Algorythme n°74

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BIOl!'IT·M
EnnelDi
Après avoir été longtemps
négligé, il est maintenant admis
que le mode de vie majoritaire
des bactéries aquatiques est sous
forme de communautés sédentaires, les biofilms.
sommaire
P1 Sommaire
P2 Actualités de la filière
P3-4-5-6 Dossier technique:
Biofilm :
Ennemi ou allié?
P7 Veille:
Brevets
PB:
Agenda
Sites internet
CEVA
or
DE
CHIUO'ÉIUOE
DES UGUES
HlO~I$ATIO~
OU
/
I:adhésion des micro-organismes aux surfaces, ou plus
généralement l'agglomération
des micro-organismes aux
interfaces (liquide/ solide, gaz
liquide, liquide/liquide, ... ) est un
phénomène conduisant, lorsque
les conditions environnementales
le permettent, à leur multiplication et à la formation d'un
biofilm . Les incidences techniques et sanitaires sont nombreuses
biocorrosion des
surfaces métalliques immergées
et des canalisations, colmatage
des systèmes de filtration, détérioration des équipements,
opacité des verres optiques,
augmentation de la consommation de carburant pour les
navires, présence de flores
pathogènes et/ou d' altération
sur les aliments, dans les
hôpitaux, ... I:impact économique des biofilms est énorme. Il
a été estimé à plusieurs milliards
de $ par an aux USA (chiffres
CBE) . Ces chiffres sont trans posables à l'Europe. Le problème
des biofilms a donc une
incidence significative sur les PIB
nationaux et justifie pleinement
les efforts d ' investigations en
cours et futurs.
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allié ?
Depuis plusieurs années, les
biofilms bactériens font l'objet
d' intenses recherches, principalement dans les domaines
médical, agroalimentaire, marin,
mais aussi plus récemment dans
l'industrie de la chimie fine où les
causes de malfaçons sur les
produits sont souvent liées ou
renforcées par la présence de
biofilms.
FORMATION, PROPRIETES
De nombreuses connaissances
ont été obtenues à partir de
modèles de laboratoires tels que
Pseudomonas aeruginos6 , Staphylococcus aureus, Escherichia
coli , Il en ressort un point
essentiel à notre propos. Au
cours de la croissance bactérienne en biofilm, se pro duisent des modifications métaboliques dues à la coordination
des bactéries, conséquences de
la synthèse et de la sécrétion de
molécules de communications
inter bactériennes. La formation
d'un biofilm bactérien sur une
surface solide immergée en
milieu aqueux est un phénomène complexe dans lequel
de nombreux paramètres sont
impl iqués. Toutefois, plusieurs
étapes clefs ont été identifiées.
Conditionnement de surface
En premier lieu , la surface est le
siège d' une adsorption des
composés du milieu tels que des
molécules organiques et des
ions, conduisant à la formation
d'un film conditionnant. Ce film
organique est capable de
neutraliser partiellement la
charge nette et l'énergie libre de
la surface, phénomène qui peut
prévenir (dans le sens empêcher
ou avertir ?) l'approche des bactéries de la surface. A contrario,
ce phénomène peut créer des
micro niches favorables à
l' adhésion stable des bactéries
qui trouvent ainsi des nutriments
disponibles et/ou des molécules
organiques avec lesquelles elles
peuvent engager des interactions
spécifiques.
l'adhésion bactérienne
I:approche des bactéries de la
surface est conditionnée par les
propriétés dynamiques du milieu
(vitesse d'écoulement du fluide),
par les propriétés physicochimiques des surfaces conditionnées et des surfaces
bactériennes mais aussi par
« l' envie », ou disons l'intérêt, de
la bactérie d ' adhérer à la
surface, en particul ier pour les
bactéries mobiles. La nature et la
force des interactions mises en
jeu varient en fonction de la
distance entre la bactérie et la
surface.
A
une
distance
supérieure à 10 mm, la bactérie
peut être considérée comme
particulaire et comme possédant
une charge nette uniforme. Elle
engage donc des interactions
faibles de type van der Walls et
(suite p . 3)
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PRODUITS
EMBALLAGE
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artiellement recycle en le
~issolvant dans de !'~au et en
réCupérant l'acide alginique.
Toshiba prévoit de tester ce ~ouve!
emballage dans les mOIs qUI
viennent.
Source :
Ambassade de France au
Japon - Adit
le résultat, un
goût proche du Xérès,
la préparation serait
pOur la santé car ces
Contiennent beaucoup de
des sels, des vitamines
...-.:né ·np<
ll
qui dynamisent le
immunitai re. Au prix
22 euros la bouteille en
Allemagne, ce vin commence à
intéresser certains grands chefs.
Source :
www.tunishebdo.com
GLUCOCAPT DE DANIEL
JOUVANCE
l 'algue laminaria saccharina et
l'Inuline de racine de chicorée aux
vertus captatrices de sucre et aux
propriétés diurétiques, associées
au chrome et au mannitol offrent
la performance d'une formule
aidant à limiter le stockage des
sucres sous formes de graisses, à
contrôler les envies sucrées et à
favoriser l'élimination de l'eau et
des déchets.
Il existe aussi un produit associé,
le Soin Minceur Anti-Sucre
Glucocapt.
Source :
PCA n° 189, juin-juillet 2006
NOUVEL INGUDIENT
MINCEUR ID-aIG™
BIO SERAE propose un nouvel
ingrédient minceur ID_aIG TM.
Extrait d'algues brunes prélevées
sur les côtes bretonnes, ID_aIG™
a une action anti-lipase et antiamylase, et active la thermo~enèse ce qui permet de réduire
I les apports caloriques. Grâce à un
apport en minéraux et oligoéléments essentiels, il est source
naturelle de vitalité.
