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1 Introduction à la microbiologie alimentaire Les microorganismes Procaryote Eu

1 Introduction à la microbiologie alimentaire Les microorganismes Procaryote Eucaryote Virus « Non vivant » Archées Bactéries Gram + Gram - Algues Champignons Animaux Unicellulaire Levures Pluricellulaire Moisissures Unicellulaire Pluricellulaire Protozoaires Vers Protistes: eucaryotes unicellulaires 2 Microorganismes et aliments Bactéries Levures, Moisissures Protozoaires Virus Saccharomyces cerevisiae Penicillium roqueforti Toxoplasma gondii Produits alimentaires Eau (douce et mer) , sol Air, poussières Lactococcus lactis Flore intrinsèque (surface végétaux, peaux et muqueuses animales …) Process industriel (personnel, opérations technologiques, stockage) 3 Microorganismes et aliments Microorganismes présents dans les aliments Bactéries, Levures, Moisissures, Protozoaires, Virus Flore utile Elaboration des aliments fermentés: produits laitiers, boissons alcoolisées, pain, saucisson, café… 4 Flore indésirable Altération qualités gustatives ou/et esthétiques des aliments Intoxications alimentaires Cours : Intoxications alimentaires Les parasites Les levures et champignons Cours : Les fermentations Les bactéries lactiques Les ferments du vin Les levures et champignons Microorganismes et aliments Microorganismes présents dans les aliments Bactéries, Levures, Moisissures, Protozoaires, Virus Flore utile Flore indésirable Altération qualités gustatives ou/et esthétiques des aliments Intoxications alimentaires Inhiber Elaboration des aliments fermentés: produits laitiers, boissons alcoolisées, pain, saucisson, café… Favoriser Enjeu en agroalimentaire 5 Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment Charge microbienne « normale »: 103- 104 germes/g Mort 6 Survie Prolifération Altération qualité marchande et sanitaire Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment Charge microbienne « normale »: 103- 104 germes/g Mort Survie 7 Prolifération Propriétés physicochimiques de l’aliment Facteurs technologiques Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : propriétés physicochimiques de l’aliment Caractères propres à l’aliment 8 Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : paramètres physicochimiques 9 Substrat Aliment Processus Produits et effets Pectine (polyoside) Fruits/légumes Pectinolyse Méthanol, acides uroniques Perte de structure, pourriture molle Protéines Viande Protéolyse, désamination Amines biogènes (histamine, putrescine, cadaverine), H2S, ammoniac, indole Amertume, aigrissement, odeur nauséabonde, viscosité Lipides Beurre Hydrolyse des acides gras Glycerol, acides gras mixtes Rancissement, amertume Sucres Féculents Hydrolyse Acides organiques, alcools Aigrissement, acidification 1. La composition Aliments riches en hydrates de carbone (pain, confiture, fruits…) → favorables aux champignons (peu d’odeurs en général) Aliments riches en protéines et/ou graisses (viande, beurre…) → favorables aux bactéries Les processus de dégradation Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : paramètres physicochimiques La pourriture molle bactérienne: Erwinia sp, bactérie pectinolytique 10 Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : paramètres physicochimiques 11 Substrat Aliment Processus Produits et effets Pectine (polyoside) Fruits/légumes Pectinolyse Méthanol, acides uroniques Perte de structure, pourriture molle Protéines Viande Protéolyse, désamination Amines biogènes (histamine, putrescine, cadaverine), H2S, ammoniac, indole Amertume, aigrissement, odeur nauséabonde, viscosité Lipides Beurre Hydrolyse des acides gras Glycerol, acides gras mixtes Rancissement, amertume Sucres Féculents Hydrolyse Acides organiques, alcools Aigrissement, acidification 1. La composition Aliments riches en hydrates de carbone (pain, confiture, fruits…) → favorables aux champignons (peu d’odeurs en général) Aliments riches en protéines et/ou graisses (viande, beurre…) → favorables aux bactéries Les processus de dégradation Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : paramètres physicochimiques 12 2. Le pH Mini Optimum Maximum Moisissures 1,5-3,5 4,5-6,8 8-11 Levures 1,5-3,5 4-6,5 8-8,5 Bactéries 4,5 6,5-8,5 11 Bactéries lactiques 3,2 5,5-6,5 10,5 pH Pomme 2,9-3,5 Fromages 4,5-5,9 Jambon 5,9-6,1 Crevettes 6,8-7 Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : paramètres physicochimiques 3. L’Aw, activité de l’eau = disponibilité en eau 0< Aw < 1, elle dépend notamment de la présence d’éléments dissous (sucre,sel) et de la température ≠ teneur en eau → Aw < 0.62 aucun microorganisme ne peut se multiplier (survie possible) 13 Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : paramètres physicochimiques Techniques de conservation comme la deshydratation, le salage, l’addition de sucres (confitures), ou congélation reposent en grande partie sur la diminution de l’Aw 14 Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : paramètres physicochimiques 4. L’oxygène et le stress