Partie I : générale

UNIVERSITE KASDI MERBAH - OUARGLA
FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE
DEPARTEMENT DES SCIENCES BIOLOGIQUES
Projet de Fin d’Etudes
En vue de l’obtention du diplôme de
Licence
Domaine : Sciences de la nature et de la vie
Filière : Biologie
Spécialité : Microbiologie fondamentale et appliquée
Thème
Staphylococcus aureus : Effet de la nisine et de
conditionnement des aliments (cas de viande)
Présenté par:
DAOUI Rabia
SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE SUR
BEN FIALA Fayza
Encadreur : Mme SIBOUKEUR AMINA
Examinatrice : Melle ATTAB SARAH
Année universitaire : 2013/2014
Remerciements
Avant toute chose, nous remercions dieu, le tout puissant, pour
nous avoir donné la force et la patience.
Nous exprimons d’abord nos profonds remerciements à Mme
SIBOUKEUR Amina,
Maitre Assistante B à la faculté des sciences de la nature et de la
vie
Université kasdi merbah-Ouargla pour avoir proposé et derigé ce
travail
Avec une grande rigueur scientifique, sa disponibilité, ses conseils
et la
Confiance qu’elle nous a accordé est qui nous a permet de réaliser
ce travail
A Melle ATTAB Sarah MAA d’avoir accepté d’examiner se modeste
travail
Finalement, toutes nous gratitude va à nos parents qui nos ont
aidé et encouragé
Tout au long de nos études, à nos frères et sœurs pour leur Soutien
pendant cette longue et pénible épreuve que représente ce
mémoire
Dédicace
Je dédie ce travail à celui que je ne pourrais jamais remercier
assez, à mon père qui a semé en moi le respect et l’amour de
la science ;
A ma mère, je tiens à exprimer ma profonde gratitude et
tous
Pour tout son affection, son soutient et sa compréhension ;
A mes frères : Yousef, Yazid, Maroinne ;
A mes sœurs : Soumia, Fadila, Souad ;
A les enfants de mes frères et ma sœur : Ilham, Maria, Aida ;
A Tous mes amies sans exception ;
A Toutes les personnes qui de prés ou de loin m’ont apporté
leur aide
A tous, du fond de mon cœur je vous dédie ce travail.
RaBia
Dédicace
Je dédie ce travail à celui que je ne pourrais jamais
remercier assez, à mon père qui a semé en moi le respect
et l’amour de la science ;
A ma mère, je tiens à exprimer ma profonde gratitude
et tous
Pour tout son affection, son soutient et sa
compréhension ;
A mes frères : Nasser, Mourad, Mohammed, Yusuf,
Sami;
A mes sœurs : Fatiha, Zineb ;
A les enfants de mon frère et ma sœur: Lamya, Ahmed
Khalil
A Tous mes amies sans exception ;
A Toutes les personnes qui de prés ou de loin m’ont
apporté leur aide A tous, du fond de mon cœur je vous
dédie ce travail.
FayZa
Liste des abréviations
ADN : Acide Désoxyribonucléique
ADNr : Acide Désoxyribonucléique ribosomique
ADP :Adénosine Diphosphate
ARN : Acide Ribonucléique
ARNr : Acide Ribonucléique ribosomique
API :Analytical Profile Index
ATP : Adénosine Triphosphate
Aw :Unité de mesure de l’activité de l’eau (Activity of Water)
BHI : Milieu Brain Heart Infusion
BP : Baird-Parker
CF : Clumping Factor
ELISA :Enzymes-linked Immunosorbent Assay
FAO : Food and Agriculture Organisation
G + C : guanine + cytosine
GISA : Glycopeptides Intermediate Staphylococcus aureus
Gram+ : Gram positive
PCR : Polymérase Chain Réaction
pH : point Hydrogène
PLP : Protéine Liant la Pénicilline
SARM : Staphylococcus aureus Résistant à la Méthicilline
SD : Syndrome diarrhéique
SE : Syndrome émétique associe à des aliments riches en amidon
TIA : Toxi-infection alimentaire
TIAC : Toxi-infection alimentaire collective
WHO: World Health Organization
Table des matiers
Remerciements
Dédicace
Liste des abréviations
Liste des tableaux
Liste des figures
Liste des photos
Introduction
01
Partie І : Généralités sur Staphylococcus aureus
1.1 Historique
1.2 Position toxonomique
1.3 Caractères généraux
1.3.1 Caractères morphologiques
1.3.2 Caractères biochimiques et physiologiques
1.3.3 Caractères culturaux
1.4 Habitat et mode de transmission
1.5 Classification phylogénique
1.6 Isolement
1.7 Identification
1.8 Toxi-infections alimentaires (TIA) à S. aureus
1.8.1 Tableau clinique
1.8.2 Entérotoxines staphylococciques
1.9 Sensibilité aux antibiotiques
1.9.1 Bêta-lactamines
1.9.2 Glycopeptides
1.9.3 Autres familles d’antibiotiques
1.10 Prévention
02
03
05
05
07
08
09
09
10
10
11
12
13
13
13
14
14
15
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
2.1 Viande
2.1.1
Définition de viande
2.1.2 Principaux caractères de viande
2.1.2.1 Caractères physicochimiques
2.1.2.2 Caractères biochimiques
17
17
17
17
19
2.1.2.3 Caractères organoleptiques
2.1.3 Microbiologie de la viande
2.1.3.1 Caractéristiques microbiologiques de la viande
2.1.3.2 Origine de la contamination
2.1.3.3 Facteurs influençant l’altération
2.1.3.3.1 Facteurs intrinsèques
2.1.3.3.2 Facteurs extrinsèques
2.1.3.4 Différentes altérations
2.1.3.4.1 Altération à température élevée
2.1.3.4.2 Altération à température intermédiaire
2.1.3.4.3 Altération à basse température
2.1.3.5 Evolution de la flore et dégradation de la viande
2.1.3.5.1 Dégradation aérobie
2.1.3.5.2 Dégradation anaérobie
2.1.4 Méthodes de conservation de viande
2.2 Nisine
2.2.1 Définition
2.2.2 Structure et mode d’action
2.2.3 Caractères généraux
2.2.4 Spectre d’action
2.2.5 Importance de la nisine dans la conservation des viandes
2.2.6 Effet combiné de la nisine et de conditionnement des viandes
20
22
22
22
23
23
23
23
23
23
23
23
24
24
25
26
26
27
28
29
29
30
Conclusion
32
Références bibliographiques
33
Liste des tableaux
N°
Tableau
I
Titre du tableau
page
Caractères différentiels des principales espèces de Staphylocoque (EL
05
KOURI et al., 1998 in HINANA et SLAMAT, 2005).
II
Principaux caractères des staphylocoques (CAMILLE, 2007).
06
III
Différenciation des genres Staphylococcus et Micrococcus
08
(JEAN-PAUL, 1997).
IV
Comparaison
des
Staphylococcus
toxi-infections
aureus,
Bacillus
alimentaires
cereus
et
dues
à
12
Clostridium
perfringens (MICHEL, 2005).
V
Propriétés des entérotoxines A à J de Staphylococcus aureus
(MICHEL, 2005).
13
Liste des Figures
N°
Figure
01
Titre du Figure
Page
Anatomie du muscle squelettique au niveau macroscopique et 18
microscopique (TOTORA et al., 1994 in EL RAMMOUZ, 2005)
02
Structure de la nisine (BOURGEOIS et LARPENT, 1989).
27
Liste des photos
N°
Photo
01
Titre de la photo
Couques de Staphylococcus aureus disposée en grappes de raisins ;
Page
03
micrographie électronique à balayage (Gx100) (WIILLEY et al., 2010).
02
cellule de S.aureus en phase de division au microscope électronique à
transmission (Gx100) (MICHAEL et al., 2007).
05
Introduction
Introduction
Introduction
Les micro-organismes existent sur la terre depuis des milliards d’années avant même l’apparition
des plantes et des animaux (MICHEAL et al., 2007).
Les premiers êtres vivants étaient les bactéries, le monde bactérienne a été le seul monde vivant
pendants prés de deux milliards d’années (BACH, 2009). L’évolution de la diversité de microorganisme largement dépassé celle des autres organismes, cette diversité fait partie de leur
nombreuses propriétés. Le domaine de Bacteria comportant tous les procaryotes pathogènes
connus à ce jour ainsi que des certaines d’autres espèces non pathogènes (MICHEAL et al.,
2007).
Parmi les espèces
pathogènes les plus connus dans le monde Bacteria on distingue
