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Séminaire de Bactériologie 6 - Mme Favet 10 avril 2013 1 RELATIONS ENTRE LES MICRO-ORGANISMES ET LES ALIMENTS Un grand nombre de micro-organismes (bactéries, levures, moisissures) sont utilisés pour différentes productions dites « par voie microbiologique » : alcool, acides organiques, vitamines, hormones de croissance, antibiotiques, … aliments. Bien entendu, ces micro-organismes sont sélectionnés pour leurs qualités et leur rendement. Souvent il s’agit de mutants qui sont plus intéressants que les souches sauvages. Ces micro-organismes sont utiles, ils sont ajoutés en grand nombre et peuvent être ingérés. Utilisation des micro-organismes dans le domaine alimentaire L’utilisation des micro-organismes pour modifier ou améliorer des aliments est très ancienne. Les premiers témoignages d’une viticulture organisée viennent d’Egypte. Il y a 5 ou 6000 ans, des "vergers à vin" étaient cultivés sur les bords du Nil, car on savait déjà tailler les sarments, construire un pressoir, tirer parti de la fermentation. Sur les murs des tombeaux datant de 3000 ans avant J.C., on assiste à la vendange, au foulage du raisin, à sa fermentation, à son transport. Plafond de la "Tombe aux vignes" de Sennefer environ 1400 avant J.C. (Wikipedia) Sous l' Ancien Empire, le vin est strictement réservé à Pharaon et à son entourage. Réservé à une élite, le vin est associé aux dieux, notamment à Osiris, dieu de la résurrection. D'une part, parce qu'il amène à une ivresse, assimilée à une possession, il est perçu comme un outil d'initiation et de communication avec les dieux. D'autre part, parce que sa couleur rouge évoque le sang et la vie éternelle. Sous le Nouvel Empire (1567-1085 av. J.-C.), et notamment avec les Ramsès qui ont beaucoup développé la culture et le commerce du vin, celui-ci s'est répandu dans tout le pays et devint un produit consommé par tous. L'Égypte était devenue un gros producteur de vin et faisait du commerce avec les autres pays méditerranéens. La culture de la vigne est en Grèce à la fois très ancienne (dans l’Odyssée, le poète mentionne une vigne dans les jardins d‘Alcinoos (environ 800 av. J.C.)) et universellement présente dans la mesure où les conditions naturelles locales le permettent. Les vignes attiques de même que les crus des îles et des rivages de la mer Égée étaient réputés. Le vin a été un complément alimentaire depuis l’Antiquité

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Séminaire de Bactériologie 6 - Mme Favet

10 avril 2013

1

RELATIONS ENTRE LES MICRO-ORGANISMES ET LES ALIMENTS

Un grand nombre de micro-organismes (bactéries, levures, moisissures) sont utilisés pour

différentes productions dites « par voie microbiologique » : alcool, acides organiques,

vitamines, hormones de croissance, antibiotiques, … aliments.

Bien entendu, ces micro-organismes sont sélectionnés pour leurs qualités et leur rendement.

Souvent il s’agit de mutants qui sont plus intéressants que les souches sauvages.

Ces micro-organismes sont utiles, ils sont ajoutés en grand nombre et peuvent être ingérés.

Utilisation des micro-organismes dans le domaine alimentaire

L’utilisation des micro-organismes pour modifier ou améliorer des aliments est très ancienne.

Les premiers témoignages d’une viticulture organisée viennent d’Egypte. Il y a 5 ou 6000

ans, des "vergers à vin" étaient cultivés sur les bords du Nil, car on savait déjà tailler les

sarments, construire un pressoir, tirer parti de la fermentation. Sur les murs des tombeaux

datant de 3000 ans avant J.C., on assiste à la vendange, au foulage du raisin, à sa

fermentation, à son transport.

