Ecologie

Qu’est ce que l’écologie microbienne

étude des interactions :
entre micro-organismes et l'environnement,  
entre les populations microbiennes,  
entre microorganismes et les organismes supérieurs végétaux et animaux
étude du rôle microorganismes dans le fonctionnement des écosystèmes naturels ou anthropisés
étude des mécanismes du pouvoir pathogène des microorganismes et des réactions de l'hôte
exploitation des activités microbiennes dans les domaines de la santé, l'agronomie, l'environnement et l'industrie
méthodologies et outils moléculaires et biochimiques permettant:
de détecter et de caractériser les micro-organismes en milieu naturel
d'étudier leur diversité
de mesurer leur activité  
d'évaluer leur pathogénicité
d'étudier leur devenir en environnement complexe






Ecologie Microbienne des Aliments

Introduction en( 6 questions)
1- Pourquoi conserver les aliments ? Pour ajuster production et consommation. Aliments périssables
2- Qu'est-ce qui gâte l'aliment ?
La dégradation des aliments est surtout due aux germes (bactéries, moisissures), et c'est ceque l'on va étudier ci-après. Dégradation due aussi aux "pests" (insectes), aux enzymes (peroxydase des petits pois, polygalacturonase qui hydrolyse la pectine des tomates…), et à des facteurs physiques (transfert de gaz dans l'oeuf) et chimiques (oxydation des lipides).
3- Qu'est-ce que l’écologie vient faire ici ?
Ecologie = étude des interactions (les vivants dans leur environnement). Ici, les microorganismes, l’environnement c’est les aliments. Faire de l’écologie c’est étudier les facteurs environnementaux qui déterminent la croissance (ou la non-croissance) de chaque microorganisme. Le but étant d’utiliser ces facteurs comme « barrières » pour conserver l’aliment sous forme comestible le plus longtemps possible.
4- Comment résister aux microbes ?
Pour conserver les aliments, il faut combattre les germes, par 3 approches complémentaires :
1- Eviter la contamination,
2- Tuer les germes, et/ou
3- Inhiber leur développement =>
5- Le plus important de ce cours:
1- On peut tuer les bactéries par la chaleur. Retenir qq t°C critiques + expliquer D& z (je crois qu’il parle ici de thermo bactériologie voir cour de azokpota remise à niveau)
2- On peut inhiber les bactéries par le froid. Il faut retenir quelques t°C critiques
3- Les aliments "secs" ou "acides" sont protégés. Il faut savoir quelques aw et pH critiques (facteurs intrinsèque ‘activité de l’eau et l’acidité composition etc.)

I - Micro-organismes des aliments : Contaminations
1.1- Nature des micro-organismes:
Bactéries, Moisissures, et Levures peuvent se développer dans l'aliment et le dégrader. Parasites et Virus n'y "poussent" pas mais peuvent présenter un danger pour le consommateur

1.2- Conséquences de la présence de micro-organismes: amélioration, dégradation, danger
Ø Positif (Avantage) : Amélioration de l'aliment: meilleure conservation et qualités organoleptiques, grâce à une flore utile, auxiliaire de fabrication (ex: yaourt, choucroute, fromage, vin…)
Ø Négative (inconvénient) : Dégradation de l'aliment: détérioration des qualités diététiques et organoleptiques, à cause de la flore banale de contamination (germes non pathogènes qui pourrissent, moisissent, ramollissent, poissent et créent de mauvaises odeurs et couleurs sur les aliments = répugnant)
Ø Danger pour le consommateur:
– Accumulation de bactéries pathogènes & leurs toxines (ex. Salmonelles, TIAC)
– Accumulation de métabolites toxiques (mycotoxines, catabolites toxiques comme l'histamine les amines biogènes)