Staphylococcus aureus, cette bactérie appartient à la famille de Staphylococcaceae, produit une
catalase (BOURGEOIS et al., 1988).Elle est très répandue dans la nature (JEAN-CLAUDE,
1973). Elle se caractérise par son pouvoir de secréter plusieurs entérotoxines (MICHEL, 2005).
Les aliments incriminés dans les TIA à S. aureus sont souvent des produits cuits contaminés
après cuisson (viandes, poissons, tranches de charcuterie, pâtisseries à la crème glacée) ou des
produits à teneur en eau réduite ou des fromage (BOURGEOIS et al., 1988).
La conservation de viande se base en générale sur les méthodes utilisant le froid (réfrigération,
congélation, surgélation) ou par l’utilisation des substances chimiques (chlorure de sodium,
nitrite de sodium,..) (HENRI et al., 1992). Mais aujourd’hui on cherche des nouvelles méthodes
biologiques pour la conservation des viandes, parmi ces méthodes figure l’utilisation de
substances antibactériennes comme les bactériocines notamment la nisine (BOURGEOIS et
LARPENT, 1989).
La question qui se pose, quelle est l’importance de la nisine dans le conditionnement de la
viande ? Et comment elle agit sur les bactéries pathogènes contaminant les aliments et surtout la
viande?
1
Partie I :
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
1.1. Historique
L’existence d’un monde bactérien fut méconnue jusqu’à l’invention de microscope au début du
XVIII siècle.
La découverture des microorganismes est
attribuée au hollandais ANTONIE Von
LEEUWENHOEK (1632-1723) marchand de la ville de Delft, qui observa au moyen d’un
microscope rudimentaire de sa fabrication un grand nombre de particules invisibles à l’œil, qu’il
appelait «animalcules ». Parmi ces organismes d’une excessive petitesse, il décrivit des sphères,
de bâtonnets, des spirilles correspondant aux principales variétés morphologiques des bactéries.
Mais, l’étude des bactéries ne début vraiment qu’au cours de la deuxième partie de X IX siècle
avec les travaux de Luis Pasteur (AZELE, 1987 in OUISSATE et BAKINI, 2009).
La première démonstration directe du rôle des bactéries dans les maladies vint de l’étude du
charbon par le médecin allemand ROBERT KOCH (1843-1910) (PRECOTT et al., 2003 in
OUISSATE et BAKINI, 2009).
La bactériologie médicale, dont les précurseurs les plus illustres furent LOUIS PASTEUR et
ROBERT KOCH ; a pour objet l’étude des bactéries agents de maladies infectieuses chez
l’homme et chez les animaux (AZELE, 1987 in OUISSATE et BAKINI, 2009).
Les Staphylocoques ont été découverts dans la plus par PASTEUR en 1980. En 1983 OGSTAN a
crée le monde "Staphylocoque" pour décrire ces grains (KOKKOS) groupés en amas irréguliers
à la façon d’une grappe de raisin (Staphylos) (Photo.1). En 1884 ROSBACH a obtenu des
cultures pures de ces bactéries.
Il a scinde le genre Staphylococcies en deux groupes selon que les colonies étaient blanches
(FRANSOSS et al., 1992 in OUISSATE et BAKINI, 2009).
2
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
Photo 1 : Couques de Staphylococcus aureus disposée en grappes de raisins ; micrographie
électronique à balayage (Gx100) (WIILLEY et al., 2010).
1.2. Position taxonomique
La famille des micrococcaceae, est composée de trois genres de cocci à gram positif en
amas, qui différent par leur %(G+C) : Staphylococcus (30-39%), Micrococcus (65-75%) et
Planococcus (45-52%).
Les espèces appartenant à ces trois genres possèdent une catalase et se développent en
aérobiose. Le genre a un pouvoir pathogène pratiquement nul .Quant au genre Staphylococcus, il
occupe une place privilégiée en pathologie humaine et animale (AVRIL et al., 1992 in HINANA
et SLAMAT, 2005).
Parmi les espèces retrouvées chez l’homme : S .aureus, S.epidermidis, S.saprophyticus, leur
principaux caractères sont portés sur le tableau I.
3
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
• Staphylococcus aureus :
L’espèce S.aureus, qui produit une coagulase (enzyme capable de coaguler, le plasma de
lapin oxalate) est très souvent responsable d’infections pyogènes graves. Isolée des prélèvements
où sa présence est physiologique, c’est aussi une espèce saprophyte ou commensale
(FAUCHERE et AVRIL, 2002 in HINANA et SLAMAT, 2005).
• Staphylococcus epidermidis :
Cette espèce ne produit pas de Staphylocoagulase ni la plupart des enzymes produites par
S .aureus, en revanche elle est dotée d’une forte capacité d’adhésion aux biomatériaux, et
constamment présente sur la peau et les muqueuses (FAUCHERE et AVRIL, 2002 in HINANA
et SLAMAT, 2005).
S.epidermidis, peut être responsable d’infection de prothèse vasculaire ou articulaire, de valves de
dérivations du LCR et d’infections diverses particulièrement chez les immunodéprimés.
L’aptitude de cette espèce à coloniser la surface des polymères (cathéters, prothèse) et les
cellules, serait liée à l’abondante slime polysaccharidique produit par ce germe (AVRIL et al.,
1992 in HINANA et SLAMAT, 2005).
• Staphylococcus saprophyticus :
Cette espèce a un nom particulièrement
mal choisi puisqu’elle peut être responsable
d’infection urinaire qui s’observe particulièrement chez les jeunes femmes, habituellement non
hospitalisées. Cette espèce adhère à l’épithélium urinaire (AVRIL et al., 1992 in HINANA et
SLAMAT, 2005).
D’autres espèces sont plus rarement impliquées en pathologie humaine, à savoir : S.hominis,
S.haemolyticus, S.warneri, S.capitis S.saccharolyticus, S.auricularia, S.simulans (EL KOURI et
al., 1998 i HINANA et SLAMAT, 2005).
4
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
Tableau I : Caractères différentiels des principales espèces de Staphylocoques (EL KOURI et
al., 1998 in HINANA et SLAMAT, 2005).
Caractère
S.aureus
S.epidermidis
S.saprophyticus
Pigment
+
-
-
Coagulase
+
-
-
ADNase
+
-
-
Re.novobiocine
-
-
+
Nitrate réductase
+
+
-
Phosphatase
+
+
-
D.mannitol
+
-
- ou +
Clumping factor
+
-
-
Hémolysine
+
-
-
Protéine A
+
-
-
Re : Résistance, (+) : positif, (-) : négatif
1.3. Caractères généraux
1.3.1. Caractères morphologiques
Les Staphylocoques sont des analogues de Micrococcus, il s’agit de cocci, 0¸5 à 1 μm de
diamètre en très courte chaines, disposées en paire, plus souvent il en grappes de raisin,
immobiles (Photo. 2) (BUTTIAUX et al., 1966).
Photo 2: Cellule de S.aureus en phase de division au microscope électronique à transmission.
(Gx100) (MICHAEL et al., 2007).
5
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
Se sont des bactéries a Grame positif, non sporulés, ils se divisent en plusieurs plans en formant
des amas irrégulières. Leur paroi est principalement constituée le peptidoglycane, et renferme des
acides teichoiques responsable de la fixation de bactériophages spécifique (tableau II).
Staphylococcus aureus élabore un pigment caroténoïde qui donne aux colonies une coloration
jaune ou orange d’intensité très variable selon les souches (BOURGEOIS et al., 1988).
Tableau II : Principaux caractères des staphylocoques (CAMILLE, 2007).
Morphologie
Cocci sphérique de 0,5 à 1µm de diamètre :
-en amas (grappes de raisin) : S.aureus
- en paires, amas irrégulières : autre espèces
Coloration de gram
Gram+
Mobilité
Immobiles (mouvements browniens)
Type respiratoire
Anaérobies facultatifs en général
Oxydase
+
Catalase
+
Conditions de culture