Plafond de la "Tombe aux vignes" de Sennefer environ 1400 avant J.C. (Wikipedia)

Sous l' Ancien Empire, le vin est strictement réservé à Pharaon et à son entourage. Réservé à

une élite, le vin est associé aux dieux, notamment à Osiris, dieu de la résurrection. D'une

part, parce qu'il amène à une ivresse, assimilée à une possession, il est perçu comme un outil

d'initiation et de communication avec les dieux. D'autre part, parce que sa couleur rouge

évoque le sang et la vie éternelle.

Sous le Nouvel Empire (1567-1085 av. J.-C.), et notamment avec les Ramsès qui ont

beaucoup développé la culture et le commerce du vin, celui-ci s'est répandu dans tout le pays

et devint un produit consommé par tous. L'Égypte était devenue un gros producteur de vin et

faisait du commerce avec les autres pays méditerranéens.

La culture de la vigne est en Grèce à la fois très ancienne (dans l’Odyssée, le poète mentionne

une vigne dans les jardins d‘Alcinoos (environ 800 av. J.C.)) et universellement présente dans

la mesure où les conditions naturelles locales le permettent.

Les vignes attiques de même que les crus des îles et des rivages de la mer Égée étaient

réputés.

Le vin a été un complément alimentaire depuis l’Antiquité

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Scène de fabrication du vin par des satyres, bas-relief d'un autel de datation incertaine, musée national

archéologique d’Athène. Wikipedia

Au départ, ces fermentations étaient spontanées, dues à la flore présente sur le raisin ou dans

le lait:

• raisin (et levures): fermentation alcoolique

• lait (et bactéries lactiques): caillage

Les hommes ont compris que ces produits « altérés » (produits fermentés) se conservaient

plus longtemps et qu’ils étaient consommables. En outre, ils procuraient énergie et ivresse…

Ils ont appris à diriger ces fermentations pour les reproduire à volonté.

Définition

La fermentation correspond à une dégradation partielle d’un substrat organique en

l’absence d’oxygène. Le produit de fermentation est encore une molécule organique (qui

contient de l’énergie).

Elle s’oppose à la respiration qui conduit normalement à l’oxydation complète du substrat

en utilisant l’oxygène (produit libéré : CO2). Il existe des cas d’oxydation incomplète qui

libère des molécules organiques. Mais c’est toujours en utilisant l’oxygène.

Dans tous les cas, le but est de récupérer tout ou partie de l’énergie contenue dans le

substrat.

Fermentations alcooliques : le vin

La fermentation des sucres est une voie métabolique anaérobie. Elle aboutit à la production

d’éthanol (alcool). De nombreux micro-organismes (bactéries et levures) font ce type de

fermentation. Mais les levures sont habituellement utilisées.

Toutes les levures sont aérobies, mais certaines espèces peuvent, quand l’oxygène manque,

fermenter les sucres (souches vinaires).

Dans la nature, on les trouve sur les plantes et les fruits. Elles peuvent utiliser les sucres par

oxydation ou fermentation selon la teneur en oxygène.

http://www.polyte.ch/fr/vinifie.php?Code=5

Fermentation spontanée

Sur les grains de raisin vivent différentes espèces de

levures et de bactéries.

Toutes utilisent le glucose (sucre) présent dans le jus.

L’oxygène emprisonné est rapidement consommé.

Quand le milieu devient anoxique, seules les levures qui

sont capables de fermenter les sucres vont continuer en

produisant de l’éthanol, qui inhibe définitivement les

autres espèces.

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Pour la fermentation alcoolique, on utilise des levures capables de fermenter. Le choix des

souches varie selon le produit désiré.

Saccharomyces cerevisiae sous le microscope.

Observez le noyau (eucaryote).

Souches sélectionnées : On inhibe la fermentation spontanée par adjonction de SO2, puis on ajoute un « pied de cuve »

contenant des levures sélectionnées pour la qualité du produit.

Après décantation, certains vins subissent une fermentation supplémentaire: la fermentation

malolactique. L’acide malique est instable et très acide. Il est converti en acide lactique par

certaines souches de bactéries lactiques dites « vinaires ». Cette deuxième fermentation a pour

effet de stabiliser le produit et de le rendre moins acide (surtout pour les vins rouges).