1.3- Contaminations : origine des micro-organismes dans les aliments
1.3.1- Contamination endogène (maladie infectieuse, bactériémie)
- L’animal est malade ou porte le germe avant l’abattage (exemple salmonellose chez les volailles). Pour pallier ce type de contamination on interdit l’abatage et la consommation des animaux malade (grippe aviaire, Arrêté Ministériel d’octobre 2007 au bénin : abattage des animaux malades interdit). Ou alors l’animal est sain mais présente des lésions par lesquels les microbes l’envahissent (Rôle de l’inspection sanitaire pour éliminer ces carcasses de la chaîne alimentaire)
- Contamination endogène par bactériémie
– Bactériémie digestive/bactériémie d’abattage: il y a un passage post-prandial normal de bactéries et de spores depuis la lumière intestinale vers le sang ou la lymphe (Importance de la diète hydrique, de la saignée complète, éviscération précoce, dans les élevages de poules pondeuses avec infection latente par Salmonella enteritidis, certains oeufs sont contaminés avant la ponte (contamination verticale))

1.3.2- Contamination exogène (animal, environnement, personnel)
* Germes présents "sur" l’animal: il faut éviter leur transfert à viande, oeuf, lait
* Contamination par l’environnement :
Matières-I, Matériel, Milieu, Méthode et Main d'oeuvre,Milieu : Bâtiments et locaux
Matières premières: contamination croisée (ex.: épices pleines de spores de Bacillus, légumes terreux…)
Main d'oeuvre : Hygiène & formation du personnel. Problème des porteurs sains

II – Multiplication des microorganismes dans les aliments
2.1- Courbe de croissance
X= temps, Y= Log10 (nb cell./ml)
En simplifiant on distingue 4 phases:
A ou 1- phase de latence
B ou 2- phase de croissance exponentielle
C ou 3- phase stationnaire
D ou 4- phase de décroissance
Je représente ici la courbe de croissance
En fait les courbes réelles sont plus arrondies, le plateau dure longtemps, et la décroissance est lente. On distingue aussi parfois une phase d'accélération (entre A & B) et une phase de décélération (entre B-C).

2.1.1- phase de latence: le taux de croissance est nul,
Le nombre de bactéries est constant. Les germes se réparent et se préparent: Ils s'adaptent au milieu en synthétisant les enzymes nécessaires, et se réparent trous et cassures. La durée de latence dépend de l'état du germe (fort inoculum en phase exponentielle dans milieu identique = latence très brève; germes très peu nombreux stockés au frigo ou lyophilisés = la latence longue).
La latence sera longue si faible inoculum ou milieu défavorable (pH acide, température basse).

2.1.2- phase de croissance exponentielle
Elle donne une droite en Log : taux de croissance maximal, chaque cellules peut se diviser, il n'y a pas de nutriment limitant.
Pour des bactéries "rapides", T=15-20 min (3 ou 4 doublements par heure).
2.1.3- phase de croissance stationnaire:
Cette phase n’est pas statique, mais autant de germes meurent que de germes naissent. C'est le milieu de culture (ou l'aliment) qui détermine la densité bactérienne au "plateau", qui est fonction du nutriment limitant, et éventuellement des compétitions entre bactéries d'espèces différentes (c'est ça, l'écologie).
2.1.4- phase de décroissance:
Elle correspond à la lyse des bactéries, car trop de "déchets" dans le milieu (par ex acide lactique qui diminue le pH) et plus assez de nutriments.

2.2- L'effet des bactéries
Cet effet dépend de leur Densité :
Les effets des bactéries ne sont "visibles" qu'au delà d'une certaine densité
(sauf germes très pathogènes: une seule cellule de Mycobacterium peut donner une tuberculose)
- 106 germes/g suffisent en général à donner une TIAC (dose minimale infectieuse Salmonelles)
- 107 germes/g suffisent à donner une odeur désagréable à un aliment, à troubler un liquide
- 108 germes/g suffisent à modifier l'aspect de surface (limon gluant)
- 109 germes = une colonie visible sur une boite de pétri