Source :
PAl contact n° 128 juin 2006
ASCO pp
Algues et Mer propose Asco Pp, un
extrait d 'algues brunes riche en
polyphénols, qui participe au
contrôle du poids par son action
d 'inhibition des glucides et des
lipides. C'est une poudre brune,
obtenue par un procédé 100 %
naturel - sans solvant - de pH
stable, et soluble dans l'eau .
Source :
PAl contact n° 128 juin 2006
AGEDECLIC CREME
MINCEUR FERMETE
AgeDeclic est spécialement conçu
pour lutter contre l'installation de
nouvelles graisses liées aux
modifications hormonales, à l'âge
et à une activité physique en
baisse. Dans ce produit, les
laboratoires Phytomer ont mis en
évidence les vertus de la
Cystosérine, extrait de l'algue
brune Cystoseira baccata, capable
de
rétablir
l'efficacité
de
l'oestradiol.
Source :
bactéricides actuels, y compris des
antibiotiques, vis-à-vis desquels
les bactéries développent un
mécanisme de résistance, la
technologie anti-biofilm de Biosignal les rend définitivement
inactives.
Source :
Omnexus News
Tribune Santé, juin 2006
(10/ 04/2006)
SOCIETE VALMONT
FULL MINCEUR SYSTEM
DES LABORATOIRES
PIERRE FABRE
Reformulation pour Vital Bust
concentrate qui s'enrichit d' un
extrait d' algue qui raffermit la
peau et active la synthèse de
collagène.
Source :
Cosmetiquespa n° 1 juin 2006
APERITIF AVEC DE
L'ALGUE
le Kavialg, rouge ou noir,
ressemble à du caviar ou à des
oeufs de lump. Il s'agit de petites
perles élaborées pour 89 % à
base d'algues. la société Scan
Import à l'origine du produit, vient
de mettre sur le marché un
nouveau produit, à base d'algues,
riche en oligo-éléments et pauvre
en cholestérol.
Source :
LSA n°1948, 13 avril 2006
PROCHE
DE LA FILIÈRE
UNE TECHNOLOGIE
ANTI-BIOFILM A BASE
DE FURANONES
NATURELS
CIBA
Specialty
Chemicals
annonce la finalisation d'un
accord de co -développement et
de licence avec la société
australienne BIOSIGNAl pour
valoriser sa technologie antibiofilm dans le domaine des
plastiques, des peintures, du
textile et du papier. Cette
commercialisée
technologie,
depuis 2004 dans le domaine
médical pour éviter les risques
d'infection des lentilles de contact,
est basée sur la découverte des
propriétés d'une algue australienne (Delisea pu/chra) qui
produit des furanones inhibant la
colonisation des surfaces par les
bactéries. A la différence des
Full minceur est un complément
alimentaire présenté comme le 1"
« complet-à-mincir ». Grâce à sa
formule hautement concentrée en
actifs, il prend en compte les
principales composantes de la
minceur
appétit
réduit,
alimentation mieux convertie en
énergie, action anti-graisse, antisucres, drainage et lipolyse
favorisés , vital ité
soutenue.
l:Ascophylium qu' il contient, dont
la richesse en phlorotanins joue
un rôle dans l' inhibition des
lipases pancréatiques et aide à
réduire l'absorption des lipides au
niveau intestinal , contribue à
limiter le stockage des graisses
dans l'organisme.
Source :
Revue de Presse Nutrinov du 12
juin 2006
DE L'AGNEAU
GASPESIEN PARFUME
AUX ALGUES
Cinq producteurs d'agneaux de
Gaspésie (Québec) ont créé un
nouveau produit. Ils incorporent
des algues séchées à la
nourriture de leurs agneaux pour
offrir aux gourmets une viande
au goût différent. les
producteurs gardent
précieusement leur recette et
refusent de dévoiler le nom des
algues et la quantité ajoutée à la
nourriture des animaux.
Source :
Radio Canada, 14 juin 2006
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BIOFILlVI
électrostatiques répulsives si
les charges nettes des deux
surfaces sont identiques. A
plus faible distance, la
structure des bactéries doit
être prise en compte. En effet,
la
composition
macromoléculaire et la viscoélasticité
de sa surface contribuent à
l'hétérogénéité de distribution
des
charges
(ionisation
différentielle des macromolécules, adsorption d'ions
du milieu dans le glycocalyx
bactérien) permettant des
interactions électrostatiques
attractives. (Peut-on parler
d'une barrière énergétique
interfaciale ?) l:adhésion finale
de la bactérie nécessite des
conditions de flux proche de
zéro (condition rencontrée à
l'extrême
surface
des
matériaux immergés) et des
interactions spécifiques entre
la surface et des macro-f
molécules exprimées à I~
surface des bactéries. Tant que
ces interactions spécifiques ne
sont pas établies, la bactérie
peut se détacher de la surface
et retrouver son état planctonique. Cette phase d'adhésion est dite réversible.
l:adhésion dite « irréversible»
des bactéries est caractérisée
par une réorientation de la
bactérie sur la surface. le
contact s' établit selon l'axe
longitudinal de la cellule.
1.: adhésion irréversible implique le déplacement de la
bactérie à la surface (swarming) vers lei les lieux, où elle
pourra engager des interactions fortes avec la surface
via ses macromolécules de
surface (Curli, Cup, protéines,
polysaccharides,
lipo-polysaccharides ... ).
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ENNElVII OU AIJ.IÉ
Avantage écologique
Une fois que la bactérie est
irréversiblement adhérée à la
surface, sa multiplication va
conduire à la formation de
colonies qui vont recouvrir tout
ou partie de la surface . le
biofilm
forme
un
film
hétérogène dans les trois
dimensions. la matrice qui le
compose est constituée de
molécules organiques telles
que des protéines et des
polysaccharides, appelée EPS
(pour Extracellular Polymeric
Substances), et peut occuper
jusqu'à 75-95% du volume
d'un biofilm mature. les EPS
sont synthétisées et sécrétées
par la bactérie lors de sa
croissance en biofilm. Certains
EPS sont constitués majoritairement d'alginate de
composition proche de celui
rencontré chez certaines
grandes algues mannes .