On l’évite pour les blancs, afin de leur laisser un goût plus acide, plus frais.

La fermentation malolactique est assurée par des bactéries lactiques (procaryotes) qui

transforment l’acide malique en acide lactique. Elles sont anaérobies et procèdent par

fermentation. Ici, leur substrat n’est pas un sucre mais un acide organique qu’elles

transforment en un autre acide organique.

Ici Oenococcus oeni, souche vinaire

Il est plus difficile d’obtenir des souches de bactéries

lactiques vinaires sélectionnées que des levures.

Wikipedia

Le jus de raisin contient des sucres solubles (entre 10-25%): glucose et fructose. En plus il y

a aussi : de l’azote, des acides aminés, des acides organiques (a. citrique, a. malique, a.

tartrique), des vitamines, des composés phénoliques (anthocyanes, flavones, tanin) et

différents ions. Le pH est acide : 3-3,5.

Saccharomyces. cerevisiae, tiré de Prescott, Microbiologie, 2003Saccharomyces. cerevisiae, tiré de Prescott, Microbiologie, 2003

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Pour les vins doux comme le Sauterne:

On laisse le raisin sur pied pour qu’il soit

infecté par une moisissure: Botrytis

cinnerea.

Elle va absorber l’eau des grains et utiliser

l’acide malique. Le moût sera plus

concentré et moins acide.

Pour la fermentation alcoolique, on ajoute

des levures qui n’utilisent que le glucose,

laissant le fructose.

Vidéos sur la vinifications:

• vin blanc : http://www.youtube.com/watch?v=JrnZ02FACbY

• vin rouge : http://www.youtube.com/watch?v=Es49XkSeYtE

Fermentations alcooliques : la bière

La bière est faite à partir de graines (orge, blé…). La principale différence avec le jus de raisin

est qu’il n’y a pas de sucres solubles, mais de l’amidon (sucre complexe inutilisable par les

levures). Il est nécessaire d’hydrolyser préalablement l’amidon, c’est la saccharification.

Les graines, une fois hydratées vont germer. Le germe doit se nourrir des réserves d’amidon.

Pour cela il produit des enzymes qui vont l’hydrolyser en maltose (amylases).

On bloque la germination par la chaleur avant que les germes n’aient consommé les sucres

libérés. Le produit séché et moulu est appelé « malt ».

Pour la bière, il faut toujours ajouter des levures.

Le houblon appartient à la famille des Cannabinacées. On utilise l’inflorescence femelle. Le

houblon apporte de l’amertume et des arômes. Il a également des propriétés

antimicrobiennes qui aident à prévenir les contaminations ultérieures.

Pour la bière, il faut toujours ajouter des

levures.*

•Saccharomyces cerevisiae est utilisé

pour les « fermentations hautes » (14-

23°C, plus rapides: 5-8j).

Bières de type ale britannique (ex.

Guinness (les levures sont moins

sensibles à l’alcool produit)).

•Saccharomyces carlsbergensis est

utilisée pour les « fermentations basses »

(6-12°C, plus lentes: 8-14j).

Bières de type lager (notamment les

bières blondes).

Stockage différent selon qu’il s’agit de bière

de type lager ou ale (autre flaveur).

* Les levures de bière sont différentes des

souches utilisées pour le vin.Prescott, 2003

http://fineswisswine.ch/swiss-wine/grapes/59-botrytis-cinerea-aka-nobel-rot

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Brassage de la bière

a) Chaudière en cuivre de brassage où s’effectue la liquéfaction du malt et des céréales.

b) Chaudière en cuivre de houblonnage où le houblon est ajouté. On procède par ébullition à

l’épuration et la stérilisation du brassin. De cette chaudière, le brassin passe, après dilution,

dans de grandes cuves de fermentation où des levures de type S. cerevisiae fermentent le

maltose, principalement en éthanol et CO2.

c) La bière de type lager est stockée pendant plusieurs semaines afin d’affiner son goût par

fermentation secondaire.

d) Elle est finalement filtrée pour éliminer les levures restantes, puis stockée à froid sous CO2

pour éviter son oxydation.