2.3- Les facteurs nécessaires à la croissance bactérienne
Pour croître la bactérie a besoin d' Eau + Temps + Température + Acidité + Nutriments + Oxygène.
Les valeurs critiques pour ces paramètre dépendent de l'espèce bactérienne
E- Eau, humidité suffisante, mesurée par: Aw
T- Temps : durée suffisante dans les bonnes conditions
T- Température permettant la croissance
A- Acidité, pH permettant la croissance. Bactery préfère la neutralité. Est-elle Suisse ?
N- Nutriments (ou composition chimique): les bactéries doivent manger (concentration acceptable)
O- Oxygène, ou PAS d'oxygène (anaérobiose) : cela dépend de la bactérie
La teneur en eau, le pH et les nutriments sont "dans l'aliment": facteurs intrinsèques
La température (et le temps) et l'oxygènes sont "autour de l'aliment": extrinsèques

Notons que les facteurs extrinsèques sont plus faciles à modifier.

2.3.1- Facteurs extrinsèques
2.3.1.1- Température:
Rien de plus important que la température dans les extrinsèques Chaud tue – Froid stoppe. C'est simple, mais très important :
- Température supérieure à t°C maxi TUE les bactéries (en dénaturant leurs enzymes protéine et autres). Sauf s'il y a des spores. Donc le chaud va permettre de stériliser les aliments, stables ensuite à t°C ambiante.
- Température inférieure à t°C mini STOPPE les bactéries (enzymes immobilisées).
Donc, le froid ne va PAS stériliser les aliments. Ils sont stables tant qu'il fait froid, mais quand la t°C remonte, les germes redémarrent et l'aliment peut se dégrader.



Ø Action de la CHALEUR sur les bactéries
La chaleur peut tuer les bactéries. Car elle inactive les enzymes et coagule les protéines de structure (dénaturation irréversible), il stoppe la réplication de l'ADN. Les paramètre d’application de la chaleur dépendent de (on doit chauffer plus ou moins suivant) :
- la thermorésistance de "la bactérie",
- le nombre de bactéries à détruire (la charge microbienne)
- les conditions de milieu (pH notamment)
- le type d'aliment à obtenir (pasteurisé ou stérilisé).
La thermorésistance, c'est la capacité d'une bactérie à résister à un traitement thermique létal, caractérisée par 3 paramètres: D à une température donnée (t°C) et Z et F.
Dt : temps de réduction Décimal (D comme Dé-cimal, et D est un temps, en minutes) (N/10)
Z = augmentation de t°C divisant D par 10
Facteurs de variation de la thermorésistance des germes
- Acidité: la thermorésistance s'abaisse quand le pH s'abaisse. A pH acide, D diminue (il faut moins longtemps pour stériliser, surtout si pH<4.5). C'est pour cela qu'on rajoute des aliments acides dans les conserves de poisson (maquereau au vin blanc, sardines au citron ou à la tomate): cela permet de les stériliser sans les chauffer trop.
- Composition de l’aliment: protéines et les lipides "protègent" les bactéries, et augmentent la thermorésistance. Sauf les acides gras polyinsaturés
- Activité en eau: la stérilisation est plus facile en milieu humide. L'eau favorise le transfert de chaleur, et "ramolli" les bactéries (bof?). Par contre la stérilisation est difficile en milieu gras ou sec:
- Transfert de chaleur et physique de l'aliment : masse, forme, liquide ou solide, …
- Facteurs de thermorésistance liés aux germes:
Nature des micro-organismes: évident, sporulés, non sporulés. & streptocoques, coliformes
Nombre initial de germes: évident, plus il y de germes, plus ils résistent (Aussi: les substances libérées par les germes tués peuvent protéger les autres.
Stade physiologique: évident pour spore > forme végétative.
Association de germes: les plus résistants peuvent "aider" les autres (composés protecteurs)

Ø Action du FROID sur les bactéries
On classe les bactéries en bactéries psychrophiles, mésophiles, thermophiles.
Psychrophile: ne pousse qu'à température basse, mini: -5/5°C, opti: 12/15°C, maxi: 15/20°C
Psychrotrophe : aime froid, mais supporte tiède. mini -1/5°C, opti: 25/30°C, maxi: 35/40°C
Mésophile: mini 5/15°C, opti: 30/45°C, maxi: 35/50°C
Thermophile: termonichochô: mini: 35/45°, opti: 55/75°C, maxi: 60/90°C

