MICROBIOLOGIE ALIMENTAIRE

MICROBIOLOGIE ALIMENTAIRE
NOTIONS DE BASE DE LA MICROBIOLOGIE
Ce résumé est complété par 8 fiches sur les bactéries à surveiller dans les métiers de bouche.
Différents types de micro-organismes (ou germes)
– Les moisissures : 1/100o et plus de millimètre, champignons filamenteux microscopiques.
– Les levures : 5/1000o de millimètre, champignons unicellulaires microscopiques.
– Les bactéries : 1/1000o de millimètre, de plusieurs formes : coques, bâtonnets, spirilles, bacilles
grappes, filaments...
– Les virus : 20 à 300/1’000’000o de millimètre, micro-organismes avec un seul type d’acide
nucléique.
(1o = 1 micron = 1μm = 1 millionième de mètre soit mille fois plus petit qu’un millimètre.)
VIRUS
Le mot virus vient du latin « poison ». Ils sont si petits qu’ils ne peuvent être détectés par les
microscopes optiques, uniquement par les microscopes à balayage électronique. Ils existent une
multitude de virus, nous en retiendrons qu’une : l’hépatite A, car elle détruit le foie pouvant être ainsi
mortelle. L’hépatite A est présente dans de nombreux coquillages et fréquemment à la surface des
fruits et légumes. Elle peut aussi se transmettre lors de mauvaises manipulations des aliments.
BACTERIES
Dans le monde des bactéries et levures la vie est très complexe et le temps d’une existence peut
être de quelques minutes à des siècles. Bien que nous ne pouvant pas être aussi affirmatif, on
distingue quatre catégories de bactéries : les utiles – les banales – d’altération – les pathogènes.
Les bactéries utiles
Ces bactéries présentent une utilité pour l’homme par les mécanismes de fermentation qu’elles
produisent :
– La fermentation lactique produisant le caillage du lait : fromage blanc ou caillé.
– Les fermentations lactiques prolongées et de maturation produisant la fabrication, la
maturation et l’affinage des fromages.
– Les fermentations lactiques prolongées et de maturation produisant les saucissons secs.
– Les fermentations diacétyle (double molécule de cétone) produisant les arômes du beurre.
– La fermentation acétique du vinaigre.
– Les fermentations bactériennes industrielles permettant l’obtention de protéines, la
purification des eaux, etc.
Les bactéries banales
Ces bactéries présentent dans des conditions naturelles ne sont pas dangereuses sauf si elles sont
absentes ou si elles deviennent trop nombreuses. Partout où l’eau est présente nous pouvons
observer une présence de bactéries dites banales lorsqu’elles ne nous influencent que peu.
– La flore des eaux.
– La flore des aliments.
– La flore humaine : de la peau – des muqueuses – de la cavité buccale – de l’intestin, etc.
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Les bactéries d’altération des aliments
Les bactéries s’attaquent aux trois principaux constituants des aliments, soit les sucres (cellulose
et glucides) – les lipides ou graisses – acides aminés (protéine = chaîne d’acides aminés) :
– Les bactéries de la putréfaction (protéiniques) : responsables de la dégradation de protéines
des viandes, poissons, œufs et produits laitiers.
– Les bactéries du rancissement (lipidiques) : responsables de la dégradation des matières
grasses ou lipides des viandes, poissons, huiles, beurres.
– Les bactéries altérantes ou de pourrissement (cellulosiques ou glucidiques) : responsables de la
dégradation des sucres, fruits et légumes (c’est-à-dire, de la cellulose et de l’amidon des végétaux)
Les bactéries pathogènes
Ces bactéries entraînent des troubles variables de la santé chez l’homme. Il existe deux
mécanisme ou groupes distincts :
– Les toxi-infections alimentaires ou T.I.A. Ce n’est pas directement la bactérie qui nous infecte,
mais la toxine qu’elle produit qui peut être présente dans une denrée même s’il n’y a plus de bactéries :
salmonelles – staphylocoques – bactéries anaérobies telles que clostridiums perfringens ou botulinum.
