Microorganismes et Aliments Pr Fatima Hamadi Service de Microbiologie Module: Microbiologie Appliquée Elément: Microbiologie Alimentaire Section: SV6 Parcours: BAE Année 2013-2014 1 I. INTRODUCTION Les microorganismes sont présents dans les écosystèmes naturels comme l’air, le sol et l’eau. Ils sont également présents sur l’homme lui-même et sur tous les êtres vivants animaux et végétaux. De ce fait, tous produits alimentaires transformés ou non peuvent être contaminés par des microorganismes. L’origine des microorganismes des aliments: L’environnement de la production de la matière première Les conditions de manipulation des aliments La transformation des aliments en produit fini. 2 Nature des microorganismes: bactéries Moisissures Levures Parasites et virus 3 II. Origine des microorganismes des aliments Origine des microorganismes Exogène Endogène 4 II.1. Contamination par les microorganismes d’origine exogène. II.1. 1 Contamination par l’eau: La flore de L’eau est très abondante et très diversifié et elle contient : Les bacteries: sol (Micrococcus, Pseudomonas,…) et matières fécales humaine ou animale (Entérobactéries, Entérocoques..) •Les moisissures: Aspergillus, Penicillium, Fusarium •Les levures. Aussi les aliments d’origine maritime peuvent être contaminés par les germes de l’eau de mer: Aeromonas, bacillus, pseudomonas. 5 II.1.2 Contamination par les microorganismes du sol: La microflore du sol varie considérablement selon les conditions climatiques et la teneur du sol en matières organiques. On peut trouver: •Moisissures: Mucor, Penicillum, Aspergillus • Bactéries:Actinomycètes(105à 3107 par gramme de terre) Clostridium, Pseudomonas, Bacillus, Nitrobacter, Microccocus Les produits alimentaires les plus exposés aux micro-organismes du sol sont évidemment : les pommes de terre, les carottes, les navets, les betteraves, etc.... 6 II.1.3 Contamination par les microorganismes de l’air Les microorganismes de L’air sont pour la plupart fixés sur des poussières et véhiculés par elle. contient un très grand nombre de cellules microbiennes: *Bactéries: Micrococcus, staphylocoques, bacillus et les bactéries sporulantes *Mosissures: Aspergillus, alternaria, Penicillium *Levures. Les produits les plus exposés à la contamination par les microorganismes de l’air sont ceux préparés en contact direct avec l’air comme les fruits, légumes… 7 II.1.4 Contamination par les microorganismes des flores commensales de l’homme et des animaux: La flore de la peau: les microorganismes forment des micro-colonies sur les couches kératinisés de l’épiderme.: *la flore résidente: elle varie selon la zone considerées. : • sur la main: S. epidermidis, d’autre Staphylocoques à coagualse négative, Propionibactérium , divers espèces de corynébactéries Sur les fosses nasales: S.aureus • au niveau des aisselles: entérobactéries et acinetobactérie 8 •La flore transitoire: les bactéries constituent cette flore sont souvent soit pathogène, soit opportuniste: •S.aureus, Streptocoques pyogenes, pseudomnas, Acinetobacter, Entérobactéries. Le contact des aliments avec la peau peut donc lorsque les précautions d’hygiène sont négligés être à l’origine des contaminations par des microorganismes susceptible d’engendrer si les conditions sont propices à leur multiplication des toxi-infection alimentaire. 9 II.1.5 Contamination par des microoganismes des endroits du travail (usine, cuisine….) En effet les cellules microbiennes s’attachent assez bien aux parois en bois en verre ou aux surface métallique. Le phènomène est moins marqués avec des objets de plastique. Le contact d’un produit alimentaire avec des surfaces mal nettoyées (plan du travail, machines….) augmente généralement sa charge microbienne 10 II.2. Contamination par les microorganismes d’origine endogène Les microorganismes contaminants proviennent dans ce cas de l’organisme à partir duquel est produit l’aliment. Deux cas sont envisageables: *1er cas: les contaminants appartiennent aux flores commensales de cet organisme. La plupart des contaminants endogènes sont d’origine intestinale. Ce sont des bactéries: •anaérobies (clostridium) •aéro-anérobie (entrobactéries), •microaérophile (entérocoques). 