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1 PLAN I. Introduction II. Physiologie des microorganismes des aliments III. Le

1 PLAN I. Introduction II. Physiologie des microorganismes des aliments III. Les contaminations microbiennes des aliments IV. Stabilisation et stérilisation des denrées alimentaires V. Normes microbiologiques pour les produits alimentaires VI. Fermentations industrielles Introduction • Classification des aliments: Origine (aliments animaux et végétaux); traitement subi (aliments crus, stabilisés ou conservés)… 2 3 Introduction • Les conditions d’environnement influencent sur les microbes (pH, température de séjour, humidité, la concentration en électrolytes ou en sucres, les facteurs favorisants ou empêchant …) • La flore microbienne dépend essentiellement, dans les produits alimentaires, de la physiologie des espèces qui la constituent 4 Introduction • Parmi les micro-organismes, on distingue deux catégories: ☺ Les bactéries dangereux pour la santé: Pathogènes ou toxinogènes ☺ Les bactéries non dangereux, voire même utiles: Saprophytes • Beaucoup de germes dangereux pour l’homme et véhiculés par les aliments, y sont amenés par des contacts directs ou indirects avec des matières fécales humaines ou animales. 5 Introduction • L’analyse habituelle des produits alimentaires comprend la recherche et le dénombrement des espèces les plus fréquentes dans ces fèces. • On les appelle «germes tests de contamination fécales ». • Il s’agit essentiellement des Coliformes ou des Escherichia coli et des streptocoques fécaux. Introduction • L’effet des bactéries pathogènes ou toxinogènes ou des bactéries de modification de la qualité marchande, est conditionné par deux facteurs: Facteur qualitatif et facteur quantitatif 6 7 Introduction Facteur quantitatif  Il est représenté par la charge microbienne de l’aliment. Plus elle est importante et plus grand est le danger.  Une cellule de Salmonella par gramme de produit risque d’être bien tolérée par celui qui l’ingère ; 1.000 ne le seront plus. Une cellule de Pseudomonas par gramme est incapable d’altérer un aliment végétal ou animal ; 1 million peuvent le faire, 1 milliard y parviendront aisément. 8 Introduction Facteur qualitatif  Il dépend de l’espèce ou parfois de la souche en cause.  Certains sérotypes peuvent être plus agressif que d’autres ; c’est le cas pour les Salmonella typhi.  Pour les germe dits saprophytes, le type d’altération qu’ils dépend entraîne, leur système essentiellement de enzymatique ; 9 Introduction Facteur qualitatif  une espèce ou souche possédant des protéases très actives, est naturellement plus protéolytique qu’une autre.  Ce caractère est soigneusement recherché génétiquement quand on désire utiliser des microorganismes pour diriger les fermentations. (cas de la fabrication des formages). 10 Physiologie des microorganismes des aliments On peut trouver dans les produits alimentaires : Des bactéries, des levures et des moisissures ou des virus. Plusieurs facteurs physiques influencent sur la croissance et la multiplication de ces germes. La température 11 12 La température ☺ mésophiles préférent des températures moyennes comprises entre 20 et 40°C. Arbitrairement, on choisis 30°C. Les bactéries pathogènes pour l’homme se développent plus aisément à 37°C. Les Esherichieae et les Staphylococciappartiennent à cette catégorie; ☺ thermophiles se multiplient exclusivement entre 45 et 65°C. Leur étude est habituellement entreprise à 55°C. Les Clostridium appartiennent à cette catégorie. ☺ psychrophiles (cryophiles) exigent impérativement une température plus voisine de 0°C (+1 à +2°C) pour croître. Ces microbes sont extrêmement important dans les cas des aliments conservés sous froid (Pseudomonas) 14 La température ☺ Donc les altérations des aliments dues aux thermophiles, surviennent brusquement ; un séjour de deux ou trois heures à une température convenable et suffisant pour les déclencher. ☺ Inversement, un aliment conserver à la température de réfrigération de 4 à 6°C, présentera lentement des modifications organoleptiques. Nombre de bactéries Temps Thermophiles Mésophiles Psychrophiles 14 La température Thermorésistance et thermosensibilité La sensibilité à la chaleur est habituelle pour les formes végétatives des microorganismes rencontrées dans les produits alimentaires. Elles sont détruites en quelques secondes ou minutes à 72°C et en 30 à 35 minutes à 65°C. Ces seuils ont été retenus pour choisir les barèmes (température et temps de chauffage) de pasteurisation 15 La température Thermorésistance et thermosensibilité Parfois des bactéries, des levures, des moisissures sont thermorésistantes. Ce phénomène et particulièrement fréquent chez les bactéries sporulées. Alors que la forme végétative est thermolabile, la spore résiste à des températures et des temps de chauffage élevés. la thermorésistance peut apparaître à moindre degré, chez des formes végétatives. 16 La température Thermorésistance et thermosensibilité Ce phénomène a surtout été décrit pour des micrococci. Il se manifeste quand le germe est au contact ou protégé par les constituants de l’aliment comme les graisses. Il a été observé que le micrococcus normalement thermosensible dans un milieu liquide de culture résiste 60 minutes à 73 °C dans un jambon. 