Différences entre la production de vin et de bière

Vin Bière

Jus de raisin

Sucres solubles utilisables

Fermentation spontanée possible

Utilisation de souches de levures

sélectionnées

Fermentation alcoolique

Fermentation malolactique (rouges)

Graines

Amidon inutilisable tel quel

Pas de fermentation spontanée

Saccharification obligatoire

Utilisation de souches de levures

sélectionnées

Fermentation alcoolique

Fermentation de garde

Pain

On utilise la fermentation alcoolique pour que le pain lève. L’alcool produit s’évapore à la

cuisson. On doit ajouter des levures et des amylases. Il y a 2 étapes successives, la première

produit du CO2 à partir des traces de dextrine, la deuxième à partir du maltose libéré par les

amylases.

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pétrissage

1ère fermentation

Utilisation des

sucres libres

2e fermentation (sucres

libérés par les amylases)

incisions

cuisson

INRA, dossier scientifiques

Fermentation du pain

Il s’agit d’une fermentation alcoolique (levures

ajoutées).

Il est fermenté pour que la pâte lève (production de

CO2)

Saccharification: utilisation d’amylases exogènes

La vinaigre : maladie du vin

Le vin peut être dégradé par des bactéries acétiques (oxydation incomplète), il « tourne » en

vinaigre. Il est courant de faire son vinaigre chez soi. La production de vinaigre est l’une des

principales productions industrielles par voie microbiologique (toutes productions

confondues).

Acetobacter aceti

Il y a plusieurs espèces de bactéries

acétiques.

Elles sont aérobies strictes, elles doivent

vivre au contact de l’air (mère de vinaigre).

Dans la nature, on les trouve sur les plantes

en compagnie des levures qui produisent de

l’éthanol (éthanol qu’elles transforment en

vinaigre).

Fermentations lactiques

Les bactéries lactiques sont anaérobies et ne fonctionnent que par fermentation. Les

produits qui ont subi une fermentation lactique sont plus stables. L’effet inhibiteur sur les

autres germes est dû, d’une part à l’abaissement du pH et d’autre part à la production d’acide

lactique, de peroxyde d’hydrogène (H2O2) (métabolisme anaérobie), de diacétyle (inhibiteur

large spectre), d’antibiotiques et enfin à l’utilisation des nutriments.

Le yoghourt est produit à 30°C ou à 45°C selon les bactéries utilisées. Pour le yoghourt

habituel, on utilise Streptococcus thermophilus (qui produit l’acide) et Lactobacillus

bulgaricus (qui produit les composés aromatiques). Un yoghourt fraîchement préparé contient

109 bactéries par gramme!

Le kéfir et le koumis sont produits par des bactéries lactiques (goût acidulé) et des levures

(goût piquant). Il peut contenir jusqu’à 2% d’alcool. Comme il y a une forte production de

CO2, il est souvent écumeux.

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Le villi (Finlande) est un lait fermenté par des bactéries lactiques. Il est inoculé avec un

champignon: Geotrichum candidum qui se développe en surface (couche veloutée).

Wikipedia

LACTOBACILLUS

Une des principales bactéries lactiques

• utilisé dans les produits laitiers

• caillage du lait pour le fromage

• probiotiques

• flore intestinale, vaginale

Lactobacillus

bacteria (around

vaginal squamous

epithelial cells) WIKI

Lactobacillus

bulgaricus

(yoghourt

WIKI)

Lactococcus lactis

cremoris

Les Lactococcus sont souvent utilisés en

synergie avec Lactobacillus : les premiers

produisent surtout l’acide et les seconds des

arômes.

On peut aussi les utiliser seuls pour

l’aigrissage.