oxydatif Aerobie stricts Présence d’ O2 Respiration Moisissures, quelques levures, Pseudomonas, Bacillus… →Surface des aliments, farines… Aerobie Présence ou absence d’O2 Respiration / fermentation Plupart des levures, Enterobactéries, Staphylococcus… →Produits végétaux, surfaces viandes et fromages, viandes hachées… 15 Microaerophiles (Aero- tolérants) Tolèrent O2 Fermentation Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : paramètres physicochimiques 4. L’oxygène et le stress oxydatif →Fromages, produits laitiers, viandes… (en profondeur) Bactéries lactiques… Anaerobies strictes Absence d’O2 Fermentation Clostridium, Bacteroides, Propionibacterium… →Conserves, bocaux, masse… 16 Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : facteurs industriels Paramètres externes à l’aliment liés à son environnement 17 Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : facteurs industriels 1. La température d’entreposage Mésophiles: majorité des microorganismes et en particulier des pathogènes → importance de chaine du froid et du chaud 18 Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : facteurs industriels Conserves Semi-conserves Produits sensibles à T° (jambon, lait, jus de fruit, beurre, foie gras…) 19 Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : facteurs industriels Spores (Clostridium,Bacillus…) 20 Conserves Semi-conserves Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : facteurs industriels La spore est une forme de survie de la bactérie qui : • ne se nourrit pas; • est incapable de se multiplier; • est incapable de produire des toxines; • résiste aux antimicrobiens; • résiste aux irradiations; • Peut survire jusqu'à 110°C ; Stress 21 Conditions favorables Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : facteurs industriels Listeria monocytogenes Yersinia enterolitica Bacillus cereus 22 Conserves Semi-conserves Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : facteurs industriels Les indicateurs Temps-Température Etiquette adhésive qui indique par une réaction colorée une accumulation critique de ruptures de la chaîne du froid. Contient un milieu nutritif et d'un indicateur coloré qui lui donne la couleur verte initiale. On y introduit des bactéries lactiques sélectionnées selon le paramétrage de l'aliment à tracer. Selon le profil temps/température subi par l'aliment/étiquette, les bactéries se multiplient plus ou moins rapidement, tout comme celles de l'aliment. Il en résulte une baisse du pH du milieu plus ou moins rapide, laquelle provoquera le changement de couleur du vert au rouge de l'indicateur, signalant l'épuisement du capital temps/température 23 Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : facteurs industriels 2. Présence et concentration de gaz diazote (N2) 79 % - dioxygène (O2) 21 % - gaz carbonique (CO2) 0,03 % Atmosphère → Conditionnement sous vide Vide jamais total Inhibition de la flore aerobie → Conditionnement en Atmosphère modifiée Modifier la composition de l'atmosphère interne d'un emballage dans le but d'améliorer sa durée de vie. Salade: O2 5% - CO2 15% - N2 80% Viande rouge : O2 70% - CO2 30% 24 Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : facteurs industriels 25 3. Utilisation d’autres procédés antimicrobiens → Agents physiques Irradiation Filtration / centrifugation → Agents chimiques Antiseptiques Désinfectants Conservateurs Antibiotiques Cours : Les agents antimicrobiens dans l’industrie alimentaire Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : facteurs industriels 4. Process et hygiène Qualité microbiologique des matières premières Etapes critiques du procédé de fabrication → Le broyage Augmente la surface de la nourriture Altère la structure cellulaire Disperse les germes Hygiène → Le matériel et les locaux c o n t a m i 26 Les facteurs de développement des microorganismes dans l’aliment : facteurs industriels 4. Process et hygiène 24 % en 1988 27 Source: INVS La microbiologie prédictive (prévisionnelle) Nécessité en industrie agro-alimentaire de prédire l’évolution de la flore d’un aliment tout au long de la vie du produit → but de la microbiologie prédictive. Permet de fixer la DLC (Date Limite de Consommation). Repose sur de la modélisation mathématique. 1. Recueil de données expérimentales Choix du milieu Choix de l’innoculum Sélection de facteurs influants (pH, Aw,T°C…) 2. Modélisation mathématique Ex: modélisation croissance Listeria monocytogenes dans un fromage de type camembert 3. Validation dans les produits 28 La microbiologie prédictive (prévisionnelle) 29 Les limites Prévisions souvent surestimées - l’effet structure qui limite les transferts de matière - les phénomènes de compétition entre la flore banale et les pathogènes dont on cherche à modéliser la croissance. - la variabilité intersouches… Ne représentent que partiellement la réalité → systèmes d’aide à la décision. Prudence requise vis-à-vis des bactéries dangereuses ! Nécessité de contrôles réguliers, normes, prévention des risques uploads/Industriel/ alteration-des-aliments-l3.pdf