Classification du pouvoir pathogène bactérien

Chapitre 2: La vie des microbes

Croissance de Yersinia pestis

• Y. Pestis est une bactérie chimio-organotrophe et hétérotrophe.

• Nécessite la présence de nicotinamide pour sa culture.

Phases de croissance en milieu liquide non renouvelé

1. Phase de latence: Préparation à la division, peu ou pas de multiplication.

2. Phase d'accélération: Début de la multiplication.

3. Phase exponentielle (logarithmique): Multiplication maximale et constante.

4. Phase de ralentissement: La multiplication diminue.

5. Phase stationnaire: Taux de naissance = Taux de mortalité (équilibre).

6. Phase de déclin (mortalité): Diminution du nombre de bactéries viables.

Exemple de croissance : Salmonella anatum

La courbe Log N = f(t) permet de visualiser ces phases.

Chapitre 3: La société microbienne : Interactions hôte – microorganismes

Origines de la flore microbienne

• Interne (Flore originelle):

  • Animaux abattus: Clostridium, espèces intestinales (viande).

  • Végétaux: Pseudomonas, Bacillus, Micrococcus (faibles nombres).

• Externe (Contaminations secondaires):

  • Ubiquitaire: Eaux de surface, sol, poussières de l'air.

  • Flore de l'eau:

    • Pseudomonas, Flavobacterium, Acinetobacter (provenant du sol/plantes aquatiques).

    • Entérobactéries, entérocoques, Clostridium (pollution domestique, fèces).

    • Traitement: Chloration des eaux potables.

  • Flore de l'air: Bacillus, Staphylococcus, spores de moisissures (en transit sur poussières).

Flore résidente et transitoire

• Flore résidente: Espèces microbiennes stables et abondantes (ex: Staphylococcus epidermidis sur la main, Staphylococcus aureus dans les fosses nasales). Non éliminable totalement par nettoyage.

• Flore transitoire: Souvent pathogène, occasionnellement pathogène ou opportuniste (ex: Staphylococcus aureus, Salmonella sur les mains). Danger pour le consommateur via contamination alimentaire.

Relations micro-organismes / hôte

• Commensalisme: Relation à bénéfice non réciproque pour le commensal (nourriture de l'hôte), sans influence sur l'hôte.

  • Ex: Flores de la bouche, TD, peau.

  • Peut devenir pathogène opportuniste si l'hôte est affaibli.

• Symbiose ou mutualisme: Interaction bénéfique pour les deux partenaires (protection, nutriments).

  • Ex: Rhizobium dans les racines de légumineuses (fixation d'azote) et Escherichia coli dans l'intestin humain (digestion, immunité, protection).

• Parasitisme: Un organisme vit aux dépens de l'autre, causant potentiellement des dommages. Peut être facultatif ou obligatoire.

• Saprophytisme (Neutralisme): Développement indépendant des organismes vivants (déchets organiques). Relations faibles ou absentes avec l'hôte.

Pouvoir pathogène des micro-organismes

• Micro-organismes pathogènes: Capables de pénétrer l'hôte et causer des désordres par hyper-multiplication ou sécrétion de toxines.

• Déterminé par:

  1. Pouvoir invasif (de multiplication): Capacité à proliférer.

  2. Pouvoir toxique: Capacité à sécréter des toxines.

  3. Résistance de l'organisme.

Classification des bactéries selon le pouvoir pathogène

• Bactéries à pouvoir invasif marqué: Peu sécrétrices de toxines. Ex: Bacilles tuberculeux, Salmonella, Staphylococcus aureus.

• Bactéries à fort pouvoir toxique: Faible pouvoir invasif. Ex: Corynebacterium diphtheriae, Clostridium tetani, Clostridium botulinum.

• Bactéries à pouvoir pathogène spécifique: Fort pouvoir invasif et toxique. Ex: Clostridium toxigènes, Salmonella Typhi.

• Bactéries opportunistes: Peu invasives et peu/pas toxiques. Pathogènes sur terrain affaibli. Ex: Pseudomonas, Entérobactéries, Acinetobacter.

Porteurs sains

• Personnes hébergeant des pathogènes sans signes cliniques.

• Risque de contamination, surtout en agroalimentaire. Ex: Cuisinier porteur de Staphylococcus aureus.

Pouvoir infectieux et toxique

• Infections: Causées par ingestion ou multiplication de micro-organismes dans les tissus.

• Pouvoir infectieux: Propriété d'une bactérie à envahir les tissus.

  • Ex: Salmonella, Clostridium perfringens, Escherichia coli, Listeria monocytogenes.

  • Composantes: Adhésion aux muqueuses, production de substances endommageant les barrières, inhibition de la phagocytose.

• Virulence: Degré de pathogénicité d'un germe.

• Pouvoir toxique (toxinogenèse): Production de toxines.

  • Toxi-infection: Multiplication bactérienne + libération de toxines (Ex: Salmonella).

  • Intoxination: Action d'une toxine sans présence de la bactérie (Ex: Botulisme).

  • Intoxication: Action toxique de produits de transformation (Ex: Intoxication histaminique).

