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La tourbe de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Par Cassandre Potvin et Ann-Sophie Rocheleau Résumé :La tourbe de sphaigne et ses propriétés antibactériennes. Potvin C., Rocheleau A.-S., 2014. Nous sommes en mesure de confirmer que la bactérie X, celle qui se trouve à l’intérieur de la mousse de sphaigne, est bactériostatique. En effet, la confrontation avec deux autres bactéries, Escherichia coli et Lactococcus lactis, prouve qu’elle ne laisse pas les autres bactéries se développer en sa présence. Abstract: Sphagmun peat and antibacterial properties. Potvin C., Rocheleau A.-S.,2014 .Peat moss contains a bacteria that we have called Bacterium X. It is bacteriostatic. We organized battles with two bacteria, Escherichia coli and Lactococcus lactis. Results proved that Bacterium X stopped the growth of the two others bacteria. Mots clés :sphaigne, tourbe, mousse, bactérie, litière, Lactococcus lactis, Escherichia coli. Introduction Les litières conventionnelles demandent beaucoup d'entretien. La tourbe de sphaigne pourrait être une bonne alternative à la paille utilisée pour les litières puisqu'elle aurait des propriétés antibactériennes. En raison de cela, la litière de sphaigne pourrait être changée moins souvent. Comme hypothèse, nous pensons que la tourbe de sphaigne a des propriétés antibactériennes. Nous vérifierons cela avec plusieurs expérimentations. Théorie Fig.1Sphagnummagellanicum La tourbe de sphaigne est constituée de mousse de sphaigne décomposée. Cette mousse de sphaigne se retrouve au fond des tourbières. La mousse de sphaigne libère des composés acides qui empêchent le développement des bactéries. Entre autre, cette mousse empêche les espèces ennemies de se multiplier. Ceci est causé par le fait que la sphaigne a la propriété d’emmagasiner des cations comme le calcium et le magnésium1. Ceci dit, elle libère des ions d’hydrogène, ce qui acidifie le milieu. De plus, la mousse de sphaigne résiste aux sécheresses et aux grandes variations de températures puisqu'elle peut absorber jusqu'à 90% de son poids en eau2. Cette mousse a de nombreuses autres propriétés aussi surprenantes les unes que Fig.2 Tourbe de sphaigne 1 http://www.plantes-carnivores.com/fiches_techniques/substrats/substrat_sphaigne.php http://fr.wikipedia.org/wiki/Sphaigne 2 La mousse de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Page 1 les autres3. En effet, les tourbières forment un matériau combustible et isolant. Aussi, la sphaigne se désintègre très lentement en raison de leur niveau d’acidité élevé et, comme mentionné précédemment, cette plante empêche le développement des champignons et des bactéries. Pour tester les propriétés antibactériennes de la tourbe, nous utiliserons deux bactéries, soit Escherichia coli (E. coli) et Lactoccocus lactis (L. lactis). E. coli est une bactérie à Gram négatif qui compose environ 80% de notre flore intestinale aérobie. Certaines souches d'E. coli peuvent créer des maladies, comme des gastro-entérites et des méningites4. L. lactis est une bactérie à Gram positif qui se retrouve dans plusieurs aliments comme les produits laitiers, les pommes de terre et les pois5. Matériel et méthode (voir annexe 1) Notre démarche se divise en trois grandes parties. Premièrement, nous avons procédé à un échantillonnage. Nous avons déposé une petite quantité de mousse mouillée sur deux bactéries (E. coli et L. lactis) afin de voir si la tourbe allait bloquer la croissance des bactéries ensemencées. Les milieux ont été ensemencés une semaine auparavant. Nous avons donc ensemencé la bactérie ''X'' qui provient de la mousse afin de l'observer au microscope. Deuxièmement, nous avons voulu savoir si la mousse de sphaigne avait des propriétés