(D'où une confusion avec
EPS= Exo Poly Saccharides).
1: association organisée de
les acyl-homoserine lactones
(AHl), produites par des
bactéries Gram négatives, ne
sont pas les seules molécules
de communication identifiées
à ce jour. Des bactéries à
Gram positif telles que Bacillus
subtilis et Staphylococcus spp.
sécrètent des oligopeptides
modifiés. Un troisième type de
molécules de communication,
le furanosyl burate diester, a
été mis en évidence à la fois
chez des bactéries Gram
positives et Gram négatives.
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(suite)
Maturation et structure
les communications inter
bactériennes, appelées aussi
molécules du quorum sensing
(QS), sont essentielles à l'établissement
d'une
communauté cellulaire ordonnée
en biofilm .
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bactéries au sein de leurs
exoproduits conduit à la
création d'une micro niche
conférant une protection en
conditions environnementales
défavorables, un plus grand
accès aux nutriments circulants entre les colonies et leur
concentration dans les EPS,
une organisation favorable
aux échanges et aux communications inter-espèces et
au
transfert
d'éléments
génétiques mobiles, et une
structure de résistance aux
agents antibactériens (biocides
et antibiotiques) en établissant
une barrière de diffusion et en
concentrant dans les EPS des
exoenzymes sécrétées (Iactamases, protéases .. .).
BIOCORROSION
Une des conséquences de la
présence d'un biofilm bactérierr
sur une surface immergée est la
biocorrosion, ou corrosion
influencée par les microorganismes (MIC, Microbiologically Influenced Corrosion).
la biocorrosion englobe tous
les phénomènes de corrosion
dans lesquels les bactéries
agissent directement ou
indirectement par l' intermédiaire de leur métabolisme.
Elles peuvent soit créer des
conditions favorables au
développement de la corrosion soit accélérer un processus existant. Néanmoins la
biocorrosion n'est pas toujours
associée à la présence d'un
biofilm et toutes les bactéries ne
peuvent pas induire une MIe.
les bactéries influençant la
corrosion ont différentes propriétés métaboliques dont la
faculté de réduire l'oxygène,
les sulfates, les thiosulfates et
le fer(lIl), d'oxyder les sulfures
et les ions ferreux et d'être fermentaires etlou de produire
des acides, responsables des
« piqûres» de rouille initiales.
Respiration bactérienne
la formation de colonies
dispersées sur le matériau
conduit à la formation de
zones d'aération différentielles : les zones entre les colonies
sont oxygénées et les zones au
centre des colonies, au contact
du métal, sont fortement
dépourvues en oxygène. Cette
différence d'oxygénation à deux
endroits du métal induit une
différence de potentiel électrique et par conséquent un
courant de corrosion. le
phénomène n'est pas si simple.
la nature des bactéries, leur
faculté
de sécréter des
exopolymères et leur type de
respiration sont à considérer.
Bactéries sulfatoréductrices
les BSR forment un groupe
taxonomique de plus de 40
genres et 150 espèces distribué dans deux domaines:
Archaea et Bacteria. Ce sont
des bactéries anaérobies
strictes qui réduisent des
composés soufrés tels que le
sulfate, le sulfure, le thiosulfate et le soufre qu'elles
réduisent en sulfure.
les BSR sont couramment
isolées de biofilms formés
dans des environnements
dépourvus d'oxygène ou
aérés . la présence de la
matrice extra cellulaire des
biofilms et la production de
sulfure d'hydrogène (H2S)
contribuent à la formation
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d'une niche anoxique. Les BSR
sont impliquées dans la corrosion
en puits des matériaux ferreux et
de leurs alliages, que ce soit en
milieu marin (riche en sulfates)
ou terrestre.
Hygiène Alimentaire
Parmi les différentes filières agroalimentaires, les produits issus du
lait, de la viande, du poisson sont
les
plus
sensibles
aux
contaminations au cours du
process de traitement par des
flores d ' altération et des
bactéries pathogènes. Ce risque
pose de sérieux problèmes
sanitaires et économiques. Il est
notamment relatif à l' implantation et la survie de ces
bactéries indésirables sur les
surfaces . De nombreuses bactéries responsables de toxiinfections d ' orig ine alimentaire
présentent des capacités à
adhérer aux surfaces ce qui
accroît les conséquences des
biofilms en santé publique. La
contamination peut parfois
résulter d ' une dissémination
aéroportée ou d ' un portage par
le personnel mais le plus souvent
d ' un contact direct du produit
avec la surface souillée. Actuellement, il existe peu de données
estimant le taux de transfert de
ces bactéries à partir de biofilms
dans des aliments permettant
d 'évaluer le risque.
Bien que des mesures drastiques
dans les ateliers aient été mises
en place pour limiter le risque de
contamination , le risque nul ne
peut être garanti . En effet, il est
acquis que certaines communautés microbiennes présentes
sur les surfaces résistent plus aux
désinfectants que leurs homologues planctoniques. De plus,
ces traitements ne sont pas
sélectifs et peuvent détruire la
flore indigène nécessaire à
l' élaboration et aux qualités
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......
organoleptiques du produit,
comme c' est le cas lors de la
fabrication de fromages , de
saucissons ... Afin de proposer
des alternatives plus ciblées, des
études portent sur l' application
d ' agents anti-microbiens sélectifs,
l' utilisation de flores
compétitives d ' exclusion ou de
certains de leurs produits.
ELIMINATION, PREVENTION
Les biofilms bactériens nuisibles
font l'objet de deux démarches
complémentaires : comment
limiter ou empêcher la bioadhésion? et comment éliminer
le biofilm ?
Il n' est pas possible de .. raite~ ici
l' intégralité des stratégies mls~s
en œuvre dans tous les domaines : santé, industrie, et mer.