Types de toxines bactériennes

Toxine: Substance toxique et antigénique. Deux catégories principales:

• Endotoxines: Libérées à la lyse des bactéries (intracytoplasmiques, constitutives des parois, faiblement liées à la surface).

• Exotoxines: Libérées activement dans le milieu (vraies exotoxines, toxines à localisation mixte).

Pathogènes courants et préventions

• Escherichia coli:

  • Présence: Intestin (homme/mammifères), contamination fécale des denrées.

  • Effets: Toxines gastro-intestinales (enfants, personnes âgées).

  • Prévention: Lavage des mains.

• Clostridium perfringens:

  • Présence: Terre, intestin (homme/animaux), anaérobie, produit des spores.

  • Effets: Troubles intestinaux (grande quantité ingérée).

  • Aliments contaminés: Viandes cuites et hachées.

  • Prévention: Maîtrise des températures (refroidissement rapide, maintien < 5°C ou > 65°C).

• Salmonella:

  • Présence: Intestins (animaux/homme), porteurs sains.

  • Contamination: Mains mal lavées, volailles/viandes crues, œufs mal cuits, insectes/rongeurs.

  • Effets: Douleurs abdominales, diarrhées, fièvre.

  • Aliments contaminés: Produits carnés (volailles), œufs, produits laitiers/mer, végétaux.

  • Prévention: Lavage des mains, froid continu (mayonnaise, desserts œufs), éviter contamination croisée.

• Listeria monocytogenes (Lm):

  • Présence: Ubiquitaire, très résistante, persiste en ateliers.

  • Effets: Listériose (personnes âgées/fragiles, femmes enceintes - risque d'avortement). Signes variés (pseudo-grippal à méningite).

  • Aliments contaminés: Produits laitiers, charcuteries, poissons fumés.

  • Prévention: Respect chaîne du froid, hygiène locaux/matériels. Femmes enceintes évitent fromages au lait cru. Conservation < 4°C.

• Intoxications staphylococciques:

  • Cause: Entérotoxines de S. aureus.

  • Aliments: Viandes, poissons semi-conservés, lait, salades.

  • Origine S. aureus: Présent sur peau, fosses nasales (ubiquitaire).

  • Conditions favorables: Aliments manipulés par l'homme, fortes concentrations en sel ou sucre, T° optimale 37°C.

• Botulisme:

  • Cause: Neurotoxines de Cl. botulinum (conserves mal stérilisées, charcuteries).

  • Effets: Atteint le système nerveux, pas le digestif.

  • Présence Cl. botulinum: Sol, eaux, végétaux, TD animaux. Produit des spores.

  • Conditions: Ne se multiplie pas sous pH 4,6.

  • Prévention: Traitement thermique suffisant (détruire spores), toxine inactivée par ébullition 10-15 min.

• Phycotoxines: Toxines produites par les algues unicellulaires. Ex: Toxines paralysantes des coquillages.

• Mycotoxines: Exotoxines produites par des champignons. Ex: Aflatoxines (Aspergillus flavus), cancérigène humain.

• Contamination par des virus: Mollusques bivalves, plats cuisinés par personnes infectées. Ex: Rotavirus.

IV. Conséquences au niveau de l'aliment de l'activité d'une flore microbienne

IV.1 CONSÉQUENCES NÉGATIVES : LES ALTÉRATIONS

• Altérations: Biodégradation des végétaux et animaux.

  • Putréfaction (protéolyse): Dégradation des protéines.

  • Rancissement (lipolyse): Dégradation des lipides.

• Altération du goût:

  • Acides (fermentation des sucres).

  • Oxydation et lipolyse des lipides.

  • Alcools.

  • Saveurs complexes: Âpre, moisi, rance (Pseudomonas).

• Altération de l'aspect:

  • Disparition/atténuation de couleur (dégradation pigments).

  • Apparition de couleurs nouvelles (métabolites microbiens). Ex: Noircissement par H2S.

  • Moisissures, pourriture.

  • Texture: Destruction de macromolécules (ramollissement), production de gaz (bulles), synthèse de polymères (viscosité).

• Altération de l'odeur: Urine, graisse rance, moisi (par production d'acides, alcools, ammoniac).

• Altérations de qualités nutritives:

  • Apparition de substances toxiques.

  • Destruction de molécules nutritives (acides aminés essentiels).

IV.2 CONSÉQUENCES POSITIVES : LES MICRO-ORGANISMES UTILES

• Utilisés pour: Produits fermentés, cultures microbiennes, métabolites (additifs).

• Micro-organismes de transformation:

  Matières premières	Produits obtenus	Micro-organismes
  Lait	Yaourt	Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus
  	Fromages	Lactococcus lactis, Penicillium roqueforti
  	Beurre	Lactococcus lactis
  Jus de raisin	Vin	Saccharomyces cerevisiae
  Vin	Vinaigre	Acetobacter
  Grains de céréales	Bière	Saccharomyces cerevisiae
  Farine de blé	Pain	Saccharomyces cerevisiae

• Micro-organismes de production:

  Substances produites	Micro-organisme
  Éthanol	Saccharomyces cerevisiae
  Enzymes	Aspergillus, Bacillus, Mucor
  Acides aminés	Corynebacterium glutamicum
  Acides organiques	Aspergillus niger
  Vitamines	Ashbya, Eremothecium
  Antibiotiques	Penicillium, Streptomyces, Bacillus

• Fermentations:

  • Améliorent les propriétés: Destruction substances toxiques, apparition facteurs de croissance, conservation (acides, alcools).