Température optimale à 37 °C ; croissance à 10 °C et à
45 °C selon les espèces

PH optimal de 7,2 à 7,4
Caractères spécifiques
Halotolérants : 6,5 % de NaCl
Milieux de culture d’usage
Gélose nutritive, gélose trypcase soja …
courante
Milieux d’isolement sélectifs
Gélose de Baird-Parker
Gélose Baird-Parker RPF
Milieu de Chapman …
Milieu
d’enrichissements Bouillon de Giolitti-Cantoni
sélectifs
Identification biochimique

API Staph bioMérieux SA

ID 32 Staph bioMérieux SA
6
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
1.3.2. Caractères biochimiques et physiologiques
Les Staphylocoques produisent une catalase, le critère de base de leur classification est la
production de coagulase. Il ya trois espèces productrices de coagulase : Staphylococcus aureus, et
Staphylococcus intermidis, et Staphylococcus hyicus. L’espèce S.aureus peut produire de
nombreuses enzymes : protéases, lipases, coagulases, liées au "Clumping-facteurs" …,
coagulases libres, nucléases thermostables ou thermonucléases (BOURGEOIS et al., 1988).
Elle est apéro-anaérobie facultatif et se multiplié plus facilement en aérobiose qu’en anaérobiose.
Elle exige des acides aminés et des vitamines, cette espèce est mésophiles et généralement est
inhibé, en présence d’une flore compétitive importante (BOURGEOIS et al., 1988).
S.aureus est sensible à l’acidité du milieu, et tolère et concentrations élevées du NaCl et du (AW)
reduites.Elle survit longtemps dans des aliments déshydratés ou congelés car, c’est un germe
thermosensible (BOURGEOIS et al., 1988).
Comme les bactéries lactiques les membres du genre Staphylococcus croissent de la façon
anaérobie et produisent de l’acide lactique par fermentation des sucres (JEROME et al., 2004).
Les bactéries appartenant à ce genre possèdent un métabolisme respiratoire normal. Les genres
Micrococcus et Staphylococcus sont facilement différenciables grâce à leur type respiratoire
(tableau III).
Ce genre de bactérie fermente sans produire de gaz, de nombreux hydrates de carbone dont le
glucose, saccharose, glycérol (MICHAEL et al., 2007).
Enzymes et toxines de Staphylococcus
Comme les Staphylococcaceae, S.aureus est caractérisée par son pouvoir de sécréter
quelques types d’enzymes et de toxines :
 Les enzymes : parmi les enzymes de Staphylococci pathogène, on distingue
(BUTTIAUX et al., 1966) :
1. Coagulase
2. La phosphatase
7
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
3. La DN ase
4. Fibrinolysine
5. Hyaluronidase
6. La désoxyribonucléase
7. La pénicillinase
 Les toxines :
1. Hémolysine (α, β, δ, γ)
2. Les leucocidines
3. Les enterotoxines (PILET et al., 1983).
Tableau III: Différenciation des genres Staphylococcus et Micrococcus (JEAN-PAUL,
1997).
Test
Staphylococcus
Micrococcus
Fermentation du glucose
+(-)*
-(+) a
Croissance en anaérobiose (thioglcolate)
+ (-)
-(+)
Acidification du glycérol
+ (-)
Lysostaphine (disque à100 µg)
S (R)
R (S)
Lysozyme (disque à 50µg)
R
S
Oxydase (cytochrome C)
-(+) b
+
Nitrofurantoïne (disque à 300µg)
S (˃15mm)
R (˂15mm)
Bacitracine (disque à 0 ,02 UI)
R
S (10-25mm)
Composé O129 (disque à 0,5 mg)
R (6-10mm)
S (20-36mm)
1.3.3.
-(+)
Caractères culturaux
Les staphylocoques se multiplient très bien en 24heurs sur la plus part des milieux usuels :
température optimale de croissance est 37C° (culture entre 12 et 46C°), PH optimal est 7,27 ,4 .
 Sur gélose nutritives : on obtient des colonies arrondies, bombées, luisante, opaque, à
contours nets, pigmenté après 24 à 36 heures, pouvant alors présenté :
 Une coloration ocre-jaune ; c’est le cas de la majorité des souches de S.aureus.
8
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
 Une teinte blanche, porcelainée : il peut s’agir alors de S.aureus, S.epidermidis
ou de S.saprophyticus (à noter que cet aspect est également observé certains
microcoques).
 En bouillon nutritif : on observe en 24heures un trouble uniforme abondant, puis un
dépôt et un voile pelliculaire en surface.
 En gélose profonde : on remarque des colonies rondes ou lenticulaire dans toute la
hauteur de milieu : les staphylocoques sont aérobie facultatifs (PILET et al., 1983).
1.4. Habitat et mode de transmission
L’espèce Staphylococcus aureus est un germe ubiquitaire (JEAN-LOUIS et JEAN-LOUP,
2002). Elle est très répandue dans la nature, on la trouve fréquemment dans l’eau, l’air, les
Poussières (saprophyte), au niveau de la peau de l’homme et des animaux (JEAN-CLAUDE,
1973).
C’est une commensale des muqueuses de l’homme, on la trouve à l’état normale dans
l’oropharynx, les fosses nasales, dans les selles, au niveau du périnée, ou des aisselles, un tiers
des individus sains est porteur de S.aureus au niveau des fosses nasal (JEAN-LOUIS et JEANLOUP, 2002). En milieu hospitalier, un malade peut développer une infection à partir des
bactéries de sa propre flore ou être contaminé par transmission manuportée à location des soins.
S .aureus est un agent majeur d’infection nosocomiale (JEAN-LOUIS et JEAN-LOUP, 2002).
Un aliment faiblement contaminé lors de sa préparation peut s’il a été conservé à température
ambiante, permettre la multiplication d’une souche produisant de l’enterotoxine et être
responsable d’une toxi-infection alimentaire collective (TIAC) (JEAN-LOUIS et JEAN-LOUP,
2002). S.aureus représente l’une des espèces staphylocoque pathogène (MICHAEL et al., 2007).
1.5. Classification phylogénique
Il existe plusieurs types de classification de S. aureus dont la plus utiliser est la
classification de Bergey :

Domaine : Bacteria ou Eubacteria.

Phylum XIII : Firmicutes.

Classe : Bacilli.

Ordre : Bacillales.

Familles : Staphylococcaceae.

Genre : Staphylococcus.
9
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus

Espèces : Staphylococcus aureus (CAMILLE, 2007).
1.6. Isolement
Lorsque les Staphylocoques se trouvent dans un produit pathologique non souillé
(hémoculture par exemple), leur isolement ne pose pas de problème particulier : on peut utiliser
simplement la gélose nutritive ou la gélose au sang (PILET et al., 1983).
En revanche, lorsque le produit à étudier est polymicrobien (certains pus, lésions ouvertes,
produits alimentaires), il est indispensable d’employer des milieux sélectifs. Parmi ceux-ci, on
peut retenir :

le milieu de Chapman qui, grâce à sa forte teneur en NaCl, inhibe la croissance de la
plupart des bactéries autres que le Staphylocoque et donne en même temps une indication
quant à l’action sur le mannitol de la souche isolée ;