Globalement, il est possible de
cibler l' environnement dans
lequel se forme le biofilm ~t/ou
les microorganismes euX meme.
JB'rièvement les cibles d ' actions
pour prévenir la formation d ' un
biofilm sont :
- Le milieu en modifiant la vitesse
de flux . Seules certa ines
situations
permettent
de
modifier la température, le pH,
ou encore sa composition
(addition de biocides et/ ou de
détergents) et ses propriétés
physico chimiques
- Les
micro - organismes en
inhibant leur croissance et/ ou
leur activité métabolique.
·
d es mate' r'l aux' il est
A u niveau
possible de modifier différentes
propriétés de surface, tel!e.s ~ue
la rugosité, la viscoélashClte, le
caractère
hydrophile/ hydrophobe et donneur/acc~pt~ur
d ,e' 1e ct rons. La fonctionnahsahon
d
des surfaces est un axe
e
recherche prometteur. Deux
stratégies sont envisageables :
une modification de la surface
par le greffage de molécules
bactériophobes, bactério-statiques
ou bactéricides, ou la vectorisation de ces molécules vers
la surface du matériau.
En milieu marin, la prévention du
biofouling repose sur l'emploi de
peintures
antifouling
de
composition complexe : polymères, solvants, biocides, Cu20,
additifs et pigments . Il est
supposé que le mode d'action de
ces peintures à base de biocides
repose sur leur libération plus ou
moins contrôlée à partir de la
matrice polymère se dégradant
progressivement. On distingue
les
matrices
dures
pour
lesquelles la diffusion prédomine
des matrices érodables. Les peintures érodables de référence sont
de nature organostanique .
Découvertes dans les années
soixante-dix, leur efficacité
repose sur la présence de tributyl
étain (TBT, très actif contre les
organismes marins) , greffé pa r
une fonction ester sur unsquelette polyacrylique. L:hydrolyse progressive du polymère
permet l'activation des molécules
de TBT et l' érosion des couches
superficielles permet de renouveler l'activité de la surface. Ces
peintures sont dites autopolissantes et cumulent la
prévention chimique et le
nettoyage mécanique. La toxicité
du TBT sur les écosystèmes
côtiers (en particulier leurs effets
tératogènes sur les larves
plancton iques, aboutissant à
l'éradication locale d'espèces) et
sa stabilité ont conduit à
restreindre progressivement son
emploi
et
une
directive
européenne préconise son
interdiction totale pour 2008 .
Il s'est donc avéré nécessaire de
développer
de
nouvelles
peintures antifouling « ecologiquement correctes ».
Molécules naturelles à
activité antifouling
Cette voie est prometteuse et de
nombreuses molécules ont déjà
été identifiées. Elles présentent
l'intérêt de ne pas avoir la toxicité
et les problèmes de solubilité des
biocides organiques, mais leur
m ise en œuvre est liée à leur
disponibilité et à leur possibilité
d ' être incorporées dans des
peintures antifouling . Parmi ces
molécules naturelles, il est
possible d'y inclure les molécules
agonistes et antagonistes du QS
bactérien .
Nouveaux polymères pour la
formulation des peintures
Une orientation vers des
peintures biodégradable est une
solution. Ces peintures couplent
les avantages d ' être plus
érodables, de respecter le milieu
(leurs
produits
d ' hydrolyse
n' étant pas toxiques) et de
faciliter
l' incorporation
de
biocides. De telles peintures ont
d ' ores et déjà été formulées au
laboratoire et ont montré leur
efficacité sur plusieurs mois.
La voie de l'encapsulation
Cette stratégie intègre les deux
points précédents. Elle consiste à
encapsuler les molécules à
activité antifouling au sein d ' un
polymère hydrolysable inclus
dans la formulation de peintures
érodables et biodégradables. Elle
permet de résoudre le problème
de la solubilité des biocides et de
maîtriser dans le temps la
quantité libérée à l' extrême
surface de la peinture. Enfin, ce
type de revêtement antifoul ing
serait sans incidence sur les
écosystèmes marins.
MECANISMES ANTI-BIOFILM
DES GRANDES ALGUES
Les adaptati ons co évo lutives
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VTH M
entre les algues et leur microflore associée sont très anciennes, et attestent de l'efficacité
globale des mécanismes de
protection et de défense des
algues, associée à leurs stratégies de colonisation des
biotopes marins.
Concernant les interactions
algues-microbes associés, elles
se résument à deux questions
fondamentales :
- les macroalgues régulent-elles
la colonisation microbienne par
l' émission de substances de
surface ?
- les microorganismes associés
aux biofi lms épiphytes émettent-ils des inhibiteurs ou
inducteurs susceptibles d'affecter une colonisation subséquente de l'algue?
Chez l' algue rouge Delisea
pulchra, de faibles (non létales)
concentrations de furanones
emlses
par
l'algue
sont
susceptibles d'interférer avec des
mécanismes de régulation
génétique de la communication
bactérienne (QS dont dépend la
formation des biofilms), habituellement contrôlés par des AHL
de
structure
voisine
des
furanones de Delisea.
Chez l'algue brune Laminaria
digitata, la production d ' acide
hypohaleux
(en
particulier
HOBr), catalysée dans l'espace
apoplastique par des haloperoxidases vanado-dépendantes
possède une action bactéricide
directe qui modifie chimiquement et inactive les AHL
bactériens
et
oxyde
des
composants polymériques du
biofilm bactérien. La production
de HOBr est amplifiée par le
burst
oxydant,
car
il
« recycle » l'excès de H202 ainsi
produit en réaction à un éliciteur,
l'oligoguluronate, provenant de
la dégradation bactérienne de
ses tissus pariétaux. Il s'agit donc
d' une réponse orchestrée à une
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agression microbienne, qui se
complète par l'émission d ' halocarbones volatils dont l' action
bactéricide dépend du type
d ' halogène fixé et du niveau de
substitution.