antibiotiques. Nous avons donc déposé une rondelle de tourbe ainsi que des antibiotiques connus sur des géloses recouvertes de nos deux bactéries. Finalement, nous avons confronté nos trois bactéries en les croisant et en observant les résultats de ces croisements. Les manipulations et la liste de matériel détaillée se trouvent à l’annexe 1. Résultats Fig.3 Formation de la bactérie «X». Fig. 4 Image de la bactérie «X» au microscope à un grossissement de 100X. 3 http://www.liberation.fr/sciences/2001/06/01/le-retour-de-la-sphaigne_366522 4 http://fr.wikipedia.org/wiki/Escherichia_coli http://fr.wikipedia.org/wiki/Lactococcus_lactis 5 La mousse de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Page 2 Fig.5 Image de la bactérie L. lactis au microscope à un grossissement de 100X. Fig.7 Comparaison de la mousse de sphaigne avec les antibiotiques. Fig.9 Mélange de la bactérie «X» et de la bactérie L. lactis à un grossissement de 100X. Fig. 6 Image de la bactérie E. coli au microscope à un grossissement de 100X. Fig.8 Mélange de la bactérie «X» et de la bactérie E. coli à un grossissement de 100X. Fig.10 Premier jour des bactéries E. coli et bactérie «X». La mousse de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Page 3 Fig. 11 Septième jour de E. coli et bactérie «X». Fig. 12 Premier jour de L. lactis et bactérie «X». Fig. 13 Septième jour de L. lactis et bactérie «X». Discussion Interprétation Notre première partie d’expérience se résume à un échantillonnage. Après avoir déposé une quantité de mousse sur nos géloses, une bactérie différente s’est formée à la surface (fig.3). Il est frappant qu’à partir de la tourbe échantillonnée, nous n’avons qu’une seule sorte de bactéries qui se soit développée, comme si la sphaigne n’était colonisée que par un seul microbe. Nous avons ensuite procédé à l’observation de nos trois bactéries, soit E. coli (fig.6), L. lactis (fig.5) et la nouvelle bactérie, que nous avons appelé bactérie «X» (fig.4). Au microscope, on observe que la bactérie «X» a un GRAM négatif et elle est non sporulante et est en forme de bâtonnet. E. coli est de GRAM négatif, en forme de bâtonnet très court et la L. lactis est de GRAM positif, en forme de coque. Nos observations ont servi à faire la différence entre les trois bactéries dans nos expérimentations futures. Deuxièmement, nous avons voulu vérifier si la mousse de sphaigne a des propriétés antibiotiques. Nous pouvons voir qu’il y a inhibition de contact, la bactérie ne s’est pas développée, autour de l’antibiotique de gauche (fig.7), mais elle s’est développé autour de la rondelle de mousse de sphaigne. Le résultat a été le même avec E. coli et L. lactis. Avec ceci, nous avons conclu que la tourbe n’a pas de propriétés La mousse de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Page 4 bactéricides directes, on ne peut pas extraire, par exemple, une molécule antibiotique. Troisièmement, nous avons effectué des confrontations entre nos bactéries. Premièrement, nous avons croisé la bactérie «X» avec nos deux autres bactéries sur les géloses qui sont favorables à leur croissance, soit les géloses LB pour E. coli et les géloses TS pour L. lactis. Pour le croisement entre E. coli et la bactérie «X», sur la photo du microscope (fig. 8) on peut voir que la quantité d’E. coli et de bactérie «X» est la même. On peut donc en tirer deux conclusions: les bactéries se stabilisent entre elles ou la quantité était la même au départ. Pour le croisement entre le L. lactis et la bactérie «X», sur la photo du microscope (fig. 9), on voit que la quantité de L. lactis est plus élevée que celle de la nouvelle bactérie. Encore une fois, on peut en tirer deux conclusions, soit que L. lactis est plus puissante que la bactérie «X» ou que la quantité de départ était comme cela et qu’elle est restée telle quelle. Les échantillons ne démontrent donc aucune interpénétration entre les bactéries. Finalement, nous avons fait des damiers avec nos bactéries. Il y avait un damier sur une gélose avec la bactérie «X» et E. coli et un autre avec la bactérie «X» et L. lactis. Nous avons fait des observations sur nos géloses pendant une semaine complète, soit sept jours. Sur nos photos, on peut voir qu’il n’y a pas de différences entre la première journée (fig. 10 et 12) et la septième journée (fig. 11 et 13) dans les deux milieux. Aucune des deux bactéries n’a pris l’espace de l’autre pendant nos observations. On en conclu donc que la bactérie «X» est bactériostatique, soit qu’elle ne tue pas les bactéries, mais elle les empêche de se développer à l’endroit où se trouve la tourbe de sphaigne. Critiques Les points faibles de notre travail sont, pour commencer, le fait que lorsque nous avons ensemencé notre nouvelle bactérie, nous avons fait nos test sur un seul échantillon ‘’usiné’’ de tourbe de la compagnie PRO-MOSS ANB. Une autre bactérie pourrait donc s’être formée, mais nous ne l’avons pas observée. Les effets observés viennent bel et bien de la bactérie «X», mais il pourrait y en avoir d’autres. De plus, nos expérimentations ont été faites sur seulement 2 bactéries différentes. On ne peut donc pas conclure qu'il y aurait les mêmes résultats avec d'autres bactéries. Les points forts de notre expérience, sont que, premièrement, nos résultats étaient convaincants puisqu'ils étaient les mêmes, et ce, sur toutes nos géloses. De plus, les deux bactéries réagissaient de la même manière lors de nos expériences, ce qui pourrait prouver que la bactérie «X» a les mêmes impacts, peu importe la force de la bactérie. En effet, les deux bactéries que nous avons utilisées étaient de caractéristiques différentes, puisque E. coli est une bactérie potentiellement dangereuse, tandis que L. lactis est un probiotique. Aussi, il est intéressant de savoir que L. lactis est un probiotique reconnu en alimentation humaine. La bactérie «X» pourrait donc en être un alternatif pour la litière puisqu'elle a des impacts sur Suggestions Si nous pouvions recommencer les expérimentations, nous utiliserions la tourbe de la sphaigne de notre région pour savoir si les résultats seraient les mêmes que ceux obtenus avec la tourbe que nous avons utilisée, celle du bas du Fleuve. Il serait intéressant de savoir qu'est-ce qui se passerait avec le produit d'ici. De plus, procéder aux expérimentations avec plusieurs types de bactéries pourrait donner une meilleure idée de ses effets bactériostatiques. On pourrait connaître si elle est La mousse de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Page 5 capable d'empêcher la croissance de presque toutes les bactéries ou si elle a des limites. Pousser l'expérimentation jusqu'au bout, en utilisant la tourbe de sphaigne dans un contexte qui imite l’usage attendu de litière serait très utile. De cette manière, on pourrait bien vérifier comment elle réagit avec les excréments en tant que litière. Conclusion Nos résultats montrent que la bactérie ''X'', celle échantillonnée à l’intérieur de la mousse de sphaigne, est bactériostatique. En effet, la confrontation avec E. coli et L. lactis prouve qu’elle ne laisse pas les autres se développer en sa présence. Par contre, elle ne possède pas les mêmes propriétés qu’un antibiotique:elle ne tue pas directement les autres bactéries. Remerciements Enseignent au cégep de St-Félicien responsable de notre projet, M. Laval Duchesne. (St-Félicien) Technicienne de laboratoire du cégep de St-Félicien responsable de notre projet, Mme Julie Dubé. (St-Félicien) Médiagraphie ANONYME. Wikipédia (page consultée le 21 novembre 2013),[En