le milieu de Baird-Paker (dont l’agent sélectif est le tellurite de potassium et qui contient
du jaune d’œuf), utilisée surtout en bactériologie alimentaire. Sur ce milieu, les colonies
de Staphylocoques pathogènes apparaissent, après 24 heures d’étuve à 37 °C, sous forme
de points noirs de 1à 1,5 mm de diamètre. Ces colonies sont entourées d’un halo
d’éclaircissement de 2 à 5 mm de diamètre, tranchant sur le reste de la surface du milieu
(le halo est dû à l’action d’une lipoprotéase). Le milieu de Baird-Parker convient
particulièrement aux souches de vitalité réduite (PILET et al., 1983).
1.7. Identification
L’identification de S.aureus est basée sur la mise en évidence de la coagulase à partir de
plusieurs colonies prélevées sur milieu BP (Baird-Paker). Chaque colonie est ensemencée dans
0,5 ml de bouillon cœur-cervelle. Après 24 heures d’incubation à 37 °C, on ajoute 0,5 ml de
plasma de lapin et le mélange est incubé à 37 °C puis examiné périodiquement jusqu’à 24 heures
d’incubation. La présence de coagulase se traduit par une prise en masse du milieu (MICHEL,
2005).
Selon les normes, l’identification de S.aureus se limite à la détection d’une coagulase. Une
identification plus précise peut être obtenue par la recherche de caractères complémentaires
(clumping factor, nucléase, galerie de tests biochimiques). De nombreux réactifs disponibles sur
10
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
le marché permettent de mettre en évidence instantanément par agglutination sur lame le
clumping factor (CF, facteur d’affinité pour le fibrinogène). Certains réactifs peuvent combiner la
mise en évidence du CF et celle d’autres composés spécifiques de S.aureus (protéines de surface,
polyosides capsulaires) à l’aide d’anticorps monoclonaux (MICHEL, 2005).
Enfin, une identification moléculaire est possible à l’aide de sondes nucléiques. Une hybridation
des fragments de restriction de l’ADN bactérien avec une sonde universelle d’ADNr ou d’ARNr
permet d’obtenir des profils, appelés en l’occurrence des ribotypes, spécifiques d’espèce.
L’automate Riboprinter (Qualicon Inc, USA) utilise ce principe pour identifier toutes les espèces
bactériennes (y compris les staphylocoques) incluses dans sa base de données. D’autres systèmes
utilisent des sondes spécifiques de S.aureus. Le Kit Accuprobe S.aureus de Gen-Probe identifie
uniquement cette espèce grâce à une sonde d’ARNr 16S spécifique de S.aureus. D’autres sondes
non commercialisées telles que celle détectant le gène de la nucléase thermostable de S.aureus
ont été décrites. Plus récemment, de nombreuses techniques basées sur une amplification génique
(Polymérase Chain Réaction, PCR) ont été développées. Elles ciblent un gène, une portion de
gène ou une séquence intergénique spécifique de S.aureus. La détection des gènes
d’enterotoxines staphylococciques, détaillée plus loin, est particulièrement intéressante en
bactériologie alimentaire puisqu’elle permet à la fois d’identifier S.aureus et d’évaluer son
potentiel entérotoxinogène (MICHEL, 2005).
La présence des entérotoxines staphylococciques peut être mise en évidence par des tests
immunologiques : immunofluorescence, électro-immunodiffusion, hémagglutination, double
diffusion en lame, RIA, ELISA.
La recherche de l’entérotoxine doit être effectuée dans les produits car une production de toxines
peut précéder un traitement antimicrobien et donc la mort des staphylocoques (JOSEPH-PIERRE
et JEAN-PHILIPPE, 2004).
1.8. Toxi-infections alimentaires (TIA) à S.aureus
Les TIA à S.aureus sont en réalité des intoxications dues à la l’ingestion d’aliments dans
lesquels une souche de S.aureus s’est multipliée et a produit une ou plusieurs entérotoxines.
11
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
1. Tableau clinique
Les symptômes les plus fréquemment observés lors de ces intoxications sont des
vomissements voilent et répétés, des nausées, des diarrhées aqueuses et des douleurs
abdominales. Occasionnellement peuvent être observés : maux de tête, transpiration, frissons,
crampes musculaires, faiblesse générale, hypotension, et prostration. Les TIA à S .aureus étant
dues à des toxines préformées dans l’aliment et non à une colonisation digestive par une bactérie
entéropathogène, il n’y a en général pas de fièvre ou une fièvre modérée (MICHEL, 2005).
Les symptômes surviennent après une période d’incubation courte, entre 2 et 4 heures en
moyenne après la consommation du repas contaminé, et disparaissent spontanément après 18 à 24
heures. Les cas de décès à la suite de TIA à S.aureus sont très rares et surviennent chez les jeunes
enfants et les personnes âgées à la suite d’une déshydratation brutale provoquée par les
vomissements et les diarrhées (MICHEL, 2005).
Du point de vue clinique, les intoxications provoquées par S.aureus ressemblent au syndrome
émétique dû à certaines souches de Bacillus cereus (incubation courte, prédominance des
vomissements, durée des symptômes) (tableau IV).
Elles se différencient des pathologies digestives dues à Clostridium perfringens ou de syndrome
diarrhéique dû à certaines autres souches de Bacillus cereus, qui présentent une incubation plus
longue et se manifestent surtout par des diarrhées (MICHEL, 2005).
Tableau IV: Comparaison des toxi-infections alimentaires dues à Staphylococcus aureus,
Bacillus cereus et Clostridium perfringens (MICHEL, 2005).
Bactéries
Incubation
responsables
Durée des
Diarrhées,
symptômes
abdominales
douleurs Vomissements
S.aureus
1à8h
6 à 24 h
Habituel
Prédominant
B. cereus (SE) ª
1à 5 h
6 à 24 h
Habituel
Prédominant
B. cereus (SD) ᵇ
8 à 16 h
12 à 24 h
Prédominant
Occasionnel
C. perfringens
8 à 22 h
12 à 24 h
Prédominant
Rare
a. SE : Syndrome émétique associe à des aliments riches en amidon (riz, pâtes).
b. SD : Syndrome diarrhéique (plus fréquent que le SE en Europe).
12
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
2. Entérotoxines staphylococciques
Á la différence des entérotoxines d’autres bactéries impliquées dans des pathologies
digestives d’origine alimentaire comme E. coli, C. perfringens ou V. cholerae, les entérotoxines
de S.aureus n’agiraient pas directement sur les cellules de la muqueuse intestinale mais
pourraient intervenir sur les terminaisons nerveuses du tube digestif. Si cela est confirmé, ce ne
seraient pas des entérotoxines mais des neurotoxines (tableau V) (MICHEL, 2005).
Tableau V : Propriétés des entérotoxines A à J de Staphylococcus aureus (MICHEL, 2005).
Entérotoxines
Caractéristiques
Masse
A
B
C¹
D
E
G
H
I
J
28,3
27,5
26,4
26,4
27,0
25,2
24,9
28,6
7,3
8 ,6
8,6
7,4
7,0
5,7
5 ,7
8,6
8,6
d’acides 233
239
239
228
230
233
218
218
245
d’une +
+
+
+
+
+
+
-
+
émétique +
+
+
+
+
+
+
+ très Nd²
moléculaire 27,1
(kDa)
Point isoélectrique
Nombre
aminés
Présence
boucle cystine
Réponse
chez le singe
Localisation du gène³
faible
C
C ou p
C
P
C
C
faible
C
C
P
1. Subdivisée en 3sous classes, C1, C2, C3 et en variants bovin, ovin et canin.
2. Non déterminé.
3. C : chromosome, P : plasmide.
1.9. Sensibilité aux antibiotiques
1.9.1. Bêta-lactamines
La pénicilline G est très active sur les souches de S.aureus non productrices de pénicillinase,
mais ces souches sont rares aujourd’hui (˂ 10%).Les souches productrices d’une pénicillinase
redeviennent sensibles à l’amoxicilline en présence d’acide clavulanique. Les pénicillines semi-
13
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
synthétiques du groupe M (méthicilline et oxacilline) ne sont pas détruites par la pénicillinase de
S.aureus. Ce sont d’excellents antibiotiques anti-staphylococciques.
De 10 à 50 % des souches de S.aureus isolées dans les hôpitaux français résistent à la
méthicilline et à l’oxacilline. Ces souches sont désignées comme Staphylococcus aureus
Résistant à la Méthicilline (SARM) (JEAN-LOUIS et JEAN-LOUP, 2002).
Cette résistance est aussi qualifiée d’« hétérogène ».En effet, pour certaines souches, seulement
