dans les viandes

de bœuf, de porc et de viande apparentée fraîches et congelées Sur les 442 échantillons de

viande examinés par Stiles et Ng,, 86% ont donné des bactéries entériques, les 127 échantillons

de viande de bœuf hachée étant tous positifs. Les espèces les plus fréquemment rencontrées

étaient Escherichia coli de biotype I (29%), Serratia liquefaciens (17%) et Pantoea

agglomerans (12%) lors d’un examen de 702 aliments à la recherche des coliformes fécaux,

avec les chiffres les plus probables

Altérations microbiennes de la viande

1. Alération superficielle (à basse température T≤10°C) :

Survient après maturation ou si le refroidissement est lent. On observe surtout la croissance des bactéries Gram négatives psychrotolérantes essentiellement Pseudomonas, Achromobacter, Acinetobacter et Alteromonas qui sont toujours présentes sur la viande au moment de l’abattage.

La croissance et l’activité de ces bactéries dépend principalement de la température et du degré d’humidité en surface de la viande :

- Si l’atmosphère est sèche : la croissance des bactéries est retardée, on assiste à une prolifération lente des moisissures à la surface des viandes (une semaine ou plus) : Aspergillus, Cladosporium, Penicellium, Mucor …), ces moisissures sont responsables des réactions d’hydrolyse et d’oxydation des lipides. Le développement des levures est en moindre mesure : Candida, Monilia, Torula.

- Si l’atmosphère de stockage des viandes est humide : ceci va favoriser la croissance des bactéries psychrotolérantes à Gram négatif : Alcaligenes, Pseudomonas, Flavobacterium, Acinetobacter et d’autres Enterobacteriaceae.

Dans ce cas, la viande devient brune-grisâtre avec une odeur putride et la surface devient visqueuse. Pseudomonas devient majoritaire avec poissage et relent :

a- Le poissage : un enduit muqueux, brun-grisâtre qui apparait sur la carcasse, du à la flore aérobie qui dépasse 107 microorganisme/cm2. Cette flore n’est pas pathogène en général, dans ce cas il faut juste brosser la surface à sec, augmenter la ventilation et baisser la température des chambres froides.

b- Le relent : mêmes signes que le poissage avec une odeur fade et piquante (acides gras volatiles à odeur désagréable), il est dû à la multiplication de la flore aérobie et aéro-anaérobie non pathogène en général (Brochotrix thermosphacta, Pseudomonas), il est conseillé de consommer cette viande rapidement.

2. Puanteur d’os (altération à température intermédiaire entre 10 et 25°C) :

Cette altération est fréquente chez les bouchers qui exposent la viande à des températures ambiantes, ou lorsque le refroidissement est lent et les carcasses sont lourdes (épaisseur des muscles est élevée) et la quantité de graisse est excessive.

Elle survient autour des os des membres postérieurs et parfois des épaules.

Dans ce cas, l’aspect extérieur reste normal mais à la découpe, on a une odeur puante qui est due au développement des anaérobies (Clostridium et Bacillus megatherium) avec un enduit gluant.

3. Altération profonde (putréfaction) (température entre 25 et 40°C) :

Elle est due principalement à l’absence de réfrigération après l’abattage ou à un refroidissement lent des carcasses. Commence par la formation de gaz sans pour autant avoir une mauvaise odeur suite au développement de Clostridium perfringens qui provient du tube digestif.

Ensuite, la viande devient malodorante et verdâtre, la couleur verte provient de la croissance en anaérobiose de Clostridium hystoliticum, Cl. Sporogenes, Cl. Osedematiens : hydrolyse des protéines avec production de H2S qui va se fixer sur la myoglobine pour donner la sulfomyoglobine de couleur verte.