Yoghourt 2 espèces de bactéries

lactiques (acide lactique)

Kefir bactéries lactique +

levures (acide lactique +

éthanol)

Probiotique

Bifidus ou

Acidophilus

Villi bactéries lactiques + moisissure (acide

lactique + feutrage mycélien en surface

choucroûte

olives

fromages

sauce soja

Autres produits faisant

intervenir des bactéries

lactiques

Les probiotiques ou fermentations thérapeutiques

Bifidus et Acidophilus

Ces bactéries sont d’origine intestinale. Elles ont la capacité de

se fixer sur la paroi des intestins (colonisation). Si elles trouvent

de la place, elles vont agir durablement.

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Les fermentations thérapeutiques ont pour but d’apporter à celui qui les consomme des

micro-organismes qui auront une action favorable et durable dans son organisme. Or,

les bactéries habituellement utilisées pour fabriquer des yoghourts ne peuvent agir que

pendant le transit, après quoi, elles sont évacuées avec les matières fécales. D’où l’utilisation

de souches intestinales.

Qualités requises pour les probiotiques : absence de toxicité pour l’hôte ; acido-résistance

pour résister au séjour dans l’estomac ; résistance aux sécrétions biliaires ; colonisation rapide

des intestins ; métabolisme anaérobie (milieu intestinal pauvre en oxygène) ; activité

inhibitrice sur des germes pathogènes et stimulation du système immunitaire non spécifique.

Effets attendus :

• Inhibition des pathogènes : grâce aux métabolites et antibiotiques produits par les

bactéries lactiques ;

• Stimulation du système immunitaire non spécifique avec augmentation du nombre

d’anticorps et activation des macrophages ;

• Suppression de l’intolérance au lactose grâce aux lactases des bactéries et diminution de

la constipation ;

• Lutte contre le cholestérol et lutte contre l’effet cancérigène de certaines molécules

produites dans les intestins.

Certaines bactéries lactiques produisent différents inhibiteurs et même des antibiotiques.

Elles peuvent diminuer les risques de colonisation par des pathogènes.

La stimulation du système immunitaire non spécifique provoque une augmentation des

anticorps et l’activité des macrophages.

Beaucoup de gens ont une intolérance au lactose. Or, les bactéries lactiques savent utiliser ce

disaccharide (sucre double). Elles diminuent les inconvénients liés à l’ingestion de lactose.

Elles favorisent le transit.

On a noté, pour certaines espèces, un effet réel bien que faible contre le mauvais cholestérol.

L’effet antitumoral est lié à l’inhibition de bactéries qui peuvent produire des substances

cancérigènes et à une action contre les nitrosamines.

Si tous ces effets sont réels, ils restent faibles parce que la flore intestinale ne contient que

10% de bactéries lactiques (il y a environ 300 espèces bactériennes différentes). De plus,

chez un individu en bonne santé, les parois intestinales sont entièrement occupées par la flore

commensale. Même si elles en sont capables, les bactéries ingérées ne pourront pas se fixer. Il

est donc nécessaire de consommer chaque jour ces produits. L’ingestion de bactéries

lactiques, probiotiques ou non, est toujours bonne pour l’équilibre intestinal.

Productions industrielles

Il faut que la production puisse être standardisée et que le rendement soit optimalisé. Les

micro-organismes utilisés doivent pouvoir se développer dans des cultures à grande échelle

complètement monitorées.

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Petit fermenteur de 5L

Intérieur d’un fermenteur industriel

Principe du fermenteur

Fermenteurs

Fermenteurs de recherche : environ

5 L

Grand fermenteurs, environ 250L

Avec système de refroidissement,

turbines, aération si nécessaire…

Ci-dessous à gauche :

a) Série de petits fermenteurs utilisés en recherche et développement (en verre avec platine inox). En

bas: flacons en plastique de collecte des productions

b) Série de fermenteurs industriels extérieurs de 240 m3 destinés à la production d’alcool (Japon)

A droite :

a) Unité de fermentation industrielle. Seul, le sommet des fermenteurs, parfois haut de plusieurs

étages, est visible.

b) Salle de contrôle.

Les souches industrielles sont assez éloignées des souches sauvages d’origine. On cherche à

améliorer le rendement et à trouver des produits nouveaux avec des méthodes du génie

génétiques.