L:algue rouge Asparagopsis
émet aussi une grande variété
d ' halocarbonés plus ou moins
volatils, dont certains possèdent
une forte activité antibiotique sur
plusieurs
bactéries
Gramnégatives (Paul et al, in press) .
Outre l'action biocide des extraits
non-volatils d'algues, leur effet
sur la colonisation bactérienne et
l'établissement de biofilms a été
démontré à l' instar de travaux
réal isés sur les éponges, dans le
but
d ' en
incorporer
des
analogues synthétiques dans des
formulations de revêtements
protecteurs.
Aller plus loin avec les algues
Les algues, de par leur histoire
évolutive
et leurs multiples
stratégies de cohabitation avec
les bactéries marines, sont des
modèles naturels de choix susceptibles d' inspirer des solutions
originales aux problèmes causés
par les biofilms marins. Certaines
algues semblent particulièrement
adaptées à cette cohabitation ,
grâce à des stratégies parfois
complexes (Ulva, Delisea, Laminaria). L: étude des composés
bactéricides ou désagrégants des
biofilms offre une piste qui est
loin d ' être épuisée chez les
algues (halogénés, analogues
des AHL, glycoconjugués de
surface, espèces oxygenees
réactives etc.) . l:analyse physicochimique et topologique des
surfaces naturelles en contact
avec les biofilms est très en
retard sur la caractérisation des
matériaux destinés à être
immergés en mer. Si le degré
d'hydrophobicité et le niveau
d' hydroxylation, de carboxylation
et de sulfatation des surfaces de
matériaux synthétiques peuvent
influencer le choix de l' établissement
d ' une
particule
bactérienne sur son substrat. Les
mêmes paramètres devraient
être étudiés sur les surfaces
d ' algues (microtexture, taux de
renouvellement, adsorption de
macromolécules attractantes ou
bactériophobes, mesure de
l'adhésion, conditions de mouillabilité, degré d ' hydroxylation/
carboxylation/ sulfatation, rôle
des cations divalents en particulier le calcium et le
magnésium et les métaux nonferreux.
Autre stratégie:
Biofilms dits positifs
Chez les grandes algues d'autres
stratégies de protection contre les
colonisations de surface ont été
observées, en particulier pour
l'algue verte Ulva lactuca qui ne
possède ni défense chimique ni
défense physique . Il s' agit des
défenses basées sur l' activité
microbienne à la surface de
l'algue. Il a été démontré qu'un
Biofilm est présent à la surface
d'Ulva lactuca, et qu'il est
bénéfique à son hôte dans la
mesure où il renforce sa stratégie
anti-fouling.
Cette compétition entre bactéries joue un rôle important
dans la protection d'Ulva lactuca
contre la colonisation par des
organismes épiphytes, car elle
entraîne la sélection d ' une
espèce dominante, P. tunicata qui
est capable de synthétiser un
cocktail de substances « antifouling », contrairement à
d 'autres bactéries qui pourraient
coloniser la surface de l'algue.
Toutefois ce mécan isme n' est
probablement pas le seul. Il
existe
aussi
une
relation
hôte/ bactérie dont certains
aspects ont déjà été mis en
évidence. Par exemple, P. tunicata
possède des pili sensibles au
mannose qui favorise l' attachement aux surfaces riches en
cellulose, comme celles de l' ulve.
Le mécanisme mis en œuvre par
Ulva lactuca est donc celui du
biofilm dit positif qui occupe
écologiquement la surface sans
effets délétères et empêche ainsi
la colonisation par d ' autres
organismes.
Ce concept bioinspiré est repris
dans
le
domaine
agroalimentaire où il fait l' objet
d' investigations récentes.
ECOLOGIE MICROBIENNE
DIRIGEE
Ainsi est apparu depuis plusieurs années, le concept
d '« écologie microbienne
dirigée ». Le but est de favoriser
le développement de certaines
populations microbiennes non
pathogènes au détriment de
bactéries pathogènes. La mise en
place de biofilms positifs a pour
but de limiter spécifiquement
l' implantation des bactéries
indésirables en occupant la
surface sans trop modifier les
équilibres de l' écosystème ni
altérer la transformation du
produit. Cette approche est
d ' ores et déjà utilisée dans
certains ateliers de salaison où
les surfaces sont réensemencées
après nettoyage et désinfection
par
des
flores
d ' intérêt
technologique. L:inhibition spécifique des bactéries indésirables
peut résulter de différents
phénomènes telles que la
synthèse
d ' agents
antimicrobiens (bactériocines), de
biosurfactants et des compétitions nutritionnelles.
Application à la lutte contre
LÎsferÎo monocytogenes
De par ses caractères ubiquitaires et ses propriétés psychrotrophes, L. monocytogenes est
présente dans les ateliers à
différents stades de la chaîne .
Retrouvée essentiellement dans
les produits crus, elle est aussi
isolée dans des zones de
,
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transformation (lait pasteurisé,
viandes cuites ... ) ce qui accroît
considérablement le danger
sanitaire. C'est une bactérie dont
la croissance est fortement
influencée par les bactéries environnantes. Ainsi, il a été montré
que certaines flores d'altération
(Pseudomonas .. .), flores d'intérêt
technologique (Lactococcus .. .)
isolées du terrain peuvent
influencer l' implantation de L.
monocytogenes sur les surfaces.
L'inhibition de L. monocytogenes, peut résulter de différents
mécanismes parmi lesquels la
compétition pour le fer avec des
de
Pseudomonas
souches
synthétisant des sidérophores,
une sensibilité aux bactériocines
synthétisées par plusieurs genres
bactériens. Une de ces bactériocines, la nisine peut être
appliquée sur des surfaces.
L'adsorption de biosurfactants
limite aussi la colonisation des
surfaces par Listeria.
