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Microbiologie prédictive et création d’un nouvel aliment Mr SENOUCI BEREKSI Moh

Microbiologie prédictive et création d’un nouvel aliment Mr SENOUCI BEREKSI Mohamed 1 Université Aboubekr Belkaïd – Tlemcen Faculté des SNV/STU - Département de Biologie. Master 2. AgroAlimentaire et Contrôle de Qualité Responsable de la matière : Mr SENOUCI BEREKSI Mohamed Matière : Microbiologie prédictive et création d'un nouvel aliment ________________________________________ Introduction La transformation des aliments se pratique depuis que l’homme a commencé à vivre en communauté. Les différents procédés de transformation ont évolué au cours des générations et font appel à la maitrise de l’hygiène et aux technologiques de conservation des aliments par le ralentissement ou l’interruption du processus de détérioration (naturel ou microbien), afin de préserver les qualités intrinsèques et extrinsèques du produit alimentaire nouveau ou déjà existant et permettent de modifier de façon contrôlée et prévisible la qualité gustative des aliments. La transformation des aliments fait appel à la créativité du transformateur pour changer les produits bruts en une série de produits appétissants et attrayants qui ajoutent une variété intéressante au régime alimentaire des consommateurs. Afin de répondre au mieux aux attentes des consommateurs, de plus en plus à la recherche de nouveaux produits finis apportant toujours plus de service, les industriels ont dû s’adapter, en imaginant et en mettant au point de nouvelles opérations et de nouveaux procédés, afin de produire de nouveaux produits alimentaires de meilleure qualité nutritionnelle et sans risque pour le consommateur. Chapitre 1 : Contrôle et destruction des microorganismes L’hygiène revêt une importance capitale dans les industries alimentaires. En effet, les aliments doivent être dépourvus de microorganismes pathogènes, dangereux pour le consommateur, et de microorganismes d’altération qui rendent les aliments impropres à la consommation. Les contaminations microbiennes proviennent de l’environnement, des équipements et du produit préparé lui-même. I. Les traitements thermiques : Même si l’élimination des microorganismes des aliments peut se faire actuellement par divers procédés, la chaleur reste utilisée de façon quasi-universelle. Un traitement thermique est un traitement à une température supérieure à la température ambiante. Il répond à plusieurs objectifs : Microbiologie prédictive et création d’un nouvel aliment Mr SENOUCI BEREKSI Mohamed 2 - Il vise à détruire partiellement ou totalement les flores d’altération (Micrococcus, Bacillus, flore psychrotrophe, etc.) et les flores pathogènes ou toxinogènes (Salmonella, Staphylococcus, Clostridium perfringens ou botulinum) pour améliorer la qualité hygiénique des produits. - Il permet d’inactiver certaines enzymes, endogènes de l’aliment (plasmine, lipoxygénase, polyphénoloxydase) ou provenant des microorganismes présents (lipases microbiennes), pour améliorer la stabilité des produits au cours de leur stockage. Deux types de traitements sont utilisés pour la conservation des aliments : la pasteurisation et la stérilisation. - La pasteurisation correspond à la destruction à des températures comprises entre 60 et 100 °C des seules formes végétatives des microorganismes, incluant la flore banale et certains pathogènes (Salmonella, Brucella, Listeria, etc.). elle permet de prolonger la durée de vie des produits stockés en froid positif de quelques jours à quelques semaines : on parle de ce cas de DLC (date limite de consommation). - La stérilisation correspond à la destruction à des températures supérieures à 100 °C de l’ensemble des microorganismes susceptibles de se développer dans le produit, y compris les formes sporulées. Les produits obtenus ont une DLUO (date limite d’utilisation optimale) comprise entre plusieurs mois et plusieurs années à température ambiante. Remarque : * La date limite de consommation (DLC) est la date après laquelle la consommation du produit concerné devient dangereuse pour la santé. Elle indique une limite impérative et est indiquée sur les produits alimentaires périssables et emballés : yaourts, viandes fraîches déjà découpées, plats cuisinés réfrigérés, etc. Une DLC est indiquée par la mention : « À consommer jusqu'au... » suivie de l'indication du jour, du mois et éventuellement de l'année. * La date limite d’utilisation optimale (DLUO) appelée aussi date de durabilité minimale (DDM) est une date indicative. Une fois la date dépassée, le produit perd de ses qualités gustatives ou nutritives (baisse de la teneur en vitamines par exemple), mais n'est pas dangereux pour la santé. C'est le cas par exemple des produits secs, stérilisés, ou déshydratés (par exemple le café, le lait, les jus de fruits, les gâteaux secs, ou encore les boîtes de conserve). La DLUO des produits est précédée