– Les maladies infectieuses d’origine alimentaire ou M.I.A. Nous mangeons la bactérie qui va nous
infecté. souvent en produisant une toxine : brucellose – tuberculose bovine – fièvres typhoïdes –
E.S.B. (Encéphalopathie Spongiforme Bovine).
Les toxines agissent de deux façons : les entérotoxines, les plus fréquentes qui agressent les
intestins; et les neurotoxines qui affaiblissent voir paralysent le système nerveux.
Pour plus de détails reportez-vous aux huit fiches sur les micro-organismes pouvant être dangereux
pour l’homme et qui peuvent être présents dans les denrées alimentaires.
Conditions de vie et de multiplication des bactéries
Les principales conditions de multiplication sont la nourriture, l’humidité, la chaleur mais aussi
l’air ou l’acidité. Les bactéries sont asexuées et peuvent se reproduire par scissiparité binaire en
20 minutes dans des conditions optimales : nourriture – chaleur – humidité.
Besoin de substances nutritives
Tout organisme vivant a besoin de nourriture à transformer. A partir de diverses substances
nutritives, les bactéries vont produire entre autre :
– Des substances désirables et appréciables pour l’homme lorsqu’elles sont utiles voire banales.
– Des déchets désagréables lorsqu’elles sont d’altération voire banales si en grande quantité.
– Des poisons appelés toxines T.I.A.et M.I.A. lorsqu’elles sont pathogènes.
Besoin d’eau
– La multiplication bactérienne exige un milieu renfermant un minimum d’eau au environ de
16 à 21%, en fonction du type de bactérie et d’aliment. Le manque d’eau ralentit ou stoppe
la multiplication des bactéries mais ne les tue pas.
– Du moins au plus grand besoin d’eau pour les bactéries : -osmophile ~xérophile +halophile.
– Trois moyens influençant positivement ce facteur pour une meilleure conservation :
la déshydratation (produits lyophilisés) – le salage (morue salée) – le sucrage (confitures).
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Besoin de chaleur
On divise en trois groupes les bactéries dépendantes de la température optimale à leurs croissances. A
remarquer que le froid ralentit leurs multiplications et la stoppe en dessous de -120C, sans les tuer.
– Bactéries psychrophiles (ou psychrotrophes) : températures fraîches entre 100C à 250C.
« bactéries psychrophiles 10 0C à 150C ou bactéries psychrotrophes 15 0C à 250C »
– Bactéries mésophiles : températures moyennes, proche du corps humain, entre 250C à 450C.
– Bactéries thermophiles (ou hyperthermophiles) : températures élevées entre 450C à 700C ou plus.
« bactéries thermophiles 45 0C à 700C ou bactéries hyperthermotrophes plus de 80 0C »
Exigences du milieu en oxygène et en potentiel d’hydrogène (pH)
Certaines bactéries ont besoin d’oxygène, d’autre non. Quand nous parlons d’oxygène, cela
signifie le taux normal d’oxygène qui se trouve dans l’air, soit 21%. Or le taux d’oxygène varie
dans le temps et dépend aussi de l’altitude. Faites bouillir de l’eau au sommet du Cervin.
– Bactéries aérobies ont besoin de l’oxygène dans l’air, les bactéries d’altération ou de
putréfaction se multiplient à la surface des aliments.
– Bactéries anaérobies sont détruites par un taux d’oxygène ambiant de 0,1 à 3%, les bactéries
de rancissement se multiplient à l’intérieur des aliments.
– Bactéries aéroanaérobies : le taux d’oxygène importe peu, elles vont s’adapter.
La plupart des bactéries se développent entre un pH de 5 à 9 (pH neutre = 7), car elles n’aiment
pas les pH extrêmes. Hors ces pH, elles sont inhibées voire détruites. Deux exceptions :
– Bactéries acidophiles supportant des pH de 2.
– Bactéries basophiles (ou alcalinophiles) supportant des pH de 13.
