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Prof. Abdelhafid Boubendir Université Abdelhafid Boussouf, Mila, Algérie Cours

Prof. Abdelhafid Boubendir Université Abdelhafid Boussouf, Mila, Algérie Cours Microbiologie Alimentaire Support pédagogique destiné aux étudiants de Licence et Master en Sciences Biologiques Année 2023 Préface Ce cours est le produit de synthèse d’années d’enseignement de Microbiologie Générale, Microbiologie Alimentaire, Biochimie Microbienne et Génétique Microbienne. Il est destiné à supporter et développer les connaissances des étudiants de Licence et Master en Sciences Biologiques, en particulier ceux de la Spécialité Microbiologie et Biochimie. D’autre part, ce document pourrait aider les étudiants des sciences alimentaires et vétérinaires à se familiariser au sujet de la microbiologie alimentaire. Comme tous travaux, il peut être sujet à des erreurs et manques. De ce fait, il est toujours encouragent et motivant de recevoir des conseils et recommandations de la part des collègues enseignants et chercheurs activant sur terrain. Abdelhafid BOUBENDIR Professeur Microbiologiste Université Abdelhafid Boussouf, Mila, Algérie Le 27-01-2023 a.hafid.bio@gmail.com a.boubendir@centre-univ-mila.dz https://www.researchgate.net/profile/Abdelhafid_Boubendir Polycopié Cours Microbiologie Alimentaire Dr. Abdelhafid BOUBENDIR - 3 - Introduction générale 5 Chapitre I : Rappel sur la classification des microorganismes 7 Les proportions de GC (% de GC) 8 L'hybridation ADN-ADN 8 Chapitre II : Les intoxications alimentaires 10 Chapitre III : Les grands groupes microbiens intéressants la microbiologie alimentaire 13 1. Les bactéries lactiques 13 1.1. Métabolisme général des bactéries lactiques 13 1.1.1. Définition du métabolisme 13 1.1.2. Enzymes et métabolisme 14 1.1.3. Voies du catabolisme des sucres 14 1.2. Les exigences nutritionnelles des bactéries lactiques 16 1.3. Taxonomie 17 1.3.1. Les cocci 17 1.3.2. Les bacilli 20 1.4. Rôle des bactéries lactiques dans l'alimentation 22 1.5. Culture 23 2. Les Entérobactéries 24 2.1. Caractères généraux du groupe 24 2.2. Classification et identification 24 3. Culture 27 3. Les microcoques 28 4. Les bactéries sporulées 29 4.1. Les bactéries sporulées aérobies: Genre Bacillus 29 4.2. Les bactéries sporulées anaérobies: Genre Clostridium 29 5. Les levures 31 5.1. Caractères généraux et taxonomie 31 5.2. Rôle dans l'alimentation 32 6. Les moisissures 33 6.1. Caractères généraux et taxonomie 33 Polycopié Cours Microbiologie Alimentaire Dr. Abdelhafid BOUBENDIR - 4 - 6.2. Rôle dans l'alimentation 33 Chapitre IV : Les altérations microbiennes des aliments et les moyens de lutte 35 1. Les facteurs influençant la flore d'altération des aliments 35 1.1. Les conditions nutritives 35 1.2. Les conditions physiquo-chimiques 36 1.2.1. La température 36 1.2.2. Le pH 37 1.2.3. L'activité de l'eau 38 2. Les moyens de lutte 40 2.1. Moyens physiques 40 2.1.1. La température 40 2.1.2. La déshydratation 42 2.2. Moyens chimiques 42 Chapitre V : Exemples d'aliments 43 1. Les olives fermentées 43 2. L'ensilage 44 Références 45 Polycopié Cours Microbiologie Alimentaire Dr. Abdelhafid BOUBENDIR - 5 - Introduction générale L'existence des microorganismes date de la création de l’univers mais leur révélation est relativement récente (Van Leeuwenhœk, 1632-1723). Le développement récent de la biologie moléculaire a montré que le monde des microorganismes est de plus en plus immense et sans limite, que ce soit du point de vue biodiversité ou complexité et multitude des voies métaboliques empruntées par ces organismes. Dans le langage commun le terme microbe désigne souvent cet être qui fait du mal à l’homme. Cependant, c’est un élément indispensable à la vie sur terre et aussi un allier utile. Les microorganismes sont des êtres ubiquistes, présents dans l'eau, le sol, l'air et même nos aliments. L'aliment qui est un être vivant ou une partie de lui est un écosystème favorable au développement d'une multitude de germes : bactéries, champignons, protozoaires, virus et agents subviraux, assurant ainsi leurs sources d'énergie et de carbone et trouvant les conditions idéales pour leur survie. Habitants commensaux ou pathogènes des hôtes animales et végétales, saprophytes des eaux et du sol, les microorganismes arrivent par tous les chemins à l'alimentation de l'homme, des animaux et même des insectes. En effet, l'aliment est contaminé par les microorganismes depuis l'environnement de production : ferme d'élevage animal, champ d’agriculture ou eaux de pêche, etc. ; l'environnement industriel : matériel, manipulateur, chaîne de froid, etc. ; pour finir dans les étagères de vente commerciale au niveau du consommateur. La discipline de la microbiologie alimentaire et d’autant importante et nécessaire vue le développement des industries agro-alimentaires, le grand échange commerciale alimentaire régionale et mondiale. La première partie de ce cours, décris les principaux groupes de microorganismes contaminants les aliments, en insistant sur leur aspect d'altération de la qualité organoleptique et nutritionnel et leur aspect pathogène pour la santé humaine. Aussi, cette partie associe des exemples d’aliments à chaque catégorie de microorganismes par une approche taxonomique et une analyse des facteurs à