Remarques
- Les thermophiles poussent beaucoup plus vite que les autres, mais meurent vite aussi (sauf s'ils font des spores) par ex.: dans une boite de conserve "ratée" contenant des spores thermophiles, et testée à 55°C, le plateau est atteint en quelques h, et la boite gonfle, mais "auto-stérilisation" en 12 h.
- Psychrophiles poussent plus lentement que les autres, et persistent très longtemps Par ex.: dans un frigo pas assez froid, les listeria atteignent leur plateau en quelques jours, et persistent des semaines…
- Psychrotrophes et Psychrophiles: température mini 0°C, mais croissance lente.
- Mésophiles (majorité des pathogènes): t mini 10°C, t optimale: 37°C, t maxi: 50°C

Ø Effets du froid sur les bactéries
Réfrigération correspond à l’abaissement de la température à une valeur inférieure à la température ambiante mais supérieure au point de congélation du produit (l'eau reste liquide. La réfrigération diminue la vitesse de croissance (augmente le temps de doublement) et diminue la vitesse de démarrage (augmente la phase de latence).
Elle permet donc une augmentation de la durée de conservation (la viande se garde 1 jour à 22°C mais 10 j à 0°C). La réfrigération sélectionne les bactéries psychrophiles (ex.: bien que "lentes", Peudomonas & Listeria sont avantagées au frigo) et amène les bactéries vers une nouvelle adaptation

Congélation correspond à l’abaissement de la température à une valeur inférieure au point de congélation (zéro degré dans l'eau pure, mais pour la viande : <-1,4°C). Elle arrête la croissance bactérienne (eau libre disparaît, lipides membranes solides). La congélation tue certaines bactéries (9 cellules Gram- sur 10): effet létal partiel et sélectif (coques et gram+ résistent mieux).



2.3.1.2- Redox : Potentiel d'oxydo-réduction et Oxygène
Le potentiel redox est la capacité à accepter ou céder des électrons (oxydation:perte d’électron / réduction: gain d’électron)
Dans l'aliment, le potentiel redox est difficile à mesurer et variable dans le temps.
Les bactéries ont des comportements variés vis à vis du potentiel redox et de l'oxygène:
- Aérobies stricts: exemple Pseudomonas psychrophiles des tanks à lait, Bacillus Ces bactéries profitent (comme nous) de la respiration qui permet d'utiliser au mieux l'énergie des nutriments. Elles "détoxifient" les radicaux oxygénés grâce à des enzymes spécifiques (SOD= super oxyde dismutase, et catalase)
- Aérobies facultatifs ou Aéro-anaérobies: entérobactéries (Salmonella, E.coli), levures
- Microaérophiles: croissent en présence d'une faible teneur en O2: lactobacilles & autres bactéries lactiques. Non pathogènes, ils entrent en compétition avec les pathogènes. On les utilise dans les produits laitiers fermentés (yogourt, fromages), et sur les viandes sous atmosphère modifiée (milieu microaérophile sous l'emballage étanche de la barquette).
- Anaérobies stricts: Clostridium botulinum et perfringens.
Applications de ces concepts:
- désinfectants oxydants (eau oxygénée, acide peracétique, produits chlorés ou iodés)
- risque des TIAC à Clostridium dans les grosses pièces de viande.
- utilisation des atmosphères modifiées pour favoriser les lactobacilles