11 * 2eme cas. L’aliment est préparer à partir d’un organisme malade. Produits d’origine végétal . Elle ne constitue pas un danger pour le consommateur car les microorganismes phytopathogènes sont toujours inoffensifs pour l’homme et les animaux . Elles sont cependant à l’origine d’alétration de l’aliment préjudiciables à sa commercialisation. Produits d’origine animale, certains bactéries pathogènes pour l’animal le sont aussi pour l’homme. Citons : Brucella, les bacilles tuberculeux, 12 III. Flore microbienne de certains produits alimentaires III. 1Produits végétaux Le tissu interne des végétaux est naturellement stérile à l’exception des légumes poreuses (radis et oignons ) et légumes feuillus (salades, choux). Certaines plantes peuvent produire des substances antibactériennes pouvant limiter la présence des microorganismes. Le type et le nombre de bactéries dépendent de la qualité microbiologique du sol, de l’air et de l’eau. Les blessures occasionnées au cours de la récolte augmentent la contamination des végétaux (gaulage des olives) 13 Les microorganismes rencontrés : Champignons : Penicillium, Phytophthora, Alternaria, Botrytis, Aspergillus Bactéries : Pseudomonas,, Micrococcus, Erwinia, Bacillus, Clostridium,Enterobacteries Levure: Saccharomyces 14 III. 2 Produits d’origine d’animal et produits de la mer Le tissu musculaire est naturellement stérile. Cependant le tube digestif contient jusqu’à 1011 germe /g (gros intestin). Les microorganismes présents naturellement dans le système digestif sont généralement des bactéries telles que: *Les Entérobactéries (Salmonella, Escherichia, Shigella, …), *Les Entérocoques (Streptococcus, …) *d’autres (Staphylococcus, Lactobacillus, …). Les levures, le genre Candida est le plus fréquent. Les moisissures sont peu représentées 15 La flore microbienne de la peau des animaux est fonction de l’environnement (sol, poussière, air, eau etc.) et de l’hygiène Les charges microbiennes atteignent facilement des valeurs comprises entre 104 et 106 par cm2. La contamination des tissus musculaires se fait par migration des microorganismes à travers les parois et est facilité par les opérations de découpe et lavage des carcasses 16 Tableau 1: Microorganismes de contamination de certains aliments Produits alimentaires Graines germées crues Microorganismes de contamination Entérobactéries ( Enterobacter agglomerans, Klebsiella..) Pseudomonas (Ps putida, Ps Fluorescens..) Xanthomonas maltophilia Acinetobacter Flavobacterium Ovoproduits FAM, Coliformes fécaux, Staphylococcus aureus, Salmonella 17 Produits laitiers déshydratés Produits laitiers frais Slamonella, staphylococcus aureus, clostridium sulfitoréducteurs, bacillus cereus, Entérocoques Salmonella, E.coli entéropathogène, yersinia, brucella, S. aureus, streptocoques du groupe D 18 IV. Physiologie de la flore microbienne des aliments Flore microbienne des aliments est composée: Bactéries, Levures, virus et Parasites. Les microbes se multiplient sous l’influence de certains facteurs physicochimiques IV.1 Température Ce paramètre est étudié sous deux aspects: Température optimale de croissance et thermorésistantce (thermosensibilité) 19 a) Température optimale de croissance Les bactéries peuvent être classées selon leur température optimale de croissance. - Bactéries mésophiles (Ex. : Escherichia coli) : température de croissance proche de celle du corps humain (37°C) - Bactéries thermophiles (Ex. : Thermus aquaticus) : températures de croissance comprises entre 45°C et 70°C . - Bactéries hyperthermophiles (Ex. : Archaea) : températures de croissance supérieures à 80°C . 