une partie de la population bactérienne est capable in vitro, d’exprimer sa résistance .Cette
résistance est due à l’acquisition par la souche de staphylocoque d’un déterminant
chromosomique, le gène mec A. Il s’ensuit la production d’une protéine liant la pénicilline (PLP)
additionnelle.
Les travaux cliniques ont montré que toutes les pénicillines et toutes les céphalosporines sont
inactives sur les souches résistantes à la méthicilline (JEAN-LOUIS et JEAN-LOUP, 2002).
1.9.2. Glycopeptides
La vancomycine et la teicoplanine sont des antibiotiques de recours pour
traiter les
septicémies et les endocardites dues à des souches de S.aureus multirésistantes. Leurs indications
sont limitées aux infections mettant en jeu le pronostic vital et pour lesquelles aucune autre
antibiothérapie n’est efficace.
L’émergence de mutants résistants au cours de monothérapies par la vancomycine a été signalée
depuis 1997. Ces souches de moindre sensibilité aux glycopeptides sont désignées comme
GISA : Glycopeptides Intermediate Staphylococcus aureus (JEAN-LOUIS et JEAN-LOUP,
2002).
1.9.3. Autres familles d’antibiotiques
Les souches résistantes à la méthicilline sont habituellement résistantes à de nombreux
autres antibiotiques, notamment aux aminosides et aux fluoroquinolones. Parmi les macrolides,
l’érythromycine a une activité inconstante. La résistance à la lincomycine et à la clindamycine est
plus rare. Ces deux produits ont en outre l’avantage de donner de bonnes concentrations osseuses
(JEAN-LOUIS et JEAN-LOUP, 2002).
14
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
Les souches de S.aureus résistantes aux synergistines sont encore peu fréquentes. Le
cotrimoxazole, l’acide fusidique et la rifampicine peuvent être utiles dans le traitement des
staphylococcies. La fréquence d’apparition de mutants résistants à l’acide fusidique et la
rifampicine, nécessite de ne les employer qu’en association (JEAN-LOUIS et JEAN-LOUP,
2002).
Le traitement des infections graves à S.aureus ne peut se faire sans une étude approfondie au
laboratoire de la sensibilité de la souche, en particulier pour déterminer quelles sont les
meilleures associations. La mupirocine est réservée à l’usage local. Elle est utilisée pour
éradiquer le portage nasal de S.aureus (JEAN-LOUIS et JEAN-LOUP, 2002).
1.10. Prévention
Les TIA à staphylocoques peuvent être évitées à condition de respecter les règles d’hygiène
tout au long de la chaine alimentaire et spécialement lors de la préparation des repas
(BOURGEOIS et al., 1988).
La contamination des aliments par des staphylocoques d’origine humaine peut être minimisée par
l’éloignement des personnes infectées de la préparation des denrées, par la réduction des
manipulations, par la propreté et les bonnes pratiques des manipulateurs. Ceux-ci doivent être
convenablement informés de l’existence des microbes afin d’être sensibilisés aux problèmes
d’hygiène (BOURGEOIS et al., 1988).
La contamination par les staphylocoques d’origine animale peut être réduite par le contrôle des
mammites bovines, et en évitant les contaminations croisées entre peau et carcasse à l’abattoir
puis entre aliments crus et cuits à la cuisine.
Les staphylocoques présents dans l’environnement et sur les ustensiles de cuisine peuvent être
éliminés par nettoyage et désinfection (BOURGEOIS et al., 1988).
Ces mesures ne suffisant pas à supprimer totalement la contamination des aliments par les
staphylocoques, il faut détruire les germes par la chaleur avant qu’ils ne se soient multipliés
(pasteurisation, cuisson) ou bien arrêter leur multiplication en maintenant les aliments en-dessous
de 6°C. Le respect de la chaine du froid est le point capital de la prévention des TIA à
staphylocoques. Par exemple, une erreur fréquente - et pourtant tout à fait évitable – consiste à
15
Partie I : Généralités sur Staphylococcus aureus
préparer le repas trop longtemps à l’avance puis à laisser les plats à température ambiante jusqu’à
leur consommation. En règle générale, toute technologie alimentaire pratiquée dans une zone de
température "dangereuse " doit être de courte durée ou bien doit faire appel à d’autres paramètres
que la température (flore inhibitrice, atmosphère modifiée, additifs, Aw, pH) pour arrêter la
multiplication de S. aureus (BOURGEOIS et al., 1988).
Les contrôles bactériologiques effectués régulièrement permettent de surveiller le niveau des
contaminations et de prévenir les accidents (BOURGEOIS et al., 1988).
16
Partie II :
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
2.1 Viande
2.1.1
Définition de viande
C’est l’ensemble des parties consommables obtenues de certains animaux terrestres et
d’oiseaux à l’exception des parties grasses et des productions de certains animaux (lait et œufs)
(EMILIE, 2005).
Selon leurs couleurs les viandes subdivisent en 03 types :
-
Viande rouge : viande de bœuf, de mouton, de cheval.
-
Viande blanche : viande de veau, de porc, de lapin, de volaille.
-
Viande noire : viande de gibier (ANONYME, 2013).
La viande est le résultat de l’évolution post mortem du tissu musculaire squelettique (Ou strié) et
du tissu adipeux. La connaissance de la structure de ces tissus est donc Préliminaire indispensable
à la compréhension des mécanismes responsables du Déterminisme des qualités de la viande
(Huxley, 1969 in EL RAMMOUZ, 2005).
Le muscle squelettique est un tissu très différencié et hautement spécialisé ; il Représente 40 %
du poids vif de l’animal et est constitué de différents tissus tel que les Fibres musculaires, le tissu
conjonctif, le tissu adipeux intramusculaire, les vaisseaux Sanguins et les nerfs (fig.1) (Huxley,
1969in EL RAMMOUZ, 2005).
2.1.2
Principaux caractères des viandes
2.1.2.1 Caractères physicochimiques
1. L’eau
Le muscle comprend de 60 à 80% d’eau, si bien que le tissu musculaire constitue la
principale réserve d’eau du corps. L’eau de la cellule musculaire se présente sou s différents
états : eau liée 10%, et eau libre70% (CRAPLET, 1966 ; LAURENT, 1974 ; STARON, 1982).
La teneur en eau varie avec l’âge, le muscle envisagé et surtout sa teneur en lipides, qui est le
principal facteur de la variation. Toute fois, pour un muscle déterminé, la matière sèche est
pratiquement constante (CRAPLET, 1966).
17
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
Figure 1 : Anatomie du muscle squelettique au niveau macroscopique et microscopique
(TOTORA et al., 1994 in EL RAMMOUZ, 2005).
18
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
2. La matière minérale
Le muscle peut contenir jusqu’à 2% de matière minérale. La viande constitue un appoint
sérieux en phosphore de 1500 à 2000 mg de phosphore et dont les deux tiers sous forme
minérale. Les composés phosphorés jouent un rôle très important dans la concentration
musculaire et dans la maturation de la viande (ATP, ADP, Phosphagéne); aussi100g de calcium,
du sodium, du potassium, du manganèse, du chlore, du fer, et des oligo-éléments : Zinc,
aluminium, cuivre, cuivre et iode (CRAPLET, 1966).
3. Le PH
Chez un animal vivant, le muscle a une réaction neutre, son PH est égal à 7 ; après la
saignée, la viande devient l’objet des réactions biochimiques très complexes débouchant sur la
formation des acides, dont l’acide lactique, le PH de viande s’abaisse (LAURENT, 1974).
2.1.2.2 Caractères biochimiques
1. Les protéines
Le muscle peut renfermer de 16 à 22% des protéines (STARON, 1982). Les protéines
contiennent 90% de l’azote total et comprennent en allant du simple au complexe :
1. Les amino-acides éléments constitutifs.
2. Les dipeptides : composée de deux amino-acides.
3. Les polypeptides : composés de plusieurs amino-acides.
4. Les protéines : composées de nombreux amino-acides on y distingue : les
holoprotéines ne contenant que des amino-acides les hétéroprotéines : contenant
des amino-acides et des autres composés chimiques qui comprennent
notamment les nucléoprotéines. On peut distinguer les protéines d’après leurs
rôles et emplacement :
1) Les protéines plastiques on a :

Les protéines intracellulaires : myosine 67%, myogène 10%
globuline X 22%, et myoprotéines.

Les protéines extracellulaires du tissu collagène interstitiel :
collagène et élastine.
19
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
2) Les protéines enzymatiques : se sont des hétéroprotéines.
3) Les protéines accessoires : myoglobine (CRAPLET, 1966).
2. Les lipides
D’après LEDWARD cité in STARON, (1982) la fraction lipidique dans le muscle varie de
1,5 à 13%.
Les lipides se trouvent soit dans la fibre musculaire elle même, soit dans le tissu conjonctif entre
les faisceaux musculaires où ils forment le « persillé » et le « marbré » se sont surtout
glycérides et accessoirement un peu de lécithine (CRAPLET, 1966).
3.
Les glucides
Le muscle contient environ 2% de glycogène qui constitue la réserve énergétique pour la
contraction musculaire ; sa teneur baisse avec le jeûne et l’état de la fatigue ; il existe aussi,
mais en petite quantité des dérivés phosphorés des glucides, notamment l’ester hexose
monophosphorique. Seul le foie est un organe riche en sucre, il contient 60g de glycogène par
kilogramme (ANONYME, 1986).
4. Les vitamines
Ce sont des substances organiques indispensables en infime quantité à la croissance et au bon
fonctionnement de l’organisme qui ne peut en effectuer lui-même la synthèse (ANONYME,
1986).
La teneur en vitamines de la viande varie selon l’alimentation et l’état d’engraissement. Une
viande maigre présente les caractéristiques inverses (CRAPLET, 1966).
La viande renferme des vitamines du groupe B (B1,PP,B6,B2,B12)
ainsi que les vitamines
A ,E ,D,K(CRAPLET, 1966 ; LEDWARD cité in STARON, 1982).
2.1.2.3 Caractères organoleptiques
1. La couleur
La couleur de la viande est souvent un facteur limitant de son acceptabilité par le
consommateur ; elle est liée à la présence d’un pigment : la myoglobine, c’est une
chromoprotéines contenant un atome de fer, sert à retenir l’oxygène apporté par le sang. Selon
20
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
cette ionisation on trouve : oxymyoglobine (rouge vif), myoglobine réduite (rouge pourpre), et
metmyoglobine (rouge) (ROUSSET, 1978).
La prépondérance de l’une des formes sur les autres est liée à des facteurs, tant intrinsèques, liés à
l’animal ; se sont l’âge, le sexe, l’état sanitaire, qu’extrinsèques relatifs aux conditions de
traitement, de la conservation de la viande, et aux conditions d’abattage (ROUSSET, 1978).
2. La flaveur
Le terme flaveur recouvre l’odeur de l’aliment, odeur liée à la présence de composés volatils,
et le goût qui a pour support des substances dissoutes. La flaveur reste le facteur qui détermine
l’acceptabilité de cette viande par le consommateur (ROUSSET et ROUSSEL, 1977).
Le passage des précurseurs de la viande crue aux composés de la flaveur de viande cuite, se fait
suivant plusieurs réactions dont les principaux sont la réaction de Maillard, entre acides aminés
et sucres et les réactions d’oxydation des graisses.
Les facteurs agissant sur la flaveur de la viande sont :
-
L’espèce, la race, l’âge, le sexe, le poids et le mode d’élevage de l’animal
-
l’évolution post-mortem des carcasses ;
-
le traitement de la carcasse surtout le mode de conservation ;
Le mode de cuisson utilisé (ROUSSET et ROUSSEL, 1977).
3. La tendreté
La tendreté d’une viande traduit la facilité avec la quelle les fibres musculaires sont coupées,
déchirées, broyées, pendant la mastication. La viande qui sous la dent offre de la résistance à
cette destruction est dite dure.
La tendreté est le facteur limitant de son utilisation, elle est variable d’un muscle à l’autre
(CRAPLET, 1966).
21
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
2.1.3
Microbiologie de la viande
2.1.3.1 Caractéristiques microbiologiques de la viande
Une carcasse qui vient d’être préparée par l’abattage, révèle quelques microbes à la surface,
tandis que l’intérieur est virtuellement stérile excepté les ganglions lymphatiques, qui peuvent
renfermer un petit nombre de germes. Pratiquement on peut dire que dans les conditions
normales, la viande est amicrobienne (CRAPLET, 1966).
Les germes dominant sur la viande fraîche sont : Pseudomonas, Microcoques, Entérobactéries,
Flavobactérium, Lactobacillus.
La plus part de ces groupes sont responsables d’altération : putrifaction, verdissement,
surissement et lipolyse.
D’autres germes peuvent être présents de façon plus aléatoire : Bacillus, Streptococcus,
aeromonas, Clostridium (BOURGEOIS et LEVEAU, 1991).
2.1.3.2 Origines de la contamination
La viande est un substrat favorable aux développements des micro-organismes,
essentiellement des micro-organismes protéolytiques qui entraînent des modifications néfastes
sur l’odeur, la couleur, la texture et produisent des substances toxiques (PIERRE, 1998).
Entre l’abattage de l’animal et la consommation de la viande ou des produits carnés, les étapes
successibles d’introduire des micro-organismes contaminants sont nombreuses. La contamination
peut être issue de l’animal, du manipulateur ou du matériel (BOURGEOIS et LEVEAU, 1991 ;
LEMAIER, 1982).
L’outil utilisé pour l’abattage peut entraîner en profondeur les germes de la peau. Les opérations
de découpe de la viande, peuvent véhiculer les micro-organismes issus de l’environnement ou du
personnel. La contamination peut aussi intervenir lors du transport ou du stockage, dans des
conditions d’hygiènes insuffisantes (BOURGEOIS et LEVEAU, 1991 ; PIERRE, 1998).
22
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
2.1.3.3 Facteurs influençant l’altération
2.1.3.3.1
Facteurs intrinsèques
a- Le pH : Diminue après l’abattage, un pH élevé est favorable à la prolifération des
bactéries tandis qu’un pH bas ralentie ou inhibe certaines espèces (AIT
ABDELOUAHAB, 2001).
b- Le potentiel d’oxydo-réduction : diminue à l’intérieur du muscle au fur et à mesure
que la quantité d’oxygène disponible diminue, atteignent des valeurs faibles
permettant le développement des anaérobies stricts (AIT ABDELOUAHAB, 2001).
2.1.3.3.2
Facteurs extrinsèques
a- L’humidité ambiante : une atmosphère trop humide favorise le développement
intense d’une microflore de surface (BOURGEOIS et LEVEAU, 1991).
b- La température : c’est le facteur qui détermine le devenir des microbes de la viande.
Dés l’abattage, la carcasse doit être réfrigérée, cette chaîne de froid ne doit pas être
interrompue (CRAPLET, 1966 ; BOURGEOIS et LEVEAU, 1991).
2.1.3.4 Différentes altérations
2.1.3.4.1
Altérations à température élevée (25°C à 40°C) : ces températures permettent la
multiplication des germes mésophiles, cette altération précède dans le temps des
altérations de surface (LARPENT, 1997).
2.1.3.4.2
Altérations à température intermédiaire (10°C à 25°C) : A coté de la
multiplication rapide en surface, d’un certain nombre de germes anaérobies facultatifs
provoquant une putréfaction superficielle ou un verdissement, il est possible par fois
d’observer sur les carcasses insuffisamment réfrigérées une altération très particulière
en profondeur (LARPENT, 1997).
2.1.3.4.3
Altérations à basse température (inférieure à 10°C) : aux températures de
réfrigération, les germes psychrotrophes de surface à l’origine de putréfaction
superficielle continuent à se développer (LARPENT, 1997).
2.1.3.5 Evolution de la flore et dégradation de la viande
La viande crue est soumise à l’action des ses enzymes propres et à celle des microorganismes (PIERRE, 1998 ; CRAPLET, 1966).
23
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
2.1.3.5.1
Dégradations aérobie :
a) Viscosité : due aux développements des bactéries de genre : Pseudomonas,
Streptococcus, Leuconostoc, Bacillus, Micrococcus, Lactobacillus, plus rarement des
levures ou des moisissures (PIERRE, 1998).
b) Décoloration et verdissement : la décoloration résulte d’une oxydation sous l’action
de Lactobacillus, Leuconostoc et de levures. Le verdissement est lié à la production
de l’eau H2O et H2S qui modifient la myoglobine sous l’action de Lactobacillus et
Brochothrix.
c) Pigmentations : sont dues à des bactéries colorées ou à pigments diffusibles
(Photobactérium, Flavobactérium, Pseudomonas, Micrococcus, Serratia, …) et à des
levures (Rhodotorula) et des moisissures (Penicillium) (PIERRE, 1998).
d) Modifications organoleptiques des carcasses : elles interviennent par le rancissement
des graisses, libérant des composés responsables de goût et d’odeur indésirables, la
flore impliquée est variée : bactéries lactiques, levures, actinomycètes.
e) Moisissement : due à (Thamidium, Mucor, Rhizopus) rencontré surtout en
atmosphère sèche (PIERRE, 1998).
Ces dégradations de surface ne s’étendant généralement pas vers l’intérieur sauf la