2.3.2- Facteurs intrinsèques
Eau, pH, redox, composition et structure

2.3.2.1- Eau : Eau disponible (activité en eau)
aw c'est l'activité en eau de l'aliment, ou activité hydrique. Attention ! Ce n'est PAS la teneur en eau (eau "totale"). aw c'est l'eau disponible pour la multiplication des germes (de 0 à 1). C'est aussi l'eau qui peut s'évaporer à la température ambiante
Ø Mesure de l'aw
Dans une enceinte, avec un hygromètre. On mesure le taux d'humidité de l'air à l'équilibre sur de l'eau pure (référence 100%). On mesure ensuite le taux d'humidité sur l'aliment à tester. L'aw est le rapport des deux taux (aw de l'eau pure = 1.00)
Ø Comment baisser l'aw ?
Les germes ont besoin d'eau disponible pour pousser. Les aliments naturels ont des aw élevés (0.98 - 0.99), qui conviennent parfaitement aux germes..
Viande, poissons aw = 0.99 (teneur en eau 75%)
Légumes aw = 0.99
Fruits aw = 0.98
Charcuterie sèche aw = 0.85-0.95
Pain frais aw = 0.78 (teneur en eau 30%)
Confitures aw = 0.75-0.80
Céréales aw = 0.70
Nouilles, épices aw = 0.30-0.50
Pour inhiber, faut baisser l'aw. On va donc chercher à diminuer l'aw des aliments pour diminuer la croissance des germes.
- Enlever de l'eau: sécher, déshydrater, voire lyophiliser.
- Ajouter sel ou sucre (ou composés de petit PM) rend l'eau indisponible et abaisse l'aw :
A 25°C, aw = 0.9 pour une solution de sel (NaCl) à 160g/l et pour une solution de sucre (saccharose) de 1400 g/l.
- Congeler aussi abaisse l'aw (glace à -18°C . aw = 0.84)

Remarques
Attention ne pas confondre aw et teneur en eau, même s'il y a un lien entre les deux. Par exemple, les fruits secs contiennent 20% d'eau, la viande séchée 10% d'eau et les noix sèche 5% d'eau. Or ils ont tous trois la même aw = 0.7. Pour ceux qui veulent savoir quel lien il y a, c'est exprimé par la courbe de sorption:
Je dois insérer ici les courbes de sorption
- Aux très faibles teneurs en eau, tout est très fortement lié, jusqu'à aw =0.65 (rien ne pousse)
- Quand la teneur en eau augmente au delà, une partie de l'eau devient disponible (eau solvante)
- Cependant si dans cette eau il y a beaucoup d'ions, d'électrolytes, de molécules de petit PM comme le sucre des fruits sec, l'aw monte peu, et l'eau n'est pas disponibles pour les bactéries.
Comme avec le froid, on range les micro-organismes dans différentes classes suivant leur résistance aux activité de l’eau: Hygrophiles, mésophiles, xérophiles (xeros = sec en grec). On parle aussi de halotolérants et halophiles (halos = sel en grec). Mais le plus utile à savoir c'est que
- les bactéries "normales" ont besoin de beaucoup d'eau libre: Bactéries 0,93 < aw < 0,99
- les coques tolèrent mieux le sec que les bacilles, et S. aureus est la plus "dromadaire" des bactéries pathogènes
- Staphylococcus aureus : aw limite 0.86 mais croissance au dessus de 0.90
- les levures arrivent à croître au dessus de 0.8
- les moisissures sont les plus résistantes au sec, et poussent au dessus de 0.7, mais lentement.
Pour les bactéries pathogènes les seuils minimaux de croissance sont :
aw > 0.95 Clostridium perfringens
aw > 0.94 Salmonelles
aw > 0.93 Clostridium botulinum (correspond à 10% de NaCl)
aw > 0.90 Staphylococcus aureus (on trouve aussi la valeur 0.86 car staph pousse au dessus de 0.90, mais "résiste" au dessus de 0.86, et ne fabrique de toxine qu'à + de 0.93)
Réglementation: Préparation alimentaire stabilisée si aw ≤ 0.91
Stable aussi si aw < 0.95 et pH < 5.2