ligne],http://fr.wikipedia.org/wiki/Sphaigne DELBECQ, Denis. Libération (page consultée le 21 novembre 2013),[En ligne],http://www.liberation.fr/sciences/2001/06/01/le-retour-de-la-sphaigne_366522 ANONYME. Plantes-carnivores (page consultée le 21 novembre 2013),[En ligne],http://www.plantes-carnivores.com/fiches_techniques/substrats/substrat_sphaigne.php ANONYME. Wikipédia (page consultée le 5 mai 2014),[En ligne], http://fr.wikipedia.org/wiki/Escherichia_coli ANONYME. Wikipédia (page consultée le 5 mai 2014),[En ligne], http://fr.wikipedia.org/wiki/Lactococcus_lactis Iconographie Iconographie : Figures # Fig. section titre : http://pixabay.com/nl/cartoon-gratis-germ-bacteri%C3%ABn-41368/ #Fig.1: http://fr.wikipedia.org/wiki/Sphaigne#mediaviewer/Fichier:Sphagnum_magellanicum _091207a.jpg # Fig. 2: http://www.vetofish.com/definition/sphaigne # Fig. 3 à 13 : photos personnelles. C. Potvin & A-S. Rocheleau. 2014. Reproduction interdite. La mousse de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Page 6 Annexe 1 1. L’Échantillonnage Matériel : Mousse de sphaigne (échantillon de la compagnie PRO-MOSS ANB) Gélose (3 LB et 3 TS) La mousse de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Page 7 Eau Incubateur 1 gélose ensemencée d’Escherichia Coli 1 gélose ensemencée de LactococcusLactis Anse de platine Manipulations : Ensemencer les 2 géloses LB de la bactérie Escherichia Coli. Ensemencer les 2 géloses TS de la bactérie LactococcusLactis. Déposer une petite quantité de mousse de sphaigne sèche sur une gélose de chaque bactérie. Déposer une petite quantité de mousse de sphaigne mouillée sur une gélose de chaque bactérie. Incuber les quatre géloses pendant 24 heures à 37°C. Ensemencer la bactérie créée sur une gélose TS et une gélose LB. Incuber les deux géloses pendant 24 heures à 37°C. 2. Observation Matériel : Microscope Lames propres Porte lames Récipient Eau distillée Anse de platine Brûleur Allumettes pinces Cristal violet Solution de safranine Solution iodée Décolorant Gélose d’Escherichia Coli Gélose de LactococcusLactis Gélose de la nouvelle bactérie Manipulations : Allumer le brûleur à l’aide des allumettes. Prendre une lame propre et y déposer une goutte d’eau distillée au centre. La mousse de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Page 8 Déposer une minime quantité de la bactérie à l’aide de l’anse de platine et de la gélose de la bactérie. Faire sécher en passant la lame trois fois au-dessus de la flamme. Déposer la lame sur le porte lames au-dessus d’un récipient. Immerger la lame avec le cristal violet. Rincer délicatement la lame avec l’eau distillée. Attendre une minute. Immerger la lame de solution iodée. Rincer délicatement avec l’eau distillée. Attendre une minute. Immerger la lame avec la solution de safranine. Rincer délicatement avec l’eau distillée. Attendre 30 secondes. Immerger la lame avec le décolorant. Rincer avec de l’eau distillée. Attendre 30 secondes. Observer la lame au microscope. Recommencer avec les deux autres bactéries. 3. Ensemencement d’une bactérie Matériel : Brûleur Allumettes Anse de platine Ensemencement initiale de la bactérie Gélose favorable à cette bactérie (LB ou TS) Incubateur Manipulations : Allumer le brûleur à l’aide d’une allumette Prendre une petite quantité de la bactérie à l’aide de l’anse de platine sur l’ensemencement initiale de celle-ci en restant près du brûleur (zone stérile). Prendre la nouvelle gélose et étendre la petite quantité de bactéries sur la surface entière. Incuber la nouvelle gélose à l’incubateur à 37°C pendant 24 heures. 