Analyse alimentaire

ANALYSE MICROBIOLOGIQUE DES ALIMENTS
Flore initiale de
l’aliment
L’analyse microbiologique des aliments répond à deux nécessités :
•
L’expertise permet de déterminer si l’aliment est responsable d’une intoxication alimentaire et
comment.
•
La prévention permet de tester un aliment pour savoir s’il est consommable du point de vue
microbiologique, c’est-à-dire :
o S’il ne contient pas ou pas trop de bactéries susceptibles de l’altérer et s’il pourra être conservé selon
Disparition de
micro-organismes
Apport de
micro-organismes
• Antagonismes
microbiens
• Traitement
destructeur
• Matériel
• Homme sain
• Homme malade
• Air
• Insectes
• Addition
volontaire
certaines règles (par exemple, réfrigération).
o S’il ne contient pas de micro-organismes toxinogènes ou virulents.
Flore de l’aliment
transformé
1. Flore microbienne des aliments
1.1. Origines
Schéma récapitulatif de l’origine des micro-organismes dans les aliments
1.1.1. Pré-existence avant la transformation de l’aliment
Tous les aliments (sauf l’eau) sont des êtres vivants ou une partie d’êtres vivants. Les parties
des êtres vivants en contact avec l’extérieur ne sont pas stériles : ces micro-organismes vont donc se
1.2. Effets sur l’aliment des micro-organismes nuisibles
Les micro-organismes nuisibles sont les micro-organismes pathogènes, responsables d’intoxications
retrouver dans l’aliment. Leur nombre dépendra des conditions de conservation.
alimentaires (voir chapitre sur « Les intoxications alimentaires ») et les micro-organismes pouvant causer
Les animaux ou végétaux malades peuvent transmettre des micro-organismes pathogènes
dans l’aliment.
des altérations des aliments. Certains micro-organismes utiles dans les uns peuvent être nuisibles dans
d’autres (exemple : moisissures utiles dans les fromages bleus et nuisibles dans la plupart des aliments).
1.1.2. Apport accidentel lors de la manipulation de l’aliment
a. Le matériel
Couteaux, broyeurs, plats,… eaux de lavage : non stériles.
b. Les hommes
Manipulation des aliments et mise en contact des aliments avec les micro-organismes :
•
•
•
De la peau : contact direct, contamination fécale possible par manque d’hygiène
De la bouche : éternuements, crachats, dégustation des plats
Des vêtements : obligation d’une tenue vestimentaire adaptée
Certaines personnes sont porteurs asymptomatiques et il est difficile d’appréhender ce
problème avant une contamination déclarée dans l’aliment.
c. L’air
Micro-organismes en suspension dans l’air (micro-organismes aéroportés, spores de
1.2.1. Altérations de l’aspect ou de la texture
Ces altérations peuvent ne pas présenter de toxicité mais rendent le produit peu appétissant
voir invendable.
Ex : irisation sur la charcuterie conservée à l’air libre due à des bactéries aérobies strictes.
1.2.2. Altérations du goût
Odeur de moisi (moisissures,…)
Odeur de rance (oxydation des lipides)
Odeur de soufre (production de H2S ou d’indole)
1.2.3. Altérations des qualités nutritives
Elles peuvent être dues à :
• l’apparition de substances toxiques (voir chapitre sur « Les intoxications alimentaires »)
• la destruction de molécules nutritives (exemple : acides aminés essentiels) d’où une
moisissures, de bactéries,…).
d. Les insectes
Vecteurs très dangereux de micro-organismes (ex : mouche qui se pose indifféremment
sur des excréments d’animaux et sur de la viande).
1.3. Procédés empêchant la multiplication des micro-organismes
Les aliments subissent des transformations afin de les conserver au mieux sans modification de
1.1.3. Addition volontaire
Certains aliments sont ensemencés par des « ferments », le plus souvent des bactéries
leurs qualités organoleptiques et nutritionnelles.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Conservation_des_aliments
lactiques (ex : produits laitiers, charcuterie,…).
C. LARCHER
diminution de la valeur nutritive de l’aliment.
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C. LARCHER
Analyse alimentaire – Page 2 / 8 –
1.3.1. Conservation par le froid
1.3.4. Utilisation de conservateurs chimiques
La réfrigération (entre 4 et 8°C) diminue l’action des bactéries et des enzymes contenues dans
les aliments.