2.3.2.2- pH
Les bactéries se multiplient bien vers pH 7 mais chaque bactérie a un pH optimal de croissance (entre 4.5 et 9). Les bactéries lactiques ont un pH optimal voisin de 5. Staphylocoques et listeria sont relativement acido-tolérants (pH minimum croissance 4.2-4.3). Les levures (pH 2 à 9) et les moisissures (pH 1.5 à 10) ont des pH optimaux plus bas que les bactéries: les aliments acides moisissent facilement (pensez aux oranges) Donc, la réglementation dit que les aliments acides, pH < 4.5 sont considérés comme stables (pas de croissance bactérie)
Ø Quel est le pH des aliments ?
Certains aliments sont "très" acides: pas de croissance bactérienne possible (mais moisissures oui)
Ex : Yogourt pH 4.5 Jus et fruits pH 4 (3.5-4.9) Citron & vin 2, Coca pH 1.5, Estomac pH 1
D'autres aliments sont relativement acides et donc relativement protégés,
Ex : Viande pH 5.6 (après la phase de rigidité cadavérique, mais viande surmenée pH 6.2) Légumes pH 5.2-6.2 moins bien protégés que les fruits. Mais leur structure "cellulaire" rigide et leur pauvreté en protéines limite le développement bactérien dans les légumes, sauf bactéries spécialisées (Erwinia carotovora), non pathogènes pour nous. Le blanc d'oeuf a pH 9 (après quelques jours) est trop basique pour les salmonelles.
Par contre les aliments neutres, comme le poisson pH 7, sont très "fragiles".
Ø Pourquoi les bactéries sont elles inhibées à pH acide ?
- Modification de la disponibilité des métaux du milieu (co-facteurs enzymatiques)
- Modification de la perméabilité membranaire (perméases des cations bloquées par H+)
- Ralentissement du métabolisme enzymatique: si les acides entrent dans la cellule (cf. cidessus) le cytoplasme s'acidifie et les enzymes intracellulaires ne sont plus au pH optimum.

2.3.2.3- Structure physique et composition de l'aliment (nutriments)
Ø La Structure
La Structure physique de l'aliment constitue des Obstacles & barrières naturelles. Souvent les procédés technologiques conduisent à enlever ou fragiliser ces barrières. On doit donc les reconstituer si possible: emballages divers, "croûte" du pain et du fromage, gels et émulsions qui "immobilisent" les bactéries, et tous les autres procédés (pH, aw, t°C)



Ø Nutriments favorables aux bactéries : Composition de l’aliment:
- Les aliments d'origine animale ou végétale sont a priori favorables au développent bactérien, car ils contiennent tous les nutriments nécessaires. Cependant l'équilibre de ces nutriments peut favoriser tel ou tel germe. Ainsi les produits sucrés (jus raisin) favorisent les levures.
- Les bactéries utilisent plus facilement le glucose que l'amidon, et les acides aminés que les protéines, mais beaucoup de micro-organismes ont des enzymes protéolytiques.
- Beaucoup de bactéries, les pathogènes notamment, se développent particulièrement bien sur les denrées animales, jus de viande et jaune d’oeuf notamment (protéines).
CONCLUSION
En résumé, pour conserver les aliments, il faut combattre les germes, par 3 approches complémentaires :
1- Eviter la contamination,
2- Tuer les germes, et/ou
3- Inhiber leur développement
Le plus important de ce qui précède c'est que:
1- On peut tuer les bactéries par la chaleur. Savoir expliquer D, z et certaines t°C critiques
2- On peut inhiber les bactéries par le froid. Savoir quelques t°C critiques
3- Les aliments "secs" ou "acides" sont protégés. Savoir quelques aw et pH critiques
Effet combiné des différents paramètres: Synergie des inhibitions.
Théorie des Barrières, ou « haies » : chacun des facteurs de maîtrise du développement microbien peut être considéré comme une "barrière. Les germes, pour se développer, pour arriver au but, doivent "sauter" successivement toutes les "haies". C'est une image, bien sûr, mais l’apposition de plusieurs barrières peut permettre d’éviter la multiplication microbienne: l’effet cumulé de plusieurs facteurs, chacun insuffisant (non inhibiteur pris individuellement), peut permettre de préserver l’aliment
Ainsi, une préparation alimentaire est stabilisée si soit aw ≤ 0.91 (ex.: pain) soit pH ≤ 4.5 (ex.: yogourt) mais aussi si aw < 0.95 et pH < 5.2 (ex.: saucisson)