20 - Bactéries psychrophiles (Ex.vibrio, Bacillus : ) :Températures proches de 0°C (optimum à 10-15°C). - Bactéries psychrotrophes (Ex. : Pseudomonas) : températures de croissance proches de 0°C avec optimum de croissance proche des bactéries mésophiles Etuve 21 Figure 1: Effet de la température sur la croissance 22 Figure 2: Echelle des températures pour la croissance microbienne 23 b) Thermorésistance et thermosensibilité La thermorésistance, c'est la capacité d'une bactérie à résister à un traitement thermique létal Les formes végétatives des microorganismes rencontrés dans les produits alimentaires présentent une sensibilité habituelle à la chaleur. Elles sont détruites à 72°C en quelques secondes (minutes) et à 65°C en 30 à 35 min Le phénomène thermorésistance est particulièrement fréquent chez les bactéries sporulés. Chez les bactéries, la forme végétative est thermolabile et la spore est thermorésistante 24 IV.2 pH et acidité On distingue les aliments très acides (pH voisin de 3), les aliments acides (3 <pH> 5 ) et les aliments non acide pH>7 IV.3 potentiel d’oxydo-réduction Le potentiel redox (Eh mesuré en mV) mesure la facilité avec laquelle un milieu perd ou gagne des électrons 25 Eh: Capacité des constituants d’un aliment à céder ou accepter un électron Le Eh d’un produit alimentaire est déterminé par: •La composition chimique: acide ascorbique, sucres réducteurs •La pression d’oxygène. Le Eh d’un aliment dépend: •De sa composition et de sa texture(il autorise plus moins la pénétration de l’oxygène) •De son conditionnement: •Avec ou son emballage •L’emballage est plus au moins perméable à l’air •L’aliment se trouve ou non dans une atmosphère artificielle 26 IV.4 Activité d’eau *L’eau libre est indispensable pour le développement des microorganismes. Ces derniers ont besoin d’eau pour se nourrir et se multiplier. *Il ne faut pas confondre l’activité de l’eau et l’humidité relative. Exemple (confiture : quantité d’eau est grande mais elle n’est pas disponible car elle est lié aux sucres, alors elle ne sera pas utilisé par les microorganismes) *Aw: rapport entre la pression de vapeur de l’eau de l’aliment et la pression de vapeur de l’eau pure à la même température 27 Dans les denrées alimentaires, l’eau se présente sous différents états: •Eau libre conserve les propriétés de l’eau pure •Eau capillaire et l’eau absorbée en surface constituent des formes intermédiaires moyennement actives •Eau de constitution est liée aux composants biochimiques dont elle ne peut pas être séparée que par des techniques très sévères 28 Tableau 2: Croissance microbienne en fonction de l’activité de l’eau Croissance microbienne Bactéries Levures et moisissures Pennicilliums Aspergillus S. cerevisieae Aw 0,98 à 0,75 A partir de 0,93 0,93 0,70 à 0,85 0,93 29 IV. 5 Halophilie Certains bactéries tolèrent ou exigent des concentrations très élevés en Nacl. Les bactéries halophiles sont réparties en deux groupes: Modérées: 1- 20% de Nacl Extrêmes: 15% de Nacl IV.6 Oxygène Le mode de respiration des microorganismes permet de distinguer plusieurs groupes 30 IV.7 Facteurs nutritionnels Les microorganismes doivent trouver dans les aliments les nutriments carbonés et azotés. En plus de ces facteurs fondamentaux certains microorganismes exigent des 31 facteurs de croissance (acide aminé, vitamines…) V. Multiplication des microorganismes dans les aliments Chaque aliment constitue un milieu dont les caractères physicochimiques pH, aw, composition chimique, température, conditions de stockage sont différentes. Il est indispensable de connaître les modes et les conditions d’action de ces paramètres et de leurs interactions pour: Maitriser la croissance des germes Prévoir les conditions de leur développement Interpréter les observations faites sur un produit 32 Selon l’aliment et ses conditions physico-chimiques seuls quelques groupes microbiens sont adaptés à ces conditions pourront s’y maintenir, et s’y développer. 33 34 V.1. FACTEURS INFLUENÇANT LA PROLIFERATION MICROBIENNE DANS LES ALIMENTS a) Influence de l’activité de l’eau et du stress osmotique sur les microorganismes: L’eau est utilisé pour la croissance des microorganismes de deux manières différentes: Comme solvant des nutriments Comme agent chimique de réaction de diverses du métabolisme La zone 0,99-0,97 est la zone préférable pour le développement des microorganismes Tout abaissement de l’Aw d’eau affecte le taux de croissance bactérienne. 