La congélation (autour de – 20°C) et la surgélation (environ – 40°C) diminuent la quantité
d’eau disponible ce qui entraîne pratiquement l’arrêt de toute multiplication microbienne et de toute
activité enzymatique. Si la vitesse de refroidissement est rapide, peu de cristaux de glace se
développent, et les tissus cellulaires sont maintenus.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_additifs_alimentaires#Conservateurs_.2853.29
Ils sont bactériostatiques et non bactéricides : ils n’ont pas la capacité de rendre sain un
produit qui ne l’était pas avant son traitement.
• Conservation dans l’alcool (fruits)
• Conservation dans le sel à sec (salaison) ou en saumure (saumurage) (charcuterie,...).
• Fumage ou fumaison (séchage par la fumée qui a un rôle antiseptique) (poissons et viandes).
• Conservation en milieu acide comme le vinaigre (cornichons, oignons...)
1.3.2. Conservation par la chaleur
La pasteurisation est un traitement thermique utilisé pour le lait, la bière, les semi-conserves
au cours duquel les aliments sont soumis à une température comprise entre 65 et 100°C puis sont
refroidis brutalement. Elle permet la destruction des microorganismes pathogènes et d’un grand
nombre de microorganismes d’altération. Tous les microorganismes n’étant pas éliminés, l’aliment
est ensuite conservé à 4°C.
L’appertisation (mise en conserve) du nom de l’inventeur Nicolas Appert, en 1795, permet la
conservation des aliments dans des emballages étanches pendant une longue période à température
ambiante. Le procédé fait appel à la stérilisation (entre 115 et 121°C).
Le traitement à ultra haute température (UHT) est utilisé pour la stérilisation des liquides
• Conservation dans de l’huile ou de la graisse (tomates séchées, sardines, confit de canard...).
• Conservation dans le sucre (sucrage). Le sucre étant très hygroscopique, il ne permet pas
aux bactéries de se développer. Cette méthode est utilisée surtout pour les fruits (confiture, sirop...).
• Conservation par ajout de conservateurs alimentaires : nitrites (dans les jambons) ;
antioxydant (vitamine C dans les compotes)
1.3.5. Autres techniques
a. Conservation en atmosphère contrôlée
• Conservation sous vide ;
• Conservation sous atmosphère protectrice (azote, dioxyde de carbone).
comme le lait. Ce traitement consiste à chauffer le liquide à une température assez élevée, soit entre
b. Enrobage
Par enrobage, les aliments sont isolés des micro-organismes ce qui empêche leur
135 et 150°C, pendant un temps très court, entre 1 à 5 secondes. On assure ainsi la destruction des
pénétration (cires sur les agrumes).
microorganismes et des enzymes sans endommager ses propriétés organoleptiques et biochimiques.
c. Emploi d'antiseptique
Par ce procédé on arrête la prolifération bactérienne et on développe un arôme et un
1.3.3. Conservation par élimination de l’eau
La déshydratation est une technique de conservation des aliments qui consiste à éliminer,
partiellement ou totalement, l’eau contenue dans l’aliment.
Le séchage, au soleil ou dans un four est utilisé pour la conservation des fruits coupés en
lamelles et séchés ou séchés en l’état (pruneaux, abricots, figues, dattes..).
La lyophilisation est une technique de séchage par congélation brutale (entre – 40 °C et
- 80 °C environ) avec sublimation sous vide (passage de l’eau de l’état solide à l’état gazeux). Les
aliments conservent toutes leurs saveurs ainsi que leurs nutriments, une fois réhydratés ils
retrouvent presque la même texture d’origine.
goût particulier (sucre,…).
d. Fermentation
La fermentation est un principe ancien utilisé par exemple dans les boissons alcoolisées,
la choucroute, le yaourt, le fromage
e. Ionisation
L’ionisation est un procédé relativement récent qui consiste à utiliser des radiations
ionisantes pour détruire tout ou une partie des micro-organismes présents dans l’aliment ou à
sa surface, sans ouvrir l’emballage (herbes aromatiques, épices ...).
f. Microfiltration
La microfiltration (stérilisation à froid) consiste à faire passer un liquide sur une série de
membranes dont les pores (de 0,1 à 10 !m de diamètre) sont suffisamment étroits pour retenir
les microorganismes (lait,…).