Interactions entre Micro-Organismes dans l'Aliment (ceci peut être considéré comme facteur exptinsèque)
On distingue, comme pour les interactions entre animaux ou végétaux, différents types d'interactions:
- neutralisme, coopération (croissance favorisée des 2 bactéries en présence) ;
- commensalisme (meilleur développement de A sous l’influence de B) ;
- compétition ou antagonisme (croissance défavorisée des 2 actéries) ;
- amensalisme (B inhibe A sans tirer de profit) ;
- Parasitisme.
Trois exemples d'interactions importantes dans les aliments:
ü Coopération (mutualisme): le yaourt résulte de l'action de 2 ferments lactiques à 40- 45°C. Streptococcus thermophilus produit des facteurs de croissance favorables à Lactobacillus bulgaricus, et vice-versa. Au début de la fermentation, ce sont surtout les "streptos" qui agissent, puis ils laissent progressivement la place aux "lactos", plus résistants en milieu acide. Les 2 germes fermentent donc le lait plus vite et mieux qu'un seul.
ü Compétition (antagonisme) : les microorganismes ont besoin d’un même substrat pour croître. C’est donc le microorganisme le plus rapide au niveau de son métabolisme qui domine. On a ainsi : bactéries > levures > moisissures. En effet, les bactéries sont des procaryotes et se multiplient plus vite que les eucaryotes en conditions optimales (Aw élevé, pH neutre, aliment sucré).
ü Inhibition (amensalisme): Leuconostoc et Lactobacilles synthétisent des bactériocines. Ces protéines, actives surtout contre les Gram-, inhibent les Listeria (G+). Ces interactions jouent un rôle en industrie laitière. Cependant, les industriels n'utilisent actuellement pas de souches spécifiquement sélectionnées sur ce critère (recherches actives aux USA).