17 La température Thermorésistance et thermosensibilité La thermorésistance des formes végétatives peut apparaître aussi par entraînement. On l’observe dans des pasteurisateurs de laits, mal entretenus. Ils hébergent des E. coli qui finissent par tolérer des températures de 65°C quand ils sont protégés par des résidus laitiers non éliminés. 18 La température Thermorésistance et thermosensibilité Dans le traitement thermique des aliments, on observe parfois que leurs enzymes sont plus résistantes. Il en est ainsi pour des lipases de pseudomonas. De même, l’entérotoxine staphylococcique est relativement thermorésistante alors que le staphylocoque qui la synthétise est thermolabile. 19 La température Thermorésistance et thermosensibilité Le froid ralentit ou supprime la multiplication des micro-organismes non psychrophiles. Cette survie dépend de la température et de la façon dont elle est appliquée et de la nature des microorganismes. 20 La température Thermorésistance et thermosensibilité Un refroidissement brutal dans l’azote liquide entraîne une mortalité très importante, sinon totale des cellules de Saccharomyces. Au cours de la lyophilisation des bactéries, l’exposition au froid (-45°C) combinée avec un vide poussé, entraîne la mort d’un pourcentage important de la population traitée. 21 Le pH et l’acidité On distingue traditionnellement deux catégories d’aliments selon que leur pH est inférieur ou supérieur à 4.5 Cette définition tient compte des possibilités de multiplication du C. Botulinum et de production de toxine botulique 22 Le pH et l’acidité Les bactéries des toxi-infections alimentaires, Salmonella, Shigella, staphylocoques entérotoxiques, C. Perfringens ne se développent pas dans les aliments très acides ou acides, mais elles y survivent souvent. 23 Le pH et l’acidité Les acidophiles représentées par des levures, des moisissures des Lactobacilles et des streptocoques du groupe lactique croient dans les aliments acides Dans les jus de fruits très acides (pH 3 ou inférieur), on rencontre essentiellement des levures et certains souches de champignons inférieurs 24 Le pH et l’acidité Dans les cidres, les pediococcus et les lactobacillus sont à l’origine d’altération. Dans les laits fermentés, les lactobacteriaceae se développent sélectivement, mais les levures et les moisissures peuvent le faire également. Dans un lait cru, les streptocoques lactiques en fermentant le lactose abaissent le pH jusqu’à une valeur assez basse qui bloque leur possibilité de multiplication ; à ce moment se développent les levures plus acidophiles. 25 Le pH et l’acidité Les moisissures et les levures acidophiles dégradent l’ acide, ce qui provoque l’augmentation du pH Lorsque le pH atteint des niveaux plus élevés les bactéries protéolytiques prennent la relève. 26 Le potentielle d’oxydo-réduction Aérobies stricts Ils cultivent exclusivement en surface sur les aliments ou ils forment des voiles ou des pellicules plus ou moins épaisses. Beaucoup de ces aérobies sont en même temps psychrotrophes Parmi ces bactéries aérophiles ou aérobies stricts, certaines espèces sont particulièrement fréquentes en microbiologie alimentaire : les pseudomonas, les micrococci , les vibrio, les levures et les moisissures. 27 Le potentielle d’oxydo-réduction Anaérobies stricts  En pratique on peut observer des multiplications d’anaérobiose dans les aliments dont le rH, à l’origine, est relativement élevé.  Diverses raisons expliquent ce phénomène. Certains Clostridium, comme C. Perfringens, ont une exigence modérée en ce qui concerne le manque d’oxygène et dés le démarrage de la culture, le rH diminue spontanément (actions synergiques) 28 Le potentielle d’oxydo-réduction Aérobies-anaérobies facultatifs Ils sont aussi fréquents en microbiologie alimentaire ; les Enterobacteriaceae largement diffusés dans de nombreuses variétés d’aliments en sont les représentants les plus communs. Leur système respiratoire très complaisant leur permet de se développer en de multiples circonstances 29 Le potentielle d’oxydo-réduction Microaérophiles Ils préfèrent ou demandent un potentiel d’oxydoréduction réduit, Les lactobacillus appartiennent à ce groupe. Largement diffusés dans les produits alimentaires ; utiles dans certaines fermentations, ils sont aussi la cause de nombreuses altérations surtout dans les produits acides 30 Le potentielle d’oxydo-réduction Microaérophiles Dans les conditionnements modernes, sous plastique, discrètement perméables à l’air, ils trouvent les conditions optimales de multiplication. 31 Activité de l’eau L’eau libre est indispensable pour le développement des micro-organismes. L’exigence en eau libre vraie avec les espèces et correspond à une valeur aw (Activity of Water) Aw = Pw / P°w Activité de l’eau 32 Activité de l’eau  Pour la majorité des bactéries, aw doit être voisin de 1 (0,995 à 0,998) mais certaines en tolèrent des niveaux plus faibles. Elle peut être de 0,97 pour les Pseudomonas ; elle est seulement de 0.86 pour les Staphylococci.  Ceci explique la culture sélective de ces derniers sur les milieux contenant 75g pour 1.000 de chlorure de sodium (milieu de CHAMPAN). Composition pour la préparation d'un litre de milieu. Peptone uploads/Industriel/ cours-de-microbiologie-alimentaire.pdf