risque de contamination. Polycopié Cours Microbiologie Alimentaire Dr. Abdelhafid BOUBENDIR - 6 - La deuxième partie traite les principaux facteurs physico-chimiques et nutritionnels influençant l'implantation des microorganismes dans les aliments et les moyens mis en œuvre pour lutter contre ces contaminants. Enfin, une dernière partie, aborde quelques exemples d'aliments fermentés les plus importants dans la consommation quotidienne humaine et animale. Polycopié Cours Microbiologie Alimentaire Dr. Abdelhafid BOUBENDIR - 7 - Chapitre I : Rappel sur la classification des microorganismes La taxinomie ou science de la classification est à la base de toute démarche d'identification. Traditionnellement, les types biologiques sont classés en espèces, genre, famille, ordre, classe, phylum, domaine. En pratique ce sont les notions de genre et d'espèce qui sont surtout utilisées en microbiologie ainsi que les subdivisions au sein d'une espèce: sous- espèce (subsp), sérotype, lysotype, pathotype, biotype, souche, etc. La répartition en espèces et leur classification peuvent être réalisées en fonction de divers critères : phénotypiques, génotypiques et chimiotaxinomiques [8]. Les bactéries peuvent se différenciées par leur caractères phénotypique, par exemple leur forme, leur taille ou leur structure, par leurs activités chimiques, par les éléments nutritifs qui leur sont nécessaires, par la forme de l'énergie qu'elles utilisent, par les conditions physiques dans lesquelles elles peuvent croître, par leur réactions à certains colorants. La classification moderne, phylogénétique des procaryotes se base sur des critères moléculaires : les organismes sont classés principalement selon les différences (ou les similitudes) de leurs acides nucléiques [1]. La phylogénétique est l'étude des relations évolutionnaire entre les organismes, les caractères phénotypiques des microbes ont fournis peu d'informations sur la phylogénie microbienne. Récemment, la comparaison des séquences entre macromolécules à fonctions homologues entre différentes espèces a permis une analyse de la distance évolutionnaire. L'étude de l'ARN 16S ribosomal a été exceptionnellement bénéfique à cet égard [6]. Parmi les techniques génotypiques nous citons : Polycopié Cours Microbiologie Alimentaire Dr. Abdelhafid BOUBENDIR - 8 - 1. Les proportions de GC (% de GC) Dans l'ADN, la proportion de GC (% GC) est la quantité de guanine et de cytosine exprimée en pourcents du total des bases azotées : (guanine + cytosine) / (guanine + cytosine + adénine + thymine) × 100 % Des valeurs similaires de % de GC ne sont pas nécessairement le signe d'une relation taxinomique étroite, tandis que des valeurs fortement différentes suggèrent l'absence d'une telle relation. Parmi les bactéries, le % de GC varie de 24 à 76 [1, 6]. 2. L'hybridation ADN-ADN Dans cette méthode, l'ADN de deux organismes différents sont comparés en déterminant dans quelle mesure les deux échantillons peuvent s'hybrider (par hybridation, on entend l'appariement des bases, entre brins issus d'organismes différents). Plus grand est le degré d'hybridation, plus étroite est la relation entre les organismes. La méthode convient pour étudier les parentés au niveau de l'espèce. Des organismes dont les ADN montrent >70 % d'hybridation stable, pourraient être placés dans la même espèce [1, 6]. Les microbiologistes utilisent la taxonomie microbienne (Figure 1). La taxonomie microbienne communément appelée taxonomie procaryotique, la plus largement acceptée est celle du Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, publiée la première fois en 1923 par l'American Society for Microbiology [9]. 145 Polycopié Cours Microbiologie Alimentaire Dr. Abdelhafid BOUBENDIR - 9 - Polycopié Cours Microbiologie Alimentaire Dr. Abdelhafid BOUBENDIR - 10 - Chapitre II : Les intoxications alimentaires Les termes empoisonnement alimentaire ou intoxication s'appliquent aux gastro-entérites aigues provoquées par l'ingestion d'aliments contaminés par certains pathogènes et/ou par des toxines (Tableau 1) [1]. Dans les pays en voie de développement les intoxications alimentaires sont favorisées par : - Le climat chaud de la plupart d'entre eux. - Le manque de développement des services d'hygiènes qui rend tous contrôle impossible. - La pénurie de vivre qui fait accepter par le consommateur les vivres altérés [10]. Le pouvoir pathogène des bactéries peut dépendre de plusieurs facteurs. Il existe des espèces à pouvoir infectieux qui agissent par envahissement de l'hôte (infection) ; des espèces à pouvoir toxinogéne qui libèrent des toxines dans l'aliment (intoxination); des espèces à caractère mixte qui peuvent provoquées des toxi-infections; enfin d'autres espèces qui agissent par la transformation du substrat qu'elles rendent toxique, produisant ainsi des intoxications. Les intoxications alimentaires les plus répondues sont les suivantes (pour plus de détail se référer au chapitre: Classification des microorganismes intéressant la microbiologie alimentaire) [8]: Le choléra Le choléra se manifeste par des vomissements et une diarrhée abondante qui finit par devenir quasiment de l'eau. L'agent pathogène (certaine souches de Vibrio cholerae) se multiplie dans l'intestin et fabrique uploads/Industriel/ microbiologie-alimentaire-boubendira-cum2023.pdf