  • Fermentations lactiques:

    • Bactéries et moisissures.

    • Fabrication fromages, yaourts, produits végétaux fermentés.

    • Rôle: Organoleptique (acidification), stabilisation (baisse pH), qualité alimentaire (facteurs de croissance).

  • Fermentation alcoolique:

    • Levures (Saccharomyces).

    • Fabrication vin, bière, cidre. But: production d'éthanol (stabilité).

    • Boulangerie: Production de CO2 (levée de la pâte).

  • Fermentation acétique:

    • Acetobacter.

    • Nécessite haute aération.

    • Fabrication vinaigre (stabilisé par pH, utilisé comme conservateur).

• Additifs alimentaires par fermentation:

  • Acides aminés (Lysine): Complément alimentaire.

  • Acides organiques (lactique, citrique, acétique): Agents d'acidification pour conservation.

  • Antibiotiques (nisine, tylosine): Conservateurs alimentaires.

  • Polysaccharides (glucanes, xanthanes): Agents de texture.

Chapitre 4: Maîtrise de la contamination microbienne

Principes de maîtrise

1. Maîtrise de la contamination: Qualité microbiologique des matières premières, contrôle des causes de contamination (locaux, équipements, air, eau, personnel).

2. Maîtrise du développement: Inhibition ou destruction des micro-organismes par techniques de conservation.

Techniques de stabilisation (conservation)

Froid

• Ne détruit pas les micro-organismes ni les toxines; développement reprend à température favorable.

• Réfrigération: Limite la multiplication (conservation à court/moyen terme).

• Congélation / Surgélation: Baisse de l'activité de l'eau (Aw), inhibe la multiplication (long terme).

• Cryogénisation: Très basse température (-40°C à -115°C) pour produits fragiles.

Chaleur

• Détruit les micro-organismes et les toxines.

• Pasteurisation:

  • 60-100°C. Détruit micro-organismes mais pas bactéries thermorésistantes.

  • Nécessite refroidissement rapide et conservation au froid (4°C) ou emballage sous vide. Ex: Lait.

  • Bas: 30 min à 63°C.

  • Haut: 90°C quelques secondes.

  • UHT (>100°C quelques secondes).

• Stérilisation:

  • > 100°C. Détruit tous les micro-organismes.

  • Produits pH < 4,5 reçoivent un traitement moins intense.

• Appertisation: Stérilisation en conditionnement étanche (conserves).

• Traitement UHT (Ultra Haute Température):

  • 135-150°C pendant 1 à 5 s.

  • Refroidissement rapide et conditionnement aseptique. Ex: Lait, jus de fruit.

Diminution de l'Aw (activité de l'eau)

• Séchage: Élimine l'eau libre et une partie de l'eau liée.

• Déshydratation: Réduit l'eau liée pour interdire tout développement microbien.

• Lyophilisation (cryodessiccation): Congélation, mise sous vide, sublimation de la glace. Produit sec avec qualités organoleptiques préservées (coût élevé).

• Sucrage et salage: Le sucre/sel se lie à l'eau, la rendant indisponible pour les micro-organismes.

Conservateurs

• Utilisés à faibles doses.

• Nature minérale:

  • Chlorure de sodium (sel): Propriétés inhibitrices (en particulier sur bacilles à Gram+).

  • Nitrates, nitrites: Inhibent Clostridium botulinum et sa toxine.

  • Anhydride sulfureux et sulfites: Inhibent bactéries et moisissures, levures plus résistantes.

• Nature organique:

  • Acide sorbique: Anti-moisissure, actif sur levures et bactéries sporulées (Clostridium botulinum).

  • Acide benzoïque et dérivés: Actif contre bactéries et levures.

  • Autres acides organiques: Acide citrique, acide ascorbique (agents d'acidification).

• Antibiotiques / Antiseptiques: Nisine, subtiline, tylosine (antibiotiques); alcools, phénols (antiseptiques).

Autres techniques

• Atmosphères modifiées: Remplacer l'air par un mélange gazeux (moins d'oxygène). Ex: Salade en sachet (15% CO2, 80% azote).

• Les fermentations: Acides (bactéries) ou alcools (levures) améliorent la conservation.

• Fumage: Effet antimicrobien combiné à la déshydratation et aux antiseptiques de la fumée.

• Destruction par effet physique (hautes pressions): 100-300 MPa réduisent formes végétatives.

• Destruction par les rayonnements (UV, γ, X): Effets négatifs: destruction vitamines et nutriments.

• Filtration stérilisante: Utilise des supports poreux (≤0,5 µm) pour retenir les micro-organismes.