35 L’activité de l’eau exerce une forte influence sur le développement microbien et en conséquence sur la sélection des microorganismes qui entrainent l’altération de l’aliment Figure 3: la croissance des microorganismes en fonction de l’activité d’eau 36 Tableau 3: Aw minimum de croissance de certains micro-organismes Bactéries Aw >0,9 Levures Aw>0,8 Moisissures, Aw>0,7 C. Perfringens 0,95 S. Cerevisiae 0,900,94 Fusarium 0,9 Salmonella sp 0,94 Rhodotorula 0,9 Mucor 0,8-0,9 C. Botulinum 0,93 P. Expansum 0,85 V. Parahaemolyticus 0,93 Asperg. Flavus 0,87 S. aureus ( croissance). 0,9 S. aureus ( survie) 0,8 37 Tableau 4 : Aw observée dans les aliments Aliments Viande de bœuf, poisson, proc Pommes, citrons Charcuterie sèche aw 0,99 Confiture Pain frais Céréales, fruits secs Nouilles, épices 0,75-0,80 0,78 0,65-0,70 Concombre 0,998-0,983 0,98 0,85-0,95 0,30-0,50 38 V.2 Influence de pH du milieu sur les microorganismes •Microorganismes se développe à des pH varie de 4,5 à 9 et avec un optimum de 6,5 à 7,5 Tableau 5: pH de croissance des microorganismes Microorganismes Bactéries pH de croissance 4,5<pH>9 levures Moisissures 2<pH>9 1<pH>11 39 Tableau 6: pH de croissance de certains micro-organismes Microorganismes mini optimal maxi Moisissures 1,5-3,5 4,5-6,8 08-11 Levures 2-3,5 4-6,5 8-8,5 Bactéries acétiques 2 5,4-6,3 9,2 Bactéries lactiques 3,2 5,5-6,5 10,5 Pseudomonas 5,6 7 8 Salmonella sp 4,5 7 08-9 C. Botulinum 4,8 7 8,2 Listeria monocytogenes 4,3 6,5-7,5 9,5 •Certains bactéries pathogènes ou d’altération sont plus sensible au pH •Toute baisse de pH diminue le taux de sporulation, il devient très faible en dessous de 6 40 L’action de pH sur la croissance des microorganismes se situe à trois niveaux: * Le milieu: la disponibilité de certains nutriments dans le milieu de culture est modifiée par l’équilibre ionique. *la perméabilité membranaire: Milieu acide: saturation des perméase cationique par les ions hydrogène Milieu basique: saturation par les ions hydroxyle * Activité métabolique: toute variation du pH cytoplasmique va entrainer un ralentissement de l’activité enzymatique et de la croissance 41 Tableau 7: pH des différents aliments Aliments Viande de boeuf Viande de porc Chair de poisson Lait frais Pommes de terre Tomates Pommes Raisins Yogourt Citrons pH 5,6 (5,3-6,2) 5,3-6,4 6,5-6,8 6,3-6,8 5,4-6,2 4,2-4,9 2,9-3,3 3,4-4,5 4,5 2,3 42 V.3 Influence de l’oxygène et du stress oxydatif sur les microorganismes L’action de l’oxygène sur le métabolisme microbien peut se manifester de trois manières: •Modification du potentiel d’oxydo-réduction •Accepteur final pour les aérobies strictes et facultatifs •Agents du stress oxydatif par l’intermédiaire de ses formes activées 43 Les microorganismes sont classés en fonction de leur exigences en O2 et de sa toxicité 44 Les microorganismes sont aussi affecté par les formes ionisées dérivées de l’oxygène: le superoxyde (O2-), le peroxyde (H2O2), le radical hydroxyde (OH). Les radicaux dérivés de l’oxygène provoquent des oxydations des constituants cellulaires, ce qui va entraîner un ralentissement de la croissance ou même la mort de la cellule. Trois types de molécules sont particulièrement sensible à ces oxydations: les lipides membranaires Les protéines et les acides aminés Les acides nucléiques 45 •Les bactéries soumises aux radicaux oxygénés vont réagir par la production d’enzymes d’hydrolyse et par des opérations de réparation des acides nucléiques lésés. •Les aérobies stricts et facultatifs synthétisent la superoxyde-dismutase (SOD) et catalase. •Les anaérobies stricts ne produisent ni catalase ni SOD 46 Tableau 8: différentes classe des microorganismes Classe des microorganismes microorganismes Aérobie strict: *Besoins en O2 *Potentiel redox positif Pseudomonas, microcoques, Bacillus • Bactéries acétiques, bactéries nitrifiantes • Moisissures Anaérobies stricts – Métabolisme fermentaire – Inhibés par la présence d’O2 – Potentiel RedOx négatif Clostridium, Bactéries intestinales, fécales Propionibacterium Aéro-anaérobies Anaérobies facultatives – Peuvent utiliser l’O2 – Croissance possible, mais ralentie en anaérobiose Entérobactéries, Staphylocoques, levures Microaérophiles – Faibles quantités d’O2 Lactobacilles, Streptocoques lactiques, 47 Tableau 9: Potentiel redox de certains aliments Aliments Eh(mv) lait +200 Viandes (foie, cru) -200 citron 383 poire 436 48 