L'ap préhension de l'écologie
microbienne des surfaces par des
méthodes conventionnelles utilisées en laboratoire est limitée
du fait du caractère sélectif des
milieux de culture utilisés, de la
méconnaissance de la flore, des
formes physiologiques spécifiques. L'utilisation de méthodes
moléculaires permet de surmonter ces problèmes et d'avoir
une vision plus globale du
biofilm. Selon ce principe des
profils génétiques de biofilms
prélevés dans des ateliers ont été
obtenus. Cette approche permet
d'aborder l'écologie microbienne
en corrélation avec l'absence ou
la présence de L. monocytogenes. Elle devrait permettre
de mieux comprendre les
interactions qui contribuent à
l'implantation de L. monocytogenes
et
d 'identifier
d'éventuels candidats à des
biofilms positifs pour envisager
une lutte biologique contre ce
CEVA
pathogène et ainsi compléter les
actions déjà mises en place.
J
Le fait de vouloir aseptiser à tout
prix les surfaces est un but
atteignable, mais à un coût
seulement compatible avec les
produits à très forte valeur
ajoutée
comme
dans
la
pharmacie. Au contraire, dans
l'agroalimentaire, les marges
très réduites sur les produits ne
rendent pas envisageable cette
approche. Il est alors préférable
de tirer bénéfice des flores
présentes . Dans ce sens
l'écologie microbienne dirigée
peut être
une
approche
complémentaire des procédures
de nettoyage et désinfection. Elle
ne peut être généralisée mais
adaptée
spécifiquement
à
certains ateliers agro-alimentaires dans des conditions
environnementales
définies.
Encore expérimentale, l'utilisation de biofilm positif a d'ores
et déjà été val idée, pour
envisager de lutter contre L.
monocytogenes. Dans une ère
où on remet en cause l'utilisation
systématique
de
produits
chimiques pour maîtriser l'évolution des flores microbiennes,
l'exploitation des biofilms positifs
et de leurs produits paraît être un
moyen biologique d'avenir.
CONCLUSION
Nous avons vu que les effets
indésirables des Biofilms concernent de nombreux domaines
d'activité avec pour conséquence
Ulil impact économique signi•
ficatif.
Malgré un nombre
considérable d'études de laboratoire et in-situ, la connaissance
des biofilms et loin d'être établie,
en particulier pour les biofilms
complexes associant plusieurs
bactéries ou bactéries et autres
organismes. Seules des études
pluridisciplinaires
associant
microbiologistes,
physicoch i m istes,
écologistes et
biochimistes sont à même
________________________
d ' apporter des avancées significatives dans la connaissance
mécanistique des biofilms.
Stratégiquement, l'observation
fine de l' écologie des biofilms
dans l'environnement naturel en
contact avec des surfaces
biotiques, comme celle des
algues, est une source d' inspiration prometteuse pour le
contrôle des biofilms indésirables mais aussi pour la « domestication » des biofilms positifs
pouvant devenir nos alliés dans
la lutte contre les pathogènes.
92.
Potin P., Bouarab K., Salaün J-P.,
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Thouvenin M., Peron J.J. ,
Charreteur c., Guerin P., ValléeRehel K. Prog. Org. Coat. 2002,
44,75-83
Auteurs
CHRISTINE PISSAVIN-CASTILLO
AFSSA, Unité Hygiène et Qualité
des Produits Avicoles et Porcins,
PLOUFRAGAN
[email protected]
DOMINIQUE HARAS
Université de Bretagne-Sud ,
Laboratoire de Biotechnologie et
Chimie Marines, LORIENT
[email protected]
STEPHANE LA BARRE,
PHILIPPE POTIN,
Station Biologique de Roscoff,
UMR 7139 CNRS-UPMC, 29682
ROSCOFF
[email protected]
Lerat, Y, Richard w.; Patton, D.;
Bringley, J 2005 U.S. Pat. Appl.
Publ., US 2005224416
YANNICK LERAT
Morin D., B. Grasland, K. ValléeRéhel, C. Dufau, D. Haras. J.
Chromatogr. A 2003, 1002: 79-
[email protected]
Service Valorisation Industrielle,
CEVA, 22610 PLEUBIAN
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BREVETS
BREVETS EUROPEENS
UTILISATION D'ALGUES
ROUGES SOUMISES A DES
CONDITIONS EXTREMES DE
TEMPERATURE ET DE
LUMINOSITE
Déposant : EXSYMOL SA (MC)
Résumé:
L'invention concerne des
compositions nutritionnelles,
diététiques ou nutraceutiques,
comprenant des macroalgues
rouges soumises à des conditions
extrèmes de température et de
luminosité, ou des extraits issus
de telles algues. L'invention
concerne également l'utilisation
de ces macroalgues rouges ou
de ces extraits comme agent
antioxydant.
EP 1652435 publié le
03/ 05/ 2006
BREVETS MONDIAUX
PROCÉDÉ DE TRAITEMENT
DES EAUX CONTENANT DE
LA MICROCYSTINE ET
APPAREIL ASSOCIÉ
Déposant: HITACHI PLANT ENG
& CONSTR CO (JP) ; SUMINO
TATSUO (JP); OGASAWARA
TAKAKO (JP) ; PARK HO-DONG
(JP)
Résumé:
Un procédé de traitement des
eaux contenant de la
microcystine, dans lequel un
traitement biologique capable de
décomposer et de détoxiquer la
microcystine contenue dans
certains produits peut être mis en
œuvre facilement et rapidement
dans une étendue d'eau fermée
confrontée à l'apparition d'algues
bleues tout en respectant
l'environnement et l'écosystème.