de la mention : « À consommer de préférence avant le... » quand la date comporte l'indication du jour, ou « À consommer avant fin ... » dans les autres cas. Microbiologie prédictive et création d’un nouvel aliment Mr SENOUCI BEREKSI Mohamed 3 1. Cinétique de destruction thermique des microorganismes à température constante : a. Courbe de survie d'une population bactérienne à une température donnée : À une température haute et constante, la survie d'une population microbienne est évaluée en fonction du temps d'exposition à cette température. Les microorganismes qui restent revivifiables sont quantifiés après un traitement d'une durée déterminée. Il existe, en fonction du temps d'exposition, une décroissance exponentielle de la population (Fig. 1). Fig. 1 - Courbe de survie d'une population bactérienne à une température supérieure à sa température maximale de croissance À partir de cette courbe, il est possible de déterminer la vitesse d’inactivation qui suit une cinétique d’ordre 1 : dN - la vitesse d'inactivation : V = ------- = ─ kT (N) dt Cette vitesse dépend de la charge microbienne initiale présente dans l'aliment. Le temps de traitement à une température donnée sera d'autant plus long que l'aliment est plus contaminé. À partir de la courbe de survie, plusieurs paramètres caractérisant le traitement thermique peuvent être définis.  Temps de réduction décimale (DT) : Il est défini comme le temps de chauffage nécessaire pour inactiver 90 % des microorganismes présents au début du traitement à une température T. Il s'exprime en minutes et est calculé pour une température donnée, qui est en général notée en indice (DT) ; il diminue lorsque la température augmente. Microbiologie prédictive et création d’un nouvel aliment Mr SENOUCI BEREKSI Mohamed 4 DT est déterminé graphiquement par le temps de traitement la température étudiée permettant une réduction de la population d'une valeur égale à 1 en utilisant une échelle log décimal : log10(N) = f(t) (Fig. 2).  Facteur d'inactivation thermique (Z) : effet de la température Il représente l'élévation de température qui diminue d'un facteur 10 le temps de traitement (DT), ou qui diminue d'une valeur égale à 1 en utilisant une échelle log décimal du DT à la température étudiée. Le DT décroît avec la température selon une fonction exponentielle. Z est déterminé graphiquement comme étant l'inverse de la pente de la courbe : log DT = f(T) (Fig. 3). Les spores de Bacillus stearothermophilus, ayant un Z voisin de 10 °C, sont souvent utilisées comme microorganismes tests pour déterminer un barème de stérilisation. En effet, Z étant élevé, ces spores seront parmi les plus résistantes à un traitement thermique. Fig. 2 : Fig. 3 : Microbiologie prédictive et création d’un nouvel aliment Mr SENOUCI BEREKSI Mohamed 5  Valeur stérilisatrice FZT ou Fo : C'est le temps, exprimé en (min), d’un traitement thermique effectué à la température de référence (121,l °C), nécessaire pour détruire une population de microorganismes. Un traitement à une température T, d'une durée égale à (1.DT) minutes, réduit de 101 fois la contamination. Un traitement de durée égale à (n.DT) minutes réduit de 10n fois la contamination. b. Intérêt de ces grandeurs :  DT renseigne sur la résistance relative des microorganismes à un traitement thermique à une température donnée. Exemple : Valeurs de DT, - pour E. coli, 1,5.107 dans le lait : DT à 60 °C = 6 - 7 min ; - pour E. coli, 5.107en tampon à pH 7 : DT à 60 °C = 0 - 3 min ; - pour S. aureus : DT à 73 °C variant de 0,20 à 2,20 min selon les milieux de traitement.  Z est intéressant pour comparer l'efficacité de différents traitements. Il reflète le degré de résistance du microorganisme aux traitements thermiques. Exemple : Dans des conditions déterminées et sur une population bactérienne donnée dont le facteur d'inactivation thermique Z = 4 °C (une élévation de 4 °C permet de multiplier par 10 la vitesse d'inactivation ou de diviser par 10 la durée du traitement thermique), un traitement à 68 °C pendant 3,5 min est satisfaisant, de même que le seront un traitement à 64 °C pendant 35 min ou un traitement à 72 °C pendant 0,35 min.  FZT est utilisée pour établir les barèmes de stérilisation. 2. Facteurs influençant la destruction thermique des microorganismes : Selon l'aliment considéré, ou expérimentalement selon les conditions du traitement, les valeurs de DT (en particulier) varient. Les principaux facteurs de variation sont liés à la fois à la nature du milieu traité et aux caractéristiques de la population contaminante.  Degré d'humidité : La résistance des microorganismes à la chaleur augmente lorsque le degré d'humidité du milieu diminue. Cet effet est lié à la dénaturation thermique des protéines, facilitée en présence d'eau du fait de la création de groupes – SH (provenant des liaisons S-S) ; la présence de uploads/Industriel/ cours-microbiologie-predictive-m2-aacq-2021-2022.pdf