V.4 Influence de la structure de produit alimentaire sur la croissance des microorganismes Les produits alimentaires sont souvent protégés de milieu extérieur par des téguments, une peau ou une coquille. La structure interne limite la propagation et donc la prolifération des germes dans la masse de produit. Les barrières des aliments sont franchis par les hydrolases (proteases, cellulases, pectinases….) émettent par les microorganismes dans le milieu extérieur 49 V.5 Influence de la composition de produit alimentaire sur la nutrition des microorganismes Les microorganismes les plus rencontrés sur les aliments sont chimio-organotrophe. Les produits alimentaires contiennent tous les nutriments nécessaires au développement des microoranismes. La différence de la composition a un effet sur la sélection de la flore microbienne 50 V.6 Influence de la température et du stress thermique La température de milieu agit à plusieurs niveaux et en fonction de sa valeur sur: l’état physique de l’eau La vitesse des réactions enzymatiques La plasticité des membranes et du cytolasme La dénaturation des macromolécules 51 Tableau 10: les catégories des Microorganismes et les aliments Catégories de optimum Aliments bactéries mésophile 30-45 Aliments conservés à T ambiante ou aliments réfrigérés lorsque la chaine de froid est rompue psychrotrophe 25-30 Envahir les aliments en 1 à 3 semaines psychrophile 12-15 Peu rencontré dans les aliments thermophile 55-75 52 Figure 3: Effet de la température sur les microorganismes 53 Le choc thermique ou le choc froid provoquent un stress qui se traduit par Des perturbations de la croissance Des lésions de la membrane La synthèse de protéines du choc thermique L’acquisition de la thermotolèrance 54 V.6 Interaction entre les paramètres Etude des interactions entre pH- température, Aw – température, Aw-pH et pH-température- Nacl Synergie positive entre ces paramètres pour la destruction ou la stabilisation des microorganismes Tableau 11: Interactions entre les paramètres Interaction entre pH Aw température La thermorésistance est nulle à pH <4,5 La diminution de l’aw augmente la thermorésistance des spores bactériennes dans la zone 1-0,5 55 Microorganisme Choc subit E. Coli cultivé à 30°C E. Coli cultivé à 30°C Pas de choc 5min à 42°C Résistance amélioré D55: 8min D55 = 16,7 min – résistance au peroxyde d’hydrogène 56 VI Association Microbienne d’altération Association Microbienne: partie de la microflore originelle qui peut se multiplier massivement dans l’aliment ou elle se trouve pour produire une altération La sélection de ces associations est influencée par certains facteurs: Facteurs intrinsèques: propriétés physiques, propriétés biologiques, et composition chimique de l’aliment cru. Facteurs extrinsèques: caractéristiques de l’environnement dans lequel l’aliment est conservé ou stocké (température, humidité et PO2) Interactions entre les microorganismes: antagonisme ou synergie 57 Tableau 12: Différents associations microbiennes d’altérations rencontrés sur les aliments Aliments Viandes Fraîches, Poissons, Fruis de mer Végétaux Céréales, légumes Fruits Sirops Associations Bacilles gramNF* F Cocci +++ + + +++ + +/- 0 0 +** +/- 0 + Lactobacilles Bacillus Moisissures Levures +/- 0 0 + 0 +/0 + + + + + +++ 0 + 0 ++ ++ ++ 0 0 ++ +/- + ++ Cat+ Cat- + +/- 0 58 Aliments Associations Lacto- Bacillus Moisissures Levures Bacilles Cocci bacilles gramNF* F Cat+ Cat0 0 0 0 +/- 0 ++ ++ Fruits séchés Beurre 0 Produits 0 fermentés Pain cuit au four 0 0 +/0 0 +/- 0 0 +++ +++ 0 + ++ + ++ 0 0 ++ +/- 0 0 + +++ : presque exclusivement, ++: dominante, +: significatif, +: occasionnelle, peu important *: groupe pseudomonas/Acinotobacter/Alcaligenes 59 VI. 1. Influence des facteurs intrinsèques sur la sélection des associations microbiennes Facteurs intrinsèques: Aw, Acidité, Potentiel redox, Besoins nutritifs des microorganismes (Glucides, protéines, lipides, vitamines, Substances antimicrobiennes) 60 VI. 2. Influence des facteurs extrinsèques sur la sélection des associations microbiennes A- Température de conservation Les microorganismes d’altérations se développent à des températures -10°C<T>80°C et les pathogènes 3°C<T>50°C, aucun d’entre eux n’étant capable de se multiplier à toutes les températures comprises entre ces deux extrêmes. Les écosystèmes microbiens qui s’établissent au cours de la conservation des aliments en fonction de la température ont des conséquences au plan biochimique 61 Réfrigération: Altération des aliments réfrigérés suite à la multiplication des microorganismes psychrophiles et psychotropes L’action du froid s’accompagne parfois d’effets subinhibiteurs, par diminution de l’aw, modification du pH, de la PO2 et surtout par augmentation du taux de CO2 dans l’atmosphère ambiante Congélation: le degré d’altération ne peut être rapporté au nombre de microorganismes viables ou dénombrables au microscope mais seulement à l’activité métabolique 62 Conservation au bain marie: L’altération des aliments est du au microorganismes thermotrophes ou thermophiles qui se développent lentement au delà de 55°C et qui peuvent s’inactiver spontanément conduisant à l’autostérilisation du produit B- Modification de la pression de vapeur d’eau au cours de stockage. B-1 Migration externe de l’eau Si un aliment est conservé en récipient ouvert ou mal protégé de l’humidité , la pression de vapeur d’eau de l’atmosphère entourant l’aliment va influencer l’aw de celui ci 63 Les aliments réfrigérés et exposés à la Température ambiante en atmosphère humide sont recouverts de vapeur d’eau par condensation. Il en résulte une diffusion des bactéries mobiles et immobiles qui favorisent l’altération des aliments La vitesse d’échanges entre la surface de l’aliment et l’atmosphère dépend de la nature de l’aliment, du gradient entre l’aw de l’aliment et l’humidité relative à l’atmosphère, et le temps 64 B-2 Migration interne de l’eau Les changements thermiques qui ont lieu entre le jour et la nuit ou qui se produisent pendant le transport induisent une migration interne de la vapeur d’eau dans les aliments conditionnés relativement sec. Les parties de l’aliment qui accumulent une humidité permettent la germination de spores de moisissures xérophiles . 65 C- Atmosphère de conservation. C-1 diminution d’oxygène Généralement dans les boites emballés sous vide, le développement des moisissures et des bactéries aérobies de genre bacillus n’est pas possible (PO2 = 50 à 90mm). Pourtant, ils ont démontré que les moisissures responsables de l’altération des fruits, des jus de fruits peuvent se multiplier à une pression de cet ordre. 66 C-2 Augmentation de la pression partielle de CO2 Le CO2 exerce une action antimicrobienne spécifique visà-vis de certains microorganismes, en particulier les bacilles à gram négatif non fermentants. Exmple: Sur la viande, un taux convenable de CO2 supprime la formation de slime et favorise la colonisation par des lactobacillus et d’autre bactéries gram+ productrices d’acide 67 surface colonisé par S.aureus Début de la formation de slime formation d’une couche épiasse de slime 68 D- Influence mutuelle des associations microbienne d’altération. D-1 Vitesse spécifique de croissance Nombre de cellules développés Taux de croissance Durée de la phase latence L’aliment sera colonisé par les microorganismes dont la vitesse spécifique de croissance est la plus élevée parce qu’ils vont se développer plus rapidement dans le temps 69 D-2 Synergies Les phénomènes de synergie entre les microorganismes sont fréquents: dans un habitat donné, une espèce crée des conditions nouvelles qui favorisent le développement d’une autre espèce ou d’un groupe d’espèces. Les facteurs qui jouent un rôle sont au nombre de six: Nutriments disponibles (synthèse des constituants indispensable à la croissance d’autre microorganisme..) Changement de pH Modification du potentiel redox Modification de l’activité d’eau Elimination des substances antimicrobiennes Destruction des tissus 70 D-3 Antagonismes Des Rapports d’antagonismes surviennent assez fréquemment entre les microorganismes présents dans les aliments. Les mécanismes sont inverses de ceux analysés à propos de la synergie: •Compétition pour les éléments nutritifs limitants •Modification de pH •Elaboration des substances antimicrobiennes •Modification du potentiel redox •Lyse par les bactériophages 71 Tableau 13: Antagonismes entre les bactéries pathogènes et les bactéries d’altération des aliments Pathogène C. botulinum Antagoniste B. Subtilis, C.Sporogenes, Cocci, Entrobactriaceae Lactobacillaceae, P aeruginosa C. perfringens C.Sporogenes, Lactobacillaceae, Streptococcus du groupe D Salmonella E. coli, Pseudomonas sp, Flore saprophyte S. aureus Aeromonas, Bacillus sp, Entrobactriaceae Lactobacillaceae, Pseudomonas, streptocoques… 72 VII Elimination des microorganismes VII.1 Pasteurisation et stérilisation thermique Thermisation: traitement appliqué au lait pendant sa conservation au froid à la ferme. Ce traitement est pratiqué à 63-65°C pendant 15 à 20s Pasteurisation: un traitement physique d’intensité mesurable destiné à l’amélioration de la qualité microbiologique des aliments Appertisation: c’est la conservation longue durée, à température ambiante des aliments et de leurs qualités nutritionnelles, obtenue par un procédé associant un traitement thermique et un emballage étanche 73 La stérilisation: procédé tendant à l’élimination de toute vie microbienne et des virus. VII.2 les critères de choix des traitements thermiques Les traitements thermiques doivent être choisis en tenant compte plusieurs facteurs: La nature et la composition de la denrée La nature et le nombre des microorganismes présents dans le produit à traiter Les types, les dimensions et les performances mécaniques des emballages utilisés pour le conditionnement 74 A) Risques microbiologiques liés aux denrées pasteurisées d’origine animale et d’origine végétale Les températures de cuisson – pasteurisation choisies pour la valorisation des propriètés sensorielles des viandes et des poissons varient de 56°C à 85°C à cœur de produits. Les spores des certains pathogènes ne sont pas détruite par les traitement thermiques de pasteurisation. Pour limiter leur risque il est nécessaire de réfrigérer rapidement les produits après la cuisson et de les stocker à basse température (0-4°C) 75 Tableau 14: Thermorésistance des bactéries pathogènes D en minutes S.aureus Yersinia enterocolitica Listeria innocua E. coli S. Typhimurium 58°C 0,49 0,93 66°C 0,16 0,17 0,82 5 1,19 0,24 0,7 0,22 76 Les produits végétaux nécessitent pour leur cuisson des températures comprises entre 80°C et 100°C. Pour éviter le risque des spores de bacillus cereus il faut réaliser un traitement thermique de 100°C pendant 100min et aussi il faut respecter un stockage rigoureux des denrées à des températures comprises entre 0°C et 4°C. B) les altérations des produits stérilisés. Ces altérations sont regroupées en deux catégories: Insuffisance de traitement thermique: Certains défauts (matière première de mauvaise qualité, ingrédients trop contaminés, anomalies dans l’application des barèmes de stérillisation….) entrainent la présence d’une flore microbienne qui a pu survivre à un traitement thermique 77 Recontamination après stérilisation Les causes peuvent être multiples: Défauts d’étanchéité de l’emballage Manutention trop brutales des emballages Pollution microbienne anormale des eaux de refroidissement des emballages 78 VII.2 Filtration stérilisante La filtration stérilisante consiste à capturer sur un membrane microporeuse, les particules et microorganismes en suspension dans le milieu liquide 79 VII.3 Traitements ionisants L’irradiation des denrées alimentaires est un procédé physique de traitement qui consiste à exposer les aliments à l’action directe de certains rayonnements électromagnétiques, électroniques ou photoniques Conséquences de l’action des rayonnements ionisants Sur les qualités organoleptiques et les qualités nutritionnelles Les modifications chimiques induites par le rayonnement ionisant peuvent entraîner l’altération des qualités organoleptiques des produits alimentaires 80 Des procédés ont été étudiés pour réduire ou éliminer ces flaveurs étrangères: Irradier le produit alimentaire à l’état congelé Irradier le produit alimentaire emballé sous vide sous atmosphère d’azote, de gaz carbonique sous pression, de gaz propane ou hexane Addition de charbon actif dans les emballages 81