4. Antibiogrammes Matériel : La mousse de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Page 9 Pénicilline(P10) Ampicilline (AM 10) Clindamycine (CC 2) Polymyxine (PB300) Rondelles de mousse de sphaigne Géloses propres (1 TS et 1 LB) Ensemencement initiale d’Escherichia Coli Ensemencement initiale de LactococcusLactis Incubateur Manipulations : Ensemencer la gélose LB de la bactérie Escherichia Coli. Ensemencer la gélose TS de la bactérie LactococcusLactis. Déposer une rondelle de chaque antibiotique et une rondelle de mousse de sphaigne sur la gélose LB. Déposer une rondelle de chaque antibiotique et une rondelle de mousse de sphaigne sur la gélose TS. Incuber les deux géloses à l’incubateur à 37°C pendant 24 heures. Observer les propriétés de la rondelle de mousse de sphaigne. 5. Papier de mousse de sphaigne Matériel : Eau distillée Contenant pour faire le mélange Mousse de sphaigne Bâton stérile pour brasser Serre-joint (4) Papier d’aluminium Petite planche de bois (4) Poinçon Manipulations : Mélanger de la mousse de sphaigne et de l’eau dans le contenant. Ajouter de l’eau jusqu’à l’obtention d’une pâte pas trop mouillée. Recouvrir les planches de bois du papier d’aluminium. Mettre la pâte de mousse de sphaigne entre deux planches de bois et les serrer avec les serre-joints. Déposer ce montage au four pendant environ 24 heures. La mousse de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Page 10 Faire des rondelles dans ce papier à l’aide d’un poinçon. 6. Confrontation des bactéries Partie 1 : Matériel : Anse de platine Géloses neuves (1 LB et 1 TS) Ensemencement initiale d’Escherichia Coli Ensemencement initiale de LactococcusLactis Ensemencement initiale de la nouvelle bactérie Incubateur Manipulations : Prendre un échantillon d’Escherichia Coli et tracer une ligne sur la gélose LB. Prendre un échantillon de la nouvelle bactérie et faire une ligne perpendiculaire à celle d’Escherichia Coli (pour que les lignes des deux bactéries forment un X). Faire la même chose avec LactococcusLactis, mais avec la gélose TS. Incuber les deux géloses à l’incubateur à 37°C pendant 24 heures. Observer le croisement des deux bactéries au microscope (voir étape 2 «observation»). Partie 2 : Matériel : Anse de platine Géloses neuves avec un tracer de damier au-dessous (1 LB et 1 TS) Ensemencement initiale d’Escherichia Coli Ensemencement initiale de LactococcusLactis Ensemencement initiale de la nouvelle bactérie Incubateur Manipulations : Prendre un échantillon d’Escherichia Coli et remplir la moitié des cases de la gélose LB. Prendre un échantillon de LactococcusLactis et remplir l’autre moitié des cases de la gélose LB. Faire la même chose avec LactococcusLactis, mais avec la gélose TS. Incuber les deux géloses à l’incubateur à 37°C pendant 24 heures. 7. Fabrication des géloses LB Matériel : La mousse de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Page 11 Plaque chauffante Bécher de 2L Agitateur Erlenmeyer de 500 ml Papier d’aluminium 2 sacs de plats de pétri (sac de 25) 1 L d’eau distillée 20g/L de Bacto-Agar (14-1-1) 25g/L de bouillon nutritive LB (14-1-4) Manipulation : Mettre de l’eau distillée dans le bécher et la faire chauffer au max sur la plaque chauffante. Mettre l’agitateur et le mettre à l’agitation rapide. Ajouter le bouillon nutritif quand l’eau est encore froide. Ajouter l’Agar tranquillement. Faire chauffer le bécher recouvert du papier d’aluminium pendant 20 min au maximum. Lorsque ça frémit, transférer le bouillon dans trois erlenmeyer et les recouvrir de papier d’aluminium avec une cheminé. Mettre à la stérilisation pendant 25 min. Attendre 45 min avant d’ouvrir la porte du stérilisateur. Laisser refroidir entre 20 min à 30 min et mettre dans les plats de pétri. Laisser refroidir jusqu’au lendemain et les laisser à la température de la pièce pendant 2 à 3 jours. La mousse de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Page 12 La mousse de sphaigne et ses propriétés antibactériennes Page 13