Conservateurs / antimicrobiens
Ils peuvent être extrinsèques si on y plonge l'aliment (cerises à l'eau de vie, petit salé"), ou si on les ajoute à l'aliment. Pour certains d'entre eux ils sont aussi intrinsèques lorsqu'ils sont présents naturellement dans l'aliment. Les deux sont présentés ici pour simplifier, minéraux d'abord, puis organiques.
Chlorure de Sodium : NaCl. Un conservateur MAJEUR. L'utilisation du sel sera largement développée dans le cours sur les salaisons. Son effet majeur sur les bactéries est d'inhiber la croissance en diminuant l'activité de l'eau aw
Nitrates et nitrites: Na et K - NO3 et NO2. Utilisés en salaison (E250 max 150 ppm) pour inhiber Clostridium botulinum (germination et croissance) et pour donner avec l'hémoglobine une belle couleur rouge. Utilisé aussi sur certains fromages (Hollande) pour inhiber la germination des clostridies gazogènes qui font exploser ces fromages.
Le mode d'action antibactérien est mal connu. Toxicité mineure (sauf nouveaux-nés) vue ailleurs.
Sulfite de sodium (E220): permet le contrôle de la vinification (inhibe bactéries et moisissures en épargnant les bonnes levures), et ajouté aux fruits secs (pruneaux).
Conservateurs organiques:
Acides organiques.
- Acides gras : acide acétique CH3-COOH et acétates (E260). Conservation des cornichons, des "pickles", marinades (poisson) dans le vinaigre.
- Propionate CH3-CH2-COOH de calcium (E280 antifongique / pâtisseries sous plastique, car sans effet sur levure boulanger).
- Acide sorbique (E200 avec 6 C & 2 =) et acide benzoïque (E210 cycle C6-COOH) inhibent moisissures et levures. Acide ascorbique, citrique (E330) et lactique ajoutés: baisse du pH.
Fermentations: Acide propionique naturel du gruyère anti-moisissures. Acide lactique naturel du yogourt. Acide acétique de la choucroute. Toxicité nulle. Alcools : les produits naturellement fermentés se conservent bien (le vin contient plus de 10% d'alcool et son pH <4).
Les pâtisseries contenant un peu d'alcool (ajouté) ne moisissent pas.
Fumage: traitement par la chaleur et élimination d'eau et dépôt de substances antiseptiques, notamment acides, phénols, et aldéhydes (mais risque de dépôt de cancérigène comme le benzo-a-pyrène si fumage mal conduit)
Sucrage : utilisé dans les confitures. Comme le sel (mais moins fort), le sucre diminue l'activité de l'eau, aw. De plus, la cuisson solubilise la pectine des fruits, qui se solidifie en refroidissant, mais uniquement s'il y a assez de sucre dans le milieu. Le gel ainsi formé limite la dispersion des contaminants et la progression des microbes.
Antibiotiques : en France, interdit d'ajouter un antibiotique dans l'aliment (la Nisine, antibiotique produit par Lactococcus lactis, est ajoutée dans des fromages aux USA pour lutter contre C. perfringens et listeria)
Atmosphères modifiées (voir en fin de poly aspects technologiques)
La conservation sous atmosphère modifiée a pour but de remplacer l'air par des gaz, principalement l'azote et le dioxyde de carbone.
CO2 : agit sur le produit et sur les germes. Avantage: le produit se conserve plus longtemps par inhibition de la croissance microbienne, inactivation des enzymes, et absence d'oxydation des lipides. Presque tous ces aliments oivent être conservés au frais, et sous un emballage imperméable aux gaz, mais le délai de consommation peut atteindre plusieurs semaines.
Effet sur les bactéries
L'emballage sous atmosphère modifiée inhibe les bactéries aérobies en raison de l'absence d'oxygène, et aussi de l'effet bactériostatique du CO2. Cela réduit les pertes d'aliments causées par Pseudomonas sp. et favorise la croissance de bactéries lactiques. Cependant, si cette forme d'emballage parvient très bien à stopper la flore bactérienne aérobie nuisible, les bactéries
anaérobies ou microaérophiles ne sont pas inhibées: Clostridium spp., Campylobacter spp., Listeria monocytogenes. On utilise donc en même temps d'autres moyens bactériostatiques: aw, pH, temps et température de stockage.
Effet sur les lipides
L'emballage sans oxygène empêche de rancir les aliments riches en matières grasses. Dans certains "emballages actifs", des matériaux sont ajoutés afin de modifier la composition des gaz pendant le stockage. Des adsorbants d'oxygène présents dans l'emballage (sachet d'oxyde de fer, par ex.) réduisent le niveau d'oxygène et protègent les graisses.


Maman lire ceci et dite ce que vous en pensez
Comment la congélation tue-t-elle certaines bactéries ?
- les spores résistent très bien, les coques gram+ bien aussi, les bacilles gram– plutôt mal
- les cellules en phase de croissance sont plus sensibles que les cellules en latence
- la destruction se produit au moment où l'eau gèle. Ensuite, le nombre reste stable
- une congélation lente tue plus de bactérie qu'une congélation très rapide (on fait une congélation "flash" dans l'azote liquide pour conserver des souches).
- certaines substances protègent les bactéries = cryoprotecteurs (amidon, sucre, lait, glycérol)
- Ce qui tue (1): Perturbation de la perméabilité par solidification des lipides membranaires
- Ce qui tue (2): Modification de la concentration saline du milieu car les cristaux de glace sont en eau pure. L'eau non gelée contient donc tous les sels et sa pression osmotique monte
- Ce qui tue (3): Action mécanique des cristaux de glace qui écrasent ou percent les cellules.
Des bactéries PATHOGENES qui sont psychrophiles : ils sont quatre :
- Clostridium botulinum E, pousse jusqu'à 3,3°C
- Listeria monocytogenes, 3°C dans l'aliment, et 0°C en milieu de culture, mais très lente
- Yersinia enterocolitica
- Escherichia coli