Efficacité des traitements
– Thermisation : Les aliments sont portés à une température située entre 570C et 680C et
maintenues à cette température pendant au moins 15 secondes voire plusieurs minutes. Souvent
employée comme étape intermédiaire, elle diminue la flore microbienne en préservant les qualités
organoleptiques des aliments, sans permettre une longue durée de conservation.
– Pasteurisation : Les aliments sont portés à une température entre 650C et 1200C, et maintenue
pendant le temps nécessaire à l’élimination de tous les germes pathogènes, puis les aliments sont
réfrigérés afin de prévenir la multiplication des bactéries non détruites. Une partie des qualités
organoleptiques sont préservées.
– Stérilisation : Les aliments sont portés à une température entre 1200C et 1800C pendant
quelques minutes à quelques heures, afin de détruire en totalité la flore microbienne pour
permettre une très longue conservation des aliments.
– U.H.T. : Les aliments sont portés à une température située entre 1450C et 1550C en et pour
quelques secondes, puis les aliments sont réfrigérés aussi rapidement que possible afin
d’éliminer tous les micro-organismes et d’empêcher une nouvelle contamination bactérienne.
N.B. : La chaleur ne détruit pas forcément les toxines bactériennes dans les denrées alimentaires.
– Réfrigération : Les aliments sont portés à une température entre 00C et 80C, afin de permettre
une conservation de courte durée.
– Surgélation (ou congélation) : Les aliments qui s’y prêtent sont portés à une température entre
moins 180C et moins 300C, afin de permettre une conservation de plus longue durée.
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– Irradiations : Certaines radiations hors du spectre visible de la lumière peuvent être néfastes pour
les bactéries, bonnes ou mauvaises :
• les ultraviolets (UV) pour une stérilisation en surface
• les infrarouges (IR) ont un effet thermique de la surface vers l’intérieur
• les rayons gamma ou ionisants source radioactive pénétrant au cœur des aliments. Ne pas
utiliser pour les corps gras car ils deviennent rances
• les micro-ondes – ondes électromagnétiques ont un effet thermique sur molécules d’eau qui
s’agitent, se frottent et chauffe ainsi la denrée. Elles ont un effet pasteurisant voir stérilisant.
N.B. : Certaines bactéries se recroquevillent sur elles-mêmes et s’entourer d’une enveloppe à la
résistance exceptionnelle. Il est presque impossible de les détruire. On les appelle des spores, tel
que le bacille du tétanos ou du botulisme.
LEVURES
Les levures sont des champignons unicellulaires microscopiques capables de se reproduire par
bourgeonnement (duplication du noyau d’une cellule) ou par reproduction sexuée (fusionnement du
noyau de deux cellules puis division en 4 ou 8 cellules). Les levures ont la propriété de transformer
les aliments.
Les levures utiles
– Les levures de boulangerie qui permettent de lever les pâtes avant de les enfourner.
– Les levures de fermentation qui permettent de réaliser la transformation des sucres en alcool et
gaz carbonique (CO2).
Les levures d’altérations
– Les levures d’altération dégradent les aliments contenant des amidons (fruits – céréales
précuites – boissons sucrées) ou parfois des graisses (margarines).
Les levures pathogènes
– Les levures pathogènes (Candida Albicans) provoquent des maladies appelées « mycoses », tel
que le muguet des enfants, les vaginites, etc.
Les conditions favorables aux levures
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La présence de substances alimentaires et d’eau.
Un milieu légèrement acide avec un pH optimal entre 4 et 5.
Une teneur variable en oxygène dépendant du type de levures.
Une température optimale entre 250C et 350C.
Les conditions défavorables aux levures
– Une température supérieure à 630C pendant quelques minutes tue les levures.
– Une température de réfrigération à 50C ralentit leur prolifération, à moins 180C les levures
se figent et arrêtent totalement leur multiplication.
– Les désinfectants, les agents conservateurs antifongiques, les rayons ultraviolets et gamma
influencent aussi le développement des levures.
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MOISISSURES
Les moisissures sont des champignons filamenteux microscopiques extrêmement répondues. La
reproduction se fait par sporulation grâce à la différenciation d’une cellule du filament créant
ainsi un sac rempli de milliers de spores, appelé « sporange » qui éclatera à maturation.