viande est atteinte physiquement (viande hachée). Elles sont le plut souvent lentes et
limitées et n’ont pas généralement une grande incidence de point de vue sanitaire sauf
si l’atteinte est très importante (PIERRE, 1998).
2.1.3.5.2
Dégradations anaérobie : se développent lorsque la viande est hachée, désossée,
découpée en profondeur, conditionnée sous film plastique et dans tous les cas où les
conditions anaérobies sont présentes (PIERRE, 1998).
a- Surissement : provoqué par des bactéries à métabolisme libérant des acides
organiques ou par des bactéries ayant une activité protéolytique non putréfiant. Les
principaux agents en cause sont des bactéries lactiques, des coliformes,
Entérobactéries, et Staphylocoques (PIERRE, 1998).
b- Puanteur d’os : cette dégradation est liée à la présence des Bacillus et Clostridium,
qui interviennent dans les carcasses dont la réfrigération a été trop lente (PIERRE,
1998).
24
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
c- Putréfaction : provoquée par des bactéries protéolytiques qui libèrent des composés
soufrés ; de l’ammoniac ; des amines ; de l’indole. Il s’agit des Clostridium
protéolytique putrides et sulfitoréducteurs, de certains espèces de Proteus. Les
détériorations anaérobies peuvent être néfastes au point du vue sanitaire et entraîner
des troubles plus ou moins grave chez le consommateur (PIERRE, 1998).
2.1.4
Méthodes de conservation de viande
La conservation est le processus de transformation des aliments permettant de les stocker
plus longtemps. L’alimentation de l’homme dépend de produit d’origine végétale et animale.
Comme la plupart de ces produits ne sont disponibles que pendant certaines saisons de L’année et
qu’ils s’avarient rapidement lorsqu’ils sont frais, des méthodes ont été développées pour les
conserver (BRIGITTE et al., 2005).
Les procédés utilisés pour la conservation des viandes sont :
-
Par le froid : réfrigération, congélation, surgélation. Ce procédé est le plus simple et le
plus rapide dans la conservation des aliments. En effet, la réfrigération (de 0 à +2°C,
+7°C au maximum) ralentit quelque peu la maturation
mais évite la prolifération
microbienne. La viande « fraiche » est une viande réfrigérée (BOUMENDJEL, 2005).
La réfrigération freine la croissance des micro-organismes, elle nécessite l’emploie d’une
chambre froide (BRIGITTE et al., 2005).
La congélation et la surgélation (de -10°C à -30°C) bloquent les activités enzymatiques et la
maturation. Elles permettent une conservation de longue durée, de six à dix-huit mois. La
maturation reprend après décongélation (BOUMENDJEL, 2005).
Une congélation trop lente provoque la formation de cristaux de glace qui portent attente à la
structure de produit (BRIGITTE et al., 2005).
-
Par la chaleur : cuisson, pasteurisation et tyndallisation (semi conserves), appertisation
(conserves) et enrobage à chaud dans de la graisse (rillettes, confits).
25
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
-
Par déshydratation avec ou sans fumage : étuvage-fumage à 25-30°C, séchage à 10-12°C,
boucanage (procédé le plus ancien), cryodessication ou lyophilisation dans des cas
particuliers (HENRI et al., 1992).
Le séchage se pratique des salles chauffées dont l’aire est renouvelée. Le fumage procure un goût
très apprécié. La conservation n’est obtenue par ces deux méthodes qu’après un séchage intense,
qui donne un produit trop sec pour être consommé (BOUMENDJEL, 2005).
-
Par le sel de cuisine et autres agents de salaison : chlorure de sodium, auquel on
incorpore, ou non, du nitrate de potassium et de nitrite de sodium. Saccharose et autre
glucides, acide ascorbique et autres additifs autorisés (HENRI et al., 1992).
Le sel donne un produit fini plus stable avec une durée de conservation plus longue (BRIGITTE
et al., 2005).
-
Par fermentation (lactique notamment). On a utilisé également autrefois l’anhydride
sulfureux et également certains antibiotiques.
-
Par irradiation UV ou ionisante.
-
Au moyen d’emballages spéciaux dans lesquels, notamment on peut faire le vide ou
conditionner sous gaz carbonique et/ou azote (HENRI et al., 1992).
Récemment, des chercheurs ont adoptés des emballages appelés (emballages actifs ou
bioemballages), en utilisant des bactériocines tel que la nisine combinée au film transparent afin
de protéger la viande des microorganismes pathogènes tel que Staphylococcus aureus et Listeria
monocytogenes.
2.2 Nisine
2.2.1
Définition
Les bactéries lactiques sont des bactéries Gram+ coque ou bacilles, qui produisent de l’acide
lactique par voie fermentaire. Beaucoup se rencontrent dans les produits laitiers (JOSEPHPIERRE et JEAN-PHILIPPE, 2004).
Elles sont généralement immobiles, asporulées, dépourvues de catalase et de cytochromes
oxydases, constituent l’un des groupes incontournables de la microbiologie alimentaire, leur
26
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
participation à l’acquisition des propriétés nutritionnelles ou de la qualité sanitaire de l’aliment
est plus récemment utilisée (MICHEL, 2005).
Les bactériocines sont des peptides
antimicrobiens synthétisés
par des bactéries par voie
ribosomique, qui sont actifs contre d’autres bactéries généralement proches taxonomiquement.
Parmi les bactériocines les plus utilisées dans l’industrie agro-alimentaire la nisine (ZAGOREC
et al., 2013).
La nisine a été découverte en 1928 à l’occasion de travaux sur l’inhibition de lactobacilles
utilisés comme ferments par une souche de L .lactis productrice de la nisine lors de la fabrication
de fromage.
La nisine (E234) est un polypeptide antibactérien produit par certaines souches Lactococcus
lactis et qui principalement actif contre les bactéries à Gram + (ZAGOREC et al., 2013). On peut
distinguer les nisines A, B, C, et D (MEYER et al., 2004
2.2.2
Structure et mode d’action
La nisine est un peptide de 3500 daltons de masse moléculaire. Elle est produite par des
souches Lactococcus lactis. Elle contient une molécule de lanthionine, un acide aminé
comprenant un groupement thioéthere rarement rencontré dans le métabolisme bactérien.
D’autres acides aminés inhabituels entrent dans la composition de la nisine, notamment deux
acides aminés β insaturés, la dehydroalanine et la dehydrobutyrine. Ces acides aminés forment 4
anneaux intramoléculaires (fig.2) (BOURGEOIS et LARPENT, 1989).
Figure 2 : Structure de la nisine (BOURGEOIS et LARPENT, 1989).
27
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
La nisine est insensible aux enzymes protéolytiques excepté à l’α-chymotrypsine. Sa structure en
anneaux lui confère une remarquable thermorésistance. Elle est très instable en milieu basique.
Dans un tampon à pH 10, la nisine est inactivitée à 80%. Le pH isoélectrique de la nisine est
supérieur à 10,5. La nisine est synthétisée sous la forme d’une pro-nisine qui subit ensuite des
modifications après la traduction. Aucune enzyme intervenant dans ces modifications n’a pu être
isolée mais la transformation de pro-nisine en nisine a été obtenue in vitro avec des extraits
cellulaires de souches productrices de nisine (BOURGEOIS et LARPENT, 1989).
Le mode d’action de la nisine a récemment été revu par SAHL (1985).la nisine provoque une
efflux d’acides aminés, d’ATP, d’ions potassium. Il en résulte une chute de potentiel de
membrane de la cellule et un arrêt de toute biosynthèse. D’autres effets de la nisine comme
l’inhibition de la synthèse de la paroi cellulaire, sont probablement des conséquences de la chute
du potentiel de membrane. BIERBAUM et SAHL (1987) ont également démontré que l’addition
d’une petite quantité de nisine permettait, en présence d’acide teichoique, de stimuler l’activité
d’une autolysine, la N-acétylmuramoyl-L-alanine amidase de Staphylococcus simulans
(BOURGEOIS et LARPENT, 1989).
2.2.3
Caractères généraux
 La nisine peut avoir un double mode d’action, elle peut d’abord se lier au lipide II qui est le
principal transporteur de sous-unités peptidoglycane de cytoplasme vers la membrane
cellulaire, et par conséquent empêcher la synthèse de la paroi cellulaire, processus qui
conduit à la mort des cellules (ZAGOREC et al., 2013).
Le peptide peut aussi utiliser le lipide II comme un récepteur afin d’engager un processus
d’insertion de la membrane et la formation de pores. Il résulte de se processus une augmentation
de la perméabilité membranaire provoquant un efflux rapide de l’ATP, des ions et des acides
aminées entraînant une dissipation de la force proton motrice, à l’origine de la mort de la cellule
(ZAGOREC et al., 2013).
 Elle se présente sous forme d’une poudre blanche soluble dans l’eau à pH 2 qui précipite