Un appareil est également fourni
à cette fin. Comme illustré par la
ligne en pointillés du graphique,
dans le procédé de traitement
conventionnel utilisant de la
boue de l'étendue d'eau fermée
présentant un développement
émergent d'algues bleues, la
concentration de microcystine n'a
pas changé significativement au
fil du temps. Même si le
graphique ne le montre pas, un
traitement permanent de 28
jours a réduit la concentration de
microcystine à 1 g/ 1. En
revanche, dans le procédé de
traitement de l'invention utilisant
la bactérie MDB1, comme illustré
par la ligne continue, la
concentration de microcystine a
chuté rapidement au début de
l'expérience et 30 heures plus
tard, le taux de décomposition a
atteint 1 g/ 1.
W02006051871 publié le
18/ 05/ 2006
PROCÉDÉ DE
STABILISATION ET
D'ANTICOAGULATION DES
PROTÉINES DU LAIT
Déposant : PURAC BIOCHEM BV
(NL) ; BOERBOOM FRANK (NL) ;
BONTENBAL ELllE WILLEM (NL)
Résumé :
Cette invention concerne un
procédé de stabilisation et
d'anticoagulation des protéines
du lait comprenant un coagulant
composé de > 400 ppm d'un
;Cation diva lent non complexe
et/ou d'une certaine quantité
d'acide permettant d'obtenir un
lait présentant un pH < 6,2,
comprenant les étapes : a)
d'a jout au lait de 0,0005 à 0,1 %
de carraghénine et/ ou de gellan
comme mélange hydrocolloïde
comprenant au moins 0,2 % de
carraghénine et/ou de gellan
selon le poids total du mélange
hydrocolloïde, et au moins un
cation divalent ou un acide pour
obtenir une solution ou une
dispersion ; b) de précipitation au
moins partielle des protéines de
la solution ou de la dispersion en
chauffant le lait à 120-150°C
pendant 2 à 120 secondes ; c)
de refroidissement du mélange
de l'étape b) à une température
inférieure à 100°C, de
préférence inférieure à 40°C; et
d) d'application d'un cisaillement
ou d'une élongation au précipité
pour obtenir une solution ou une
dispersion de protéines de cation
diva lent stabilisée. L'invention
concerne également un lait
enrichi en calcium stabilisé et
l'utilisation de celui-ci dans le
séchage par pulvérisation.
W02006048426 publié le
11 / 05/ 2006
ALGINATES MODIFIÉS,
PROCÉDÉS DE
PRODUCTION ET
D'UTILISATION
Déposant : FMC BIOPOLYMER
AS (NO) ; SKJAK-BRAEK
GUDMUND (NO) ; DONATI
IVAN (IT)
Résumé:
Des procédés de préparation de
polymères de type alginates
modifiés sont décrits. Les
procédés comprennent les
étapes de liaison de manière
covalente d'un groupe
caractéristique modificateur à
une ou plusieurs sous-unités
monomères non modifiées d'un
polymère de type alginate ; et de
modification d'une ou de
plusieurs sous-unités
monomères mannuroniques (M)
non modifiées du polymère de
type alginate en une ou plusieurs
sous-unités monomères
guluroniques (G) non modifiées
à l'aide d'une réaction
d'épimérisation enzymatique
~
effectuée dans un ordre
quelconque. Des procédés de
préparation de gels, fibres et
compositions d'alginate sont
également décrits. Les alginates
modifiés dans lesquels seules les
sous-unités monomères M sont
modifiées et où les gels, les fibres
et les compositions d'alginate
comprenant les sous-unités
monomères M , sont décrits.
W02006051421 publié le
18/ 05/ 2006
SYSTÈME
D'ENCAPSULATION NON
GÉLATINEUX MOU
Déposant: FSCHERER
TECHNOLOGIES INC R P (US) ;
SHELLEY RICKEY S (US) ;
STROUD NORMAN (US) ;
YOUNGBLOOD ELIZABETH (US)
; TANNER KEITH (US)
Résumé :
Un système d'encapsulation non
gélatineux pour les capsules
molles contenant des substances
liquides, selon la nature du
porteur, l'équilibre cationique et
ionique du porteur et les
ingrédients actifs ou la
concentration des ingrédients et
des excipients actifs sont
commercialement difficiles à
encapsuler dans des capsules
gélatineuses. Le système est en
particulier adapté à
l'encapsulation de substances
hautement basiques ou
alcalines. Le système possède
une enveloppe principalement
composée d'amidon et de
carraghénine gélifiante,
présentant une résistance élevée
aux substances concentrées et
aux substances alcalines, en
particulier, aux substances
contenant le ou les sels d'acides
faibles et de bases puissantes.
W02006052452 publié le
18/ 05/2006
BREVETS US
PROCÉDÉ
D'AUGMENTATION DE LA
PRODUCTION DE LIPIDES
ET D'ACIDES GRAS OMEGA3 DANS LA CULTURE DES
ALGUES
Déposant : TREMBLAY REJEAN
(CA) ; PERNET FABRICE (CA) ;
BOURGET EDWIN (CA
Résumé:
La présente invention conceme
un nouveau procédé de
production d'acides gras
polyinsaturés à partir des algues.
Le procédé comprend l'étape
d'application d'au moins un
facteur de limitation de
croissance à une culture d'algues,
entraînant l'arrêt de la croissance
de ladite culture d'algues et la
production et la rétention d'acides
gras polyinsaturés dans les
algues de la culture.
US2006099694 publié le
11 / 05/ 2006
VTHM=-=E=--..___
... ....
~T"T".-,.""~
" ~
_
_ _ _ _ _ _ __ _ _
~:.