C. LARCHER
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C. LARCHER
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2.3.2. Témoins de contamination fécale
2. Les analyses réalisées
La plupart des micro-organismes pathogènes sont d’origine intestinale : la mise en évidence
2.1. Recherche des toxines
La recherche des toxines devient de plus en plus courante dans les laboratoires mais ne sera pas
d’une bactérie intestinale est donc la preuve d’un contact anormal, direct ou indirect, entre les
effectuée en TP de microbiologie en classe de Terminale BGB. Il faut cependant savoir que l’antigénicité
matières fécales et l’aliment : on parle alors de contamination fécale de l’aliment.
de la toxine est à la base de son identification : de nombreux kits basés sur des techniques
immunologiques existent. Ils s’appliquent sur l’aliment ou sur la culture obtenu à partir de l’aliment :
•
•
a. Les coliformes
• Coliformes totaux :
Particules de latex sensibilisées par des anticorps dirigés contre la toxine (entérotoxines de
Un coliforme est une entérobactérie
Staphylococcus aureus, toxine de Vibrio cholerae, ETEC – EntéroToxique Escherichia
fermentant le lactose à 30 ou 37 °C avec
Coli –, entérotoxine de Clostridium perfringens A,…)
production de gaz.
Coliformes totaux
Coliformes
thermotolérants
Immunoenzymologie : anticorps marqués par une enzyme qui catalyse la transformation
d’un
substrat
en
produit
coloré,
anticorps
dirigés
contre
les
• Coliformes thermotolérants :
entérotoxines
Escherichia
coli
Un coliforme thermotolérant est une
staphylococciques,…
entérobactérie fermentant le lactose à 44 °C
2.2. Recherche et dénombrement des bactéries pathogènes
• Les Salmonella (voir TP sur la recherche de Salmonella)
•
Les Listeria
•
Les anaérobies sulfitoréducteurs à 46°C (voir TP sur spores de Clostridium)
•
Les Staphylococcus aureus car leur entérotoxine est difficile à mettre en évidence :
avec production de gaz.
• Escherichia coli :
Escherichia coli est une entérobactérie fermentant le lactose à 44 °C avec
production de gaz et produisant de l’indole à 44 °C.
recherche de l’activité DNAse thermorésistante (enzyme associée à l’entérotoxine) (voir TP
b. Les anaérobies sulfitoréducteurs ou leurs spores
Les Clostridium font partie de la flore commensale de l’intestin comme les coliformes.
sur la recherche et le dénombrement de S. aureus).
2.3. Dénombrement des bactéries tests d’hygiène générale
Leur spore leur confère une grande résistance aux conditions défavorables.
2.3.1. Témoins d’hygiène générale
L’hygiène générale est évaluée en dénombrant la flore aérobie mésophile totale, c’est-à-dire
la majorité des micro-organismes aérobies présents cultivant à des températures comprises entre 20
c. Les entérocoques ou Enterococcus (ou streptocoques fécaux)
Les Enterococcus comme les Clostridium et les coliformes font partie de la flore
et 40°C. Cette flore permet d’apprécier la pollution de l’aliment. L’excès signe une contamination
commensale de l’intestin.
initiale importante ou une conservation défectueuse. Le risque est alors grand de trouver dans cet
aliment des micro-organismes pathogènes introduits en même temps que les autres.
La gélose préconisée pour le dénombrement de la flore aérobie mésophile totale est la gélose
pour dénombrement ou PCA (Plate Count Agar). Elle peut être additionnée de 1% de lait écrémé
lorsque le produit est riche en bactéries lactiques afin de favoriser leur croissance. (voir TP sur la
détermination de la flore aérobie mésophile totale du lait cru).
Escherichia
coli
Coliformes
thermotolérants
Coliformes
totaux
Enterococcus
Spores de
Clostridium
sulfitoréducteurs
Spécifique
Spécificité fécale décroissante
Peu spécifique
Peu résistant
Résistance externe croissante
Résistant
Elle est utilisée en simple ou double couche (cas de micro-organismes envahissants).
Relation entre spécificité fécale et résistance à l’extérieur de l’intestin
C. LARCHER
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3.3.1. En milieu solide
3. Interprétation des résultats
Critère : m
M ou Max, limite d’acceptabilité ou seuil maximum : 10 m
3.1. Notion de critère en alimentaire
Un critère est un ensemble d’éléments qualitatifs et quantitatifs définissant les caractéristiques
essentielles attendues d’un produit donné qu’il est possible d’atteindre par interventions appropriées.