pH neutre.
 La nisine a été utilisée tout d’abord au cours de la préparation des fromages pour prévenir
les fermentations indésirables et en particulier la fermentation butyrique.
28
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
 Son emploie
comme préservateur dans de nombreux types de conserves s’est assez
largement répandu (LECERC et al., 1983).
Spectre d’action
2.2.4
La concentration minimum inhibitrice de la nisine est inférieur à 128 u.i/ml pour les cellules
végétatives de Bacillus, Clostridium, Pneumococcus, Staphylococcus aureus, certaines souches
de corynebactérium, Neisseria, les Streptocoques de groupe A, B et N. Mycobactérium
tuberculoses est également sensible à des concentrations variant selon les souches de 100 à 500
u.i/ml. SCOTT et TAYLOR (1981) ont montré que la quantité de nisine nécessaire pour inhiber
la germination de spores de C. botulinum inoculées à 103/ml dans du milieu BHI variait de100 à
5000 u.i/ml selon les souches utilisées (BOURGEOIS et LARPENT, 1989).
2.2.5
Importance de la nisine dans la conservation des viandes
La nisine est employée comme agent de conservation dans l’industrie alimentaire et son
emploi en tant qu’additif a été accepté par le comité d’experts FAO/WHO. Elle est utilisée pour
la conservation de fromage fondu, de fromage à pate cuite pressé et laits stérilisés, les études
sont nombreuses sur l’utilisation de la nisine comme alternative aux nitrites dans les produits
carnés, pour inhiber la croissance de Clostridium botulinum et la production de sa toxine
(BOURGEOIS et LARPENT, 1989).
Dans la viande l’utilisation de la nisine est limité en raison de la quantité importante de nisine
requise pour avoir un effet notable sur la durée de vie du produit (TAYLOR et SOMERS. 1985 in
SOUID, 2011). La faible solubilité, la distribution non homogène et le manque de stabilité des
bactériocines à la surface des viandes ainsi que l’action des protéases des ferments utilisés ou de
la viande peuvent affecter l’efficacité des bactériocines, la Nisaplin une préparation contentant
2.5%
de nisine A pure, est utilisée à 106 UI/g dans les industries alimentaires pour la
conservation (TAYLOR et al., 1990).
Une perspective efficace contre la contamination des aliments serait l’utilisation combinée de la
nisine et le traitement de conservation conventionnels en vue d’aboutir à des produits stables et
sécuritaires pour le consommateur. L’emballage se atmosphère modifiée (CO2) ou sous vide
29
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
combiné à l’utilisation de la nisine pourrait allonger significativement la durée de vie de la viande
(TAYLOR et al., 1990).
2.2.6 Effet combiné de la nisine et de conditionnement des viandes
La notion de systèmes combinés a été principalement développée pour contrôler la présence
et/ou la prolifération de pathogènes dans les aliments.
Le conditionnement des aliments sous atmosphères modifiées a connu des progrès
extraordinaires. La raison réside dans leur capacité d’assurer le maintien des caractéristiques
qualitatives de ces aliments pendant une large période de conservation.
L’émergence de nouvelles espèces bactériennes psychrotrophes pathogènes dans les viandes
emballées a incité les chercheurs à développer des systèmes barrières de conservation. Les
Souches bacteriocinogeniques des bactéries lactiques constituent la meilleure alternative pour la
sécurité sanitaire des aliments grâce à leur capacité de produire des métabolites actifs contre
plusieurs bactéries pathogènes (DJENANE, 2005).
L'addition d'antioxydants aux produits agroalimentaires est aujourd'hui une pratique courante,
souvent indispensable pour assurer la stabilité et permettre la conservation des produits finis.
Le rôle des antioxydants dans l’industrie agroalimentaire consiste à réduire au minimum la
dégradation des aliments durant l’entreposage.
Parmi les utilisations de la nisine dans le conditionnent des aliments, on trouve la
combinaison de celle- ci à des substances chimiques afin d’améliorer son activité .Dans notre
recherche, on cite comme exemple le travail de DJENANE, 2005. Selon cet auteur, la notion de
synergie entre les systèmes antioxydants et antimicrobiens est aussi une alternative intéressante
qui mérite d'être envisagée pour l’assurance de la qualité des aliments.
L’usage simultané de plusieurs facteurs de conservation sous forme de systèmes combines
pourrait être très utile pour potentialiser l’efficacité de chaque facteur individuel.
La viande et les produits carnés constituent les substrats excellents pour l’isolement des
Lactobacillus productrices de bactériocines qui peuvent être utilisées comme des facteurs de
sécurité dans ces viandes. La nisine était la première bactériocine mieux caractérisée. En effet,
l’usage de la nisine en viande est limité a cause de sa faible solubilité au pH normal et son
interaction avec les phospholipides et la difficulté de sa production “in situ” car le
30
Partie II : Utilisation de la nisine et le conditionnement des viandes
microorganisme producteur (Lactococcus lactis) ne peut ni se développer ni produire cette
bactériocine en viande réfrigère. Cependant, les recherches montrent que la nisine inhibe la
germination des spores thermorésistantes (DJANANE, 2005).
31
Conclusion
Conclusion
Conclusion
Les aliments en générale sont des substances sensibles a la contamination microbienne,
parmi les bactéries qui attaquent les denrées alimentaires et le plus répandu dans la nature est
l’espèce Staphylococcus aureus, ce germe a la capacité de sécréter des enzymes et des toxines
dans les produits alimentaires qu’elle ciblée.
La viande est l’un des aliments périssables qui peut être contaminée par ce type de bactéries.
Le conditionnement de cette dernière se base sur l’utilisation de plusieurs méthodes, parmi les
quelles on trouve l’utilisation de la nisine combinée au film d’emballage (emballage actifs). Cette
technique à une grande importance dans la lutte contre les bactéries nuisibles qui infectent la
viande surtout S.aureus. Elle est considérée comme un agent conservateur biologique, donc
c’est une nouvelle alternative de conservation qui diminue l’emploie de
chimiques.
32
conservateurs
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bibliographiques
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35
Résumé
Staphylococcus aureus est un germe qui appartient au groupe des bactéries pathogènes. On la retrouve
dans les aliments périssables comme : les viandes, les poissons, les fromages ……
Cette bactérie a un pouvoir de libérer des enzymes et des toxines nuisibles qui fortement influencent la
structure des denrées alimentaires qu’elle attaque et les ronds non propres à la consommation. Selon
notre étude bibliographique, il existe plusieurs méthodes de conservations des viandes contre les
infections dues à ce type de bactéries. Parmi ces méthodes, l’utilisation des substances antibactériennes
comme la nisine. Cette bactériocine montre un effet très puissant contre S.aureus.
Elle est souvent utilisée en combinaison avec des films d’emballage dans le conditionnement des
viandes.
Mots clés : Staphylococcus aureus, conservation des aliments, conditionnement, viande, substances
antibactériennes, bactériocine, nisine.
Summary :
Staphylococcus aureus is a bacteria that belongs to the group of the pathogenic bacteria which we find it
in the perishables foods ( meats, fishes, cheeses….).
This bacteria has an ability to enzymes secretion and harmfuls poisons that effect on the structure of
these foods and turns them ineatable. According to our studies there existe many ways to protecte the
meat from this type of bacteria such as using antibacterials substance like nisin. This bacteriocin shows
an very large effect against S.aureus.
It often used of combination with films in packaging meats.
Key words : Staphylococcus aureus, Protect of foods, packaging, meat, antibactérials substances,
bacteriocin, nisin.
:‫الملخص‬
‫ هي جزثىيت تُتًي إنى يجًىعت انبكتيزيا انًًزضت وانتي لد َجدها في األغذيت‬Staphylococcus aureus
.........ٌ‫ األسًان واألجبا‬،‫ انهحىو‬: ‫يٍ بيُها‬، ‫انًعزضت نهتهف‬
‫هذِ انبكتيزيا نها انمدرة عهى إفزاس إَشيًاث وسًىو ضارة تؤثز بشكم كبيز عهى بُيت األغذيت انتي تهاجًها وتجعهها‬
.‫غيز صانحت نالستهالن‬
‫استعًال‬:‫ يٍ أهًها‬،‫ َجد أٌ هُان عدة طزق نحفظ انهحىو يٍ تعزضها نهذا انُىع يٍ انبكتيزيا‬،ِ‫يٍ خالل دراستُا هذ‬
. nisine ‫يىاد يضادة نهبكتيزيا كانـ‬
‫ وهي غانبا تستعًم بانتُسيك يع فيهى انتغهيف في تعهيب‬S.aureus. ‫ تحدث تأثيز َافذ ضد‬bactériocine ‫هذِ انـ‬
.‫انهحىو‬
،‫ يىاد يضادة نهبكتيزيا‬،‫ نحــــى‬،‫ تعهيب‬،‫ حفظ األغذيت‬،Staphylococcus aureus
36
:‫انكهًاث انًفتاحيت‬
nisine،bactériocine