Amélioration du rendement, manipulation des souches

Normalement, les bactéries ont un système de régulation qui bloque la production d’un

métabolite quand il s’accumule dans le milieu. On cherche à améliorer le rendement.

De plus, on est toujours à la recherche de produits nouveaux ou améliorés.

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Les méthodes utilisées pour le génie génétique sont utiles dans le développement de nouvelles

cultures.

Utilisation de la mutation

Une mutation correspond à un changement de base azotée dans l’ADN. Bien que le

changement puisse paraître minime, il peut modifier la protéine qui sera fabriquée, laquelle ne

sera plus fonctionnelle. Ce qui peut parfois provoquer la mort de la bactérie (mutation létale).

Les codons sont composés de 3 bases azotées qui se suivent, par exemple UUA.

Quand on a une séquence comme: AGGUUAUACGAA, on peut lire: AGG UUA UAC GAA.

Ce qui correspond à 4 acides aminés: Arg Leu Tyr Glu

Mais si un changement s’opère, par exemple la mutation provoque la suppression d’une base:

AGGUUAUACGAA devient AGUUAUACGAA, on lit autre chose: AGU UAU ACG AA….

traduit par : Ser Tyr Thr au lieu de : Arg Leu Tyr Glu

On parle de déplacement du cadre de lecture. C’est pareil quand on ajoute une base.

Il y a un 3e type de mutation qui consiste au remplacement d’une base azotée par une

autre: par exemple UUC devient UUA

Exemple:

UUU = Phénylalanine

UUC = Phénylalanine

UUA = Leucine

UUG = Leucine

Ces deux acides aminés se ressemblent, mais

l’absence du cycle est déterminante dans la

structure secondaire de la protéine.

Ces « mauvaises » protéines ne sont plus fonctionnelles. La fonction est liée à la structure de

la protéine, qui est spécifique à une molécule donnée dans le cadre d’une activité

métabolique. C’est aussi spécifique qu’une clé et une serrure. Il n’y aura pas reconnaissance

et donc la fonction ne sera pas remplie. Mais la nouvelle protéine peut avoir une nouvelle

fonction ou d’autres qualités!

Utilisation de la mutation

Il s’agit d’introduire volontairement une mutation dans le génome du micro-organisme. Pour

cela, on utilise des agents mutagènes comme des produits chimiques qui s’intercalent entre

les bases qui composent le génome (déplacement du cadre de lecture). Ou des rayons X qui

induisent des changements dans l’ADN.

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Cette mutation est faite au hasard. Il faut ensuite trier les colonies mutantes obtenues, afin

d’isoler celles qui portent une mutation intéressante.

Mutagenèse dirigée

Insertion de courtes séquences d’ADN synthétisées chimiquement petites modifications.

Protéines nouvelles mais d’origine biologique. On recherche:

• meilleur rendement

• enzymes plus résistantes

• nouvelles enzymes pouvant dégrader les xénobiotiques (produits inventés par

l’homme) …

Biologie combinatoire

Introduction d’un gène étranger dans un organisme plus facile à cultiver:

• production d’alcool par Escherichia coli

• production d’acide lactique par Saccharomyces cerevisiae (la même levure peut faire

les deux fermentations: alcoolique et malolactique)

• production de Taq polymérase par Escherichia coli (enzyme très utilisée en

moléculaire, produite à l’origine par une bactérie thermophile)

Le vecteur est un chromosome artificiel ou un plasmide (unité d’ADN indépendante).

Contamination des cultures industrielles

L’un des problèmes majeurs pour l’industrie alimentaire est la contamination d’une

production par d’autres micro-organismes. Ces micro-organismes indésirables peuvent faire

perdre toute une production:

• un contaminant peut supplanter la souche industrielle et complètement altérer

l’aliment produit

• il peut y avoir contamination par des bactériophages (virus) spécifiques aux souches

industrielles, qui provoquent leur mort et l’arrêt de la production.