Les moisissures utiles
– Les Penicillium intervient dans l’affinage (fabrication d’arômes) des fromages comme les
camemberts (moisissure blanche) ou les roqueforts (moisissure bleue).
– Le Botrytis Cinerea ou pourriture noble destiné à la fabrication des vins flétris comme les
sauternes ou les malvoisies flétries.
Les moisissures d’altération
– De nombreuses moisissures provoquent le pourrissement des fruits et des légumes ou
l’altération de divers aliments tels que viandes, charcuteries, pains, confitures, etc.
– Ces moisissures libèrent des substances très toxiques reconnaissables au changement des
qualités organoleptiques des aliments devenus inconsommable.
Les moisissures pathogènes
– Ces moisissures produisent des mycotoxines dangereuses pour la santé des hommes, car
cancérigènes (l’Aflatoxine B1-B2-G1-G2-M1), mutagènes, neurotoxiques ou allergisantes
(ou l’ochratoxine, les fumonisinines, B1 et B2, la patuline, les trichotécènes, etc.)
– D’autres moisissures entraînent des mycoses provoquant des lésions sur la peau, les poils,
les ongles ou les cheveux, parfois les bronches.
N.B. : L’apparition de ces moisissures permet de signaler un défaut d’hygiène ou de
mauvaises
conditions de conservation. L’aliment détérioré par ces moisissures a souvent été infecté par
des bactéries, il faut donc lutter en permanence contre leurs développements.
Les conditions favorables aux moisissures
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La présence de substances nutritives.
La présence d’eau sans nécessairement avoir besoin d’un milieu humide.
Un milieu légèrement acide avec un pH optimal entre 4 et 5.
Une température optimale aux alentours de 250C, cependant elles peuvent se développer dans
les frigos ou chambres froides à partir d’une température de moins 50C.
– La présence impérative d’oxygène car elles sont strictement aérobies et se développe donc à
la surface des aliments.
Les conditions défavorables aux moisissures
– Les températures de pasteurisation et stérilisation les détruisent.
– Les désinfectants, les rayons ultraviolets et gamma les détruisent aussi.
– Les antifongiques des conserves alimentaires (acide propionique – le diphényle – thiabendazole)
empêchent leurs sporulations.
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LES CONTAMINATIONS DES DENREES ALIMENTAIRES
Différentes voies de contaminations
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La pollution de l’environnement.
Les défauts technologiques lors de production ou de fabrication.
Les défauts technologiques lors de conditionnement.
Les défauts technologiques lors de transport.
Les défauts technologiques lors de stockage.
Les défauts technologiques lors de vente.
Danger de contaminations classées par ordre d’importance
– La malnutrition : rachitisme ou obésité.
– Les contaminations micro biologiques par des germes pathogènes (virus – bactéries – levures –
moisissures).
– Les contaminations par des substances étrangères.
– Les contaminations par des substances radioactives.
– Les contaminations par des composants toxiques naturels.
– Les mauvaises utilisations des additifs ou des auxiliaires de fabrication.
Lutter contre les contaminations micro biologiques
– Empêcher la multiplication du nombre de microbes présents dans les aliments en les gardant à
des températures basses (- 180C) ou au contraire à des températures élevées (+ 630C).
– Minimiser la contamination :
1) En réduisant la pollution microbienne des matériels, des surfaces, de l’air, etc.
2) En protégeant les aliments grâce à des couvercles, des films alimentaires, etc.
3) En éliminant les produits très riches en germes le plus rapidement.
4) En enfermant les aliments fragiles hermétiquement ou sous vide d’air.
– Les méfaits des microbes sont de deux types :
1) Altération des denrées alimentaires : les microbes engendrent des acidifications.
2) Maladies dues aux denrées alimentaires : les microbes se développent dans les
aliments et entraînent des intoxications.
Les conditions empêchant la multiplication des microbes
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Absence totale de nourriture.
Absence d’humidité ou sécheresse du milieu.
Milieu trop acide ou basique (alcalin).