Pour chaque produit alimentaire, un critère publié au Journal Officiel fixe la limite entre
l’admissible et le non admissible pour chaque catégorie de micro-organisme.
Sat, seuil satisfaisant : 3 m
m
Il existe deux types de critères :
• Critère non chiffré : absence de micro-organismes dans une masse m ou un volume V de produit.
• Critère chiffré : x micro-organismes dans une masse m ou un volume V de produit.
Cor : seuil de corruption soit 1000 m
3m
SATISFAISANT
1ère classe
Nombre de micro-organismes
par mL ou par g
M : 10 m
ACCEPTABLE
1000 m
NON SATISFAISANT
2ème classe
CORROMPU
3ème classe
Schéma du plan à trois classes pour un dénombrement en milieu solide
3.2. Interprétation des plans à 2 classes
Les critères fixés pour Salmonella et Listeria monocytogenes (non systématique) sont impératifs,
3.3.2. En milieu liquide
Critère : m
M ou Max, limite d’acceptabilité ou seuil maximum : 30 m
c’est-à-dire que le dépassement du critère implique le retrait systématique du produit de la
commercialisation et la mise en place des mesures correctives nécessaires.
Sat, seuil satisfaisant : 10 m
Cor : seuil de corruption soit 1000 m
Dans le cas d’un critère non chiffré, le plan comporte 2 classes :
• 1ère classe : si « absence de … » :
résultat considéré comme
« satisfaisant »
• 2ème classe : si « présence de … » :
résultat considéré comme
« non satisfaisant » :
m
10 m
SATISFAISANT
M : 30 m
ACCEPTABLE
Nombre de micro-organismes
par mL ou par g
1000 m
NON SATISFAISANT
CORROMPU
l’aliment est considéré comme impropre à la consommation
1ère classe
2ème classe
3ème classe
Schéma du plan à trois classes pour un dénombrement en milieu liquide
SATISFAISANT
1
ère
classe
NON SATISFAISANT
Absence de Salmonella
dans 25 g
3.3.3. Bilan
• 1ère classe : concentration < critère m
• 2ème classe : concentration comprise entre m et M (limite d’acceptabilité) c’est-à-dire :
entre m et 10 m (en milieu solide)
entre m et 30 m (en milieu liquide)
sauf si M est fixé par arrêté
• 3ème classe : concentration > M c’est-à-dire
> 10 m (milieu solide)
> 30 m (milieu liquide)
2ème classe
Schéma du plan à deux classes
3.3. Interprétation des plans à 3 classes
Les critères fixés pour les autres microorganismes sont indicatifs, c’est-à-dire que le dépassement
L’ensemble des résultats des divers dénombrements ou recherches effectuées sur un aliment
doit permettre d’apporter une mention globale à l’aliment. Ainsi, on estimera que :
• tous les résultats « satisfaisant » conduiront à la mention globale « satisfaisant »
• un seul résultat « corrompu » conduira à la mention globale « corrompu »
• un ensemble de résultats « non satisfaisant » pourra conduire à la mention globale
« corrompu ».
du critère n’implique pas le retrait du produit de la commercialisation. Le non respect du critère doit
conduire le fabricant à rechercher les causes du dépassement, et à prendre les mesures nécessaires pour
améliorer l’hygiène des fabrications. La recherche des causes du dépassement du critère doit aussi porter
sur les phases de transport et de stockage, notamment en ce qui concerne les conditions de température.
3.4. Cas des contrôles de production
Dans une chaîne de production, il n’est pas possible d’analyser tous les produits fabriqués et
conditionnés. Des échantillons sont donc prélevés et analysés.
n : nombre d’unités constituant l’échantillonnage (en général 5)
c : nombre maximal de résultats pouvant présenter des valeurs comprises entre m et M pour le
nombre d’unités d’échantillonnage réalisées (n).
Dans le cas d’un critère chiffré, le plan comporte 3 classes.
Bibliographie :
C. LARCHER
Analyse alimentaire – Page 7 / 8 –
Microbiologie alimentaire 5ème édition de C. et J.N. Joffin
Activités technologiques en microbiologie Terminale BGB de G. Leyral, C. et J.N. Joffin, E. Verne, J.L. Larpent
Règlement (CE) N°2073/2005 de la commission du 15/11/2005 concernant les critères microbiologiques applicables aux denrées
alimentaires
C. LARCHER
Analyse alimentaire – Page 8 / 8 –