Quand les micro-organismes sont des contaminants (nuisibles)

Ils sont à l’origine de l’altération des denrées alimentaires :

• ils sont alors nuisibles

• ils contaminent* l’aliment et s’y multiplient

• ils peuvent provoquer une infection ou une intoxication alimentaire

* contaminer signifie introduction involontaire.

Hygiène alimentaire

Pour le consommateur, une contamination peut être dangereuse. L’office Fédéral de la

Santé Publique (OFSP) impose des contrôles microbiologiques à tous les niveaux de la

production, du transport et de la mise en vente des marchandises.

Le plus souvent la contamination est due aux germes qui vivaient avec le produit:

• fruits, légumes: flore microbienne normale en surface)

• produits séchés (raisin de Corinthe): contamination par l’air

• viscères d’animaux: bactéries intestinales

Mais la contamination est aussi souvent liée à l’environnement de production.

Par exemple pour:

• les produits cuisinés

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• les produits conditionnés

• la viande hachée

A cela s’ajoutent les micro-organismes apportés pendant les manipulations:

• machines mal nettoyées

• travail sans gants.

Ces contaminants peuvent être pathogènes. Leur présence est le plus souvent liée à un manque

d’hygiène lors de la production.

Notez que les aliments avec flore ajoutée peuvent aussi contenir des contaminants

nuisibles!

Les aliments frais sont périssables, tandis que d’autres peuvent être stabilisés pour un temps

plus ou moins long : salaison ou adjonction de sucre (mobilisation de l’eau) ; produits

fermentés (flore ajoutée, métabolites) ; stérilisation (absence de germes) ; congélation

(blocage du métabolisme bactérien) ; déshydratation (diminution de la teneur en eau).

Autres moyens de stabilisation : aliments précuits emballés ; emballages sous vide d’air ou

sous atmosphère modifiée ; utilisation d’agents conservateurs (chimiques) ; irradiation (elle

est autorisée pour certains aliments, mais il faut une autorisation de l’OFSP et cela doit être

indiqué sur le produit).

En général ces altérations sont visibles dès que le

nombre de micro-organismes devient assez important

a) Boîte normale, le haut de la boîte est légèrement déprimé

b) Gonflement résultant d’une faible production de gaz. Le haut est légèrement bombé

c) Gonflement important dû à une forte production de gaz

d) La boîte a cédé, la pression de gaz l’a fait exploser en arrachant le couvercle

Problèmes pour le consommateur en cas d’ingestion de produits contaminés

Tout dépend:

• des germes impliqués

• de leur nombre dans l’aliment

La prolifération de bactéries banales dans un aliment peut provoquer un empoisonnement ou

des allergies, à cause des métabolites libérés.

Infection : les bactéries introduites avec l’aliment se multiplient et colonisent les intestins. Il

n’est pas nécessaire que les bactéries prolifèrent, mais en général il y a un nombre limite pour

provoquer l’infection (le passage par l’estomac provoque la destruction d’un certain nombre

de germes). Exemple: fièvre typhoïde (Salmonella typhi), virus.

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Infection par des bactéries qui produisent une toxine (toxi-infection) : il y a synergie entre

la colonisation et l’effet de la toxine. Exemples : Vibrio cholerae, choléra, Vibrio

parahemolyticus (fruits de mer), Salmonella typhimurium (salmonellose), Shigella sonnei

(shigellose), Campylobacter jejuni (gastro-entérite)(volailles).

Campylobacter spp.

Shigella sonnei

Salmonella

typhimurium

Shigella sonnei

Salmonella

typhimurium

Intoxication : seules les toxines agissent, les bactéries n’ont pas besoin d’être ingérées.

Certaines toxines sont thermostables (résistent à la cuisson). Effets: vomissement ou diarrhée.

Pour qu’il y ait intoxication, il faut que les bactéries aient été très nombreuses dans l’aliment

pour libérer suffisamment de toxines. C’est généralement dû à une contamination par manque

d’hygiène suivie d’un séjour prolongé à température ambiante.