Température supérieure à + 630C (tue les microbes).
Température inférieure à - 180C (inhibe les microbes).
Contaminations chimiques
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Par des résidus de produits phytosanitaires (pesticides).
Par des métaux toxiques.
Par des nitrates, nitrites et nitrosamines.
Par des hydrocarbures halogénés volatils (principalement des solvants chlorés).
Par des résidus de médicaments vétérinaires.
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Contaminations par des résidus de pesticides
Selon leur mode d’action, les pesticides sont classés en quatre catégories :
– Les insecticides luttant contre les insectes. Les D.D.T. (Dichloro-diphényl-trichloréthane) ont
des effets mutagènes, et continuent à polluer les sols malgré leur interdiction depuis 30 ans.
– Les fongicides luttant contre les champignons (moisissures ou levures).
– Les herbicides luttant contre les « mauvaises herbes ».
– Les rodenticides luttant contre les rongeurs.
Contaminations par des métaux toxiques
Les métaux toxiques sont largement utilisés dans l’industrie, l’agriculture, la fabrication et la
conservation des aliments. Ils sont tous nocifs car les métaux s’accumulent dans l’organisme.
Les trois plus dangereux sont :
– Le mercure : Origine : rejets industriels, déchets miniers (l’or), poissons gras. Il attaque le
système nerveux et les reins, mais pose aussi des problèmes auditifs et respiratoires. La dose
journalière admissible est de 0,001 mg/kg de poids corporel.
– Le cadmium : Origine : alliages métalliques, matériaux plastiques, pigments des céramiques,
plantes cadmiophiles (tabac – épinard – cacao). Il s’accumule d’abord dans le foie puis passe
dans les reins, il en résulte des lésions irréversibles. La dose journalière admissible est de 0,001
mg/kg de poids corporel.
– Le plomb : Origine : colorants, boîtes de conserve, déchets industriels, trafic automobile.
Comme le cadmium, il s’accumule d’abord dans le foie puis passe dans les reins, il en résulte des
lésions irréversibles. La dose journalière admissible est de 0,1 mg/kg de poids corporel.
Les sels de plomb sont responsables d’une maladie professionnelle appelée saturnisme.
N.B. : Citons aussi de multiples intoxications dues à l’arsenic, nickel, manganèse, cuivre…
Contaminations par des substances nitrées
– Les nitrates : substances naturellement présentes dans tous les végétaux, elles sont
indispensables à leurs croissances et de ce fait utilisées comme engrais. Les nitrates ne sont pas
toxiques en soi, mais ils se transforment en nitrites.
– Les nitrites : substances toxique empêchant le transport de l’oxygène par les globules rouges.
Ce sont des agents de rubéfaction et de conservation utilisés fréquemment dans les préparations
de viandes. Les nitrites en présence d’amines se transforment en nitrosamines.
– Les nitrosamines : substances cancérigènes combinant des nitrites et des produits de
dégradation des protéines, les amines. Les cigarettes en contiennent, mais la vitamine C peut
empêcher leur formation.
Contaminations par des résidus d’antibiotiques
– On peut retrouver des résidus d’antibiotiques ou d’hormones de croissance dans les chairs des
animaux si l’éleveur ne les utilise pas correctement. Etant encore active dans le corps humain,
elles peuvent diminuer l’efficacité des antibiotiques pris pour guérir des maladies.
Contaminations par des parasites
Organisme se développant au détriment d’une autre pouvant provoquer de graves maladies. La
transmission se fait par la denrée infectée de larves. Attention aux poissons ou viandes crus. La
congélation à moins 30°C pendant 48 heures et/ou la cuisson à cœur à +75°C détruisent la plupart
des parasite et leurs larves, tels que : l’Anisakis présent dans les poissons de mer via les crustacés,
le Ténias (Tænias) du porc ou du bœuf une cuisson de part en part est recommandée. Citons aussi
le Bothriocéphale des poissons du lac fréquent dans nos régions, les Trichines du sanglier, le
Toxoplasma gondii du porc ou mouton, et autres parasites : Amibes, Ascaris, etc.
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