AGENDA
THE 11TH SCBA
INTERNATIONAL
SYMPOSIUM
Du 19 au 23 juillet 2006
A San-Francisco, USA
www.scba2006 .org
6th ASIA-PACIFIC
CONFERENCE ON ALGAL
BIOTECHNOLOGY
Du 12 au 15 octobre 2006
A Makaty City, Philippines
www.bio-edge.cn
SALON INTERNATIONAL DE
L'ALIMENTATION
Du 22 au 26 octobre 2006
A Paris, France
pour enrichir AlgaeBase , une
base de données sur les
algues , en y incluant l'information écologique et l'utilisation des algues par film
publicitaire, en particulier pour
le continent africain . Ce projet
a été placé par l'union européenne
sous
la
section
d'INCO-DEV du programme
de recherche du cadre 5 . Le
groupe de travail est composé
de scientifiques d 'Irlande, de
Suède,du Portugal , du Kenya ,
de Tanzanie, du Mozambique,
d'Afrique du Sud, de Namibie
et du Brésil , avec la collaboration d'industries de
chaque pays. L'information
taxonomique, nomenclaturale
et distributionnelle éditée pour
les pays africains maritimes a
été incorporée à la base de
données.
www.seaweedafrica.org
www.sial.fr
HEALTH INGREDIENT
EUROPE
MarBEF
Du 14 au 16 novembre 2006
A Francfort, Allemagne
www.hi-events.com
FETE DE L'ALGUE
L'Office de Tourisme de la
Presqu 'île de Pleubian a créé
une fête de l' algue baptisée
« Presqu'île Tradition-Goémon ».
Les animations se dérouleront
les 9 et 1 0 septembre 2006,
avec des expositions, des films,
des veillées d ' échanges et de
témoignages, des restaurations
et ventes de produits aux
algues. Un trail de l'algue sera
inclu aux manifestations.
Contact : Office de Tourisme,
tél. : 0296221736
SITES INTERNET
SEAWEEDAFRICA est un projet
Un réseau financé par l'union
européenne et se composant
de 83 instituts marins euro péens . Il s' agit d ' une plateforme pour intégrer et disj s'éminer la connaissance et
l'expertise sur la biodiversité
marine, avec des liens vers les
chercheurs, les industries, les
dépositaires et le grand publ ic
www.marbef.org
INFO CEVA:
Environnement
Un chantier expérimental sur
le Domaine Public Maritime
(D'PM) sur le secteur de Plestin
les Grèves sera mené à partir
du lundi 19 juin , jusqu ' à fin
juillet, avec une possible
reconduction durant l' été.
L'objectif général de cette
expérimentation est de valider
les
paramètres
technicoéconomiques d ' une machine
de lavage des algues vertes
échouées mise au point par la
société OLMIX et d ' évaluer
l' impact de cette activité sur le
DPM au niveau des nuisances
et des rejets.
En effet, les algues vertes
indésirables , une fois ramassées sur la plage , deviennent
un déchet qu' il est nécessaire
de traiter, au même titre que
d ' autres déchets de l ' activité
urbaine, agricole ou industrielle .
Une des voies de traitement
possible a été mise au point
par la société OLMIX, en
collaboration avec le CEVA et
le CNRS (LMPC Mulhouse),
pour
la
synthèse
d ' un
nanomatériau « Amadéite »
dans le cadre du programme
EUREKA « Monalisa ». Les
algues vertes sont traitées en
filière fraîche pour extraire les
composés actifs nécessaires à
la transformation des argiles
constituant les nano-matériaux . Une étape clef du
processus est le broyage fin
des algues (affinage) qui ne
supporte pas la présence de
sable pouvant détériorer les
outils de broyage . Il est don c
indispensable de laver les
algues vertes ramassées sur la
grève afin d' enlever le sable .
La machine mise au point par
la société OLMIX est une
adaptation d ' une laveuse de
légumes frais , qui doit opérer
en eau de mer pour garder la
qualité des algues. Ceci
explique la nécessité de rester
proche du DPM pour ces
opérations.
D' un point de vue pratique,
l' eau et le sable retourneront
sur la grève.
effectués avec la machine hors
aucune
nuisance
DPM
évidente n' a été observée .
Le CEVA, de par son expertise
reconnue sur les algues
indésirables et leurs voies de
valorisation , a été mandaté
par Lannion Trégor Agglomération (LTA) et le Conseil
Général des Côtes d'Armor
pour suivre ces essais et
assurer l' analyse de la qualité
de l'eau de mer et du sable
rejetés.
Cette campagne d' essais a été
préparée avec l' aide de la
société OLMIX, la société Gilles
Efflam, le Conseil Général des
Côtes d 'Armor , LTA, les
mairies de Plestin, St Michel et
Tréduder. Elle bénéficie du
soutien financier de LTA, du
Conseil Général des Côtes
d ' Armor et du programme
régional et interdépartemental
Prolittoral.
NOUVELLES ACQUISITIONS
DU CENTRE DE
DOCUMENTATION DU CEVA
- World Seaweed Resources
DVD Rom
A.T. Critchley, M. Ohno, D.B.
Lorgo, eds
ETI Bioinformatics, 2006
- ALGAE - Anatomy,
Biochemistry, and
Biotechnology
L. Barsanti , P. Gualtieri
Ed . Taylor et Francis Group ,
2006
- Guide des Algues des Mers
d'Europe
Manche et Atlantique
J. Cabioc' h, J.Y. Floc' h, A. Le
Toquin
Méditerranée
c.F. Boudouresque, A. Meinesz,
M. Verlaque
Ed . Delachaux et Niestlé, 2006
Lors des essais préliminaires
Directeur de la publication : Domin ique Brault • Rédacteur en chef : Dominique Duché
Rédacteu rs : Marie-Christine Le Marree, Yann ick Lerat
• Documentaliste : Marie-Christine Le M arree. A bonnement: 80 euros/an
Dépôt légal : l ~r trimestre 2006 • N°commission parita ire: en cours · N°ISSN 1241-6983 - To us droits rése rvés France et Étranger
CEVA - Presqu'île de Pen Lan - BP 3. 22610 Pl eubian - Côtes-d'Armor ' Tél. 02 962289 62 - Fax02 96 22 84 38
Mel : mariech ri stine.lemarrec@ceva. fr - Site : http://www. ceva.fr
CEVA
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Anticipa
TECHNOPOLE LANNION TREGOR