Exemples:

•Staphylococcus aureus

•Bacillus cereus

•Clostridium botulinum (botulisme, neurotoxine)

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Il sécrète une des toxines les plus

puissantes du monde vivant

Active par ingestion, cette toxine diffuse

ensuite dans l'organisme et agit en

bloquant la transmission neuromusculaire :

elle inhibe les neurones moteurs de la

contraction musculaire. On dit alors que la

toxine provoque une paralysie généralisée

flasque

(contrairement à la toxine tétanique qui

inhibe les neurones inhibiteurs de la

contraction musculaire, induisant ainsi une

paralysie généralisée spastique).

Cette infection peut entraîner la mort par

paralysie des muscles respiratoires si

aucun traitement n'est mis en place.

Clostridium botulinum

agent du botulisme

Anaérobie, produit

beaucoup de gaz et libère

une neurotoxine.

Les intoxications par des toxines bactériennes devraient être évitées, car il y a toujours une

négligence à la base qui a permis la multiplication des bactéries dans l’aliment!

Intoxication par des eucaryotes

Ergot du seigle, production de LSD!

Champignon: Claviceps purpurea

Production d’aflatoxines par le

champignon Aspergillus flavus

Le champignon vit sur les céréales. Si le

bétail consomme du fourrage contaminé, les

toxines se retrouvent dans le lait.

Ces toxines sont cancérigènes.

On trouve ce champignon sur des noix et

autres fruits secs.

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Séminaire de Bactériologie 6 - Mme Favet

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Fruits de mer contenant des toxines algales : empoisonnement amnésiant (acide domoïque,

produit par les diatomées), effets diarrhéiques, effet neurotoxiques: (coquillages) (saxitoxine).

coquillages

diatomées

phycotoxines

intoxication

Cas du Fugu

sushi

Tetraodon / FUGU

sushi

Tetraodon / FUGU

Tétrodotoxine!

Les amateurs de Sushi le savent, le

FUGU doit être préparé par un cuisinier

spécialement formé pour ce travail. Ce

poisson contient, dans certains organes,

une neurotoxine extrêmement puissante,

qui provoque chaque année de nombreux

empoisonnements mortels au Japon.

Analyse microbiologique

L’OFSP exige une analyse des denrées alimentaires par le producteur. Mais des contrôles

aléatoires sont faits par un organisme officiel externe qui vérifie, côté consommateur, que

les prescriptions fédérales sont respectées.

Par exemple, un inspecteur entre dans une boucherie et achète de la viande hachée. Il observe

comment sont entreposés les morceaux de viande, l’hygiène dans le commerce et sur le

personnel (mains propres, port de gants…).

La viande achetée est placée dans un système réfrigérant et transportée au laboratoire où elle

est analysée le jour même. S’il y a trop de bactéries ou des bactéries qui ne devraient pas s’y

trouver, le commerçant reçoit une amende salée. Les commerces qui ont déjà été pris avec des

dépassements de normes sont contrôlés plus souvent que les autres.

Principe de l’analyse

Il y a une ordonnance fédérale qui fixe les normes et donne la liste des micro-organismes

inacceptables ou dangereux. Ces normes et listes sont établies en fonction de l’histoire de

l’aliment et des risques de contamination. La quantité de bactéries et champignons autorisée

tient compte d’une marge de sécurité importante, compte tenu de la difficulté de compter les

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micro-organismes dans un échantillon: hétérogénéité et état dynamique des micro-

organismes, milieux de culture…

Pour chaque aliment, certains pathogènes doivent être recherchés systématiquement. En

cas de doute, la liste est augmentée.

Comment éviter un problème alimentaire chez vous ?

• Utilisez des produits frais

• Ne laissez pas un aliment cuisiné à température ambiante

• Lavez votre matériel entre chaque utilisation, en particulier si vous avez manipulé des

volailles ou de la viande

• Attention à la coquille des œufs (Salmonelles, Campylobacter)

• Lavez-vous les mains après avoir manipulé de la volaille

• Hachez la viande au dernier moment ou gardez-la au frigo

La liste peut encore être complétée!