Microbiologie alimentaire

Le rôle des microbes dans la fabrication des aliments

De très nombreux produits alimentaires sont élaborés avec l'aide de microorganismes.

Citons les yaourts (Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium), les fromages (Lactococcus lactis, L. cremoris, Propionobacterium, Penicillium camemberti, P. roquerforti, etc.), les saucissons, les jambons, les viandes et les poissons fermentés (Bacillus halophiles), le vin, la bière et les autres diverses boissons fermentées alcoolisées (Saccharomyces, Botrytis cinerea), les vinaigres (Acetobacter, Gluconobacter), les pains (Saccharomyces, Lactobacillus), la choucroute (Leuconostoc mesenteroides, Leucobacillus plantarum), les produits d'ensilage pour les animaux (diverses espèces anaérobies), etc.

Détérioration et décomposition des aliments

Si quelques microorganismes fermenteurs s'avèrent bénéfiques dans la production d'aliments, la très grande majorité d'entre eux, dès lors qu'ils se développent sur des produits frais, entraînent rapidement leur altération et les rendent impropres à la consommation.

Un grain de blé moisi... naturellement impropre à la consommation.

La viande pourrie, les fruits ou le pain moisis, le lait tourné sont des exemples connus de tous et aisément détectables.

Mais il arrive quelquefois que le développement de microorganismes sur des aliments ne se détectent ni visuellement, ni au goût. Les aliments peuvent alors se révéler extrêmement dangereux. C'est le cas lorsque les microorganismes libèrent des toxines comme la toxine botulique, la toxine staphylococcique, l'ergotine (Claviceps purpurea), des aflatoxines cancérigènes (Aspergillus flavus), etc.

Tous les aliments ne sont pas pareillement sensibles aux détériorations microbiennes. Les œufs, par exemple, se conservent assez longtemps, protégés qu'ils sont à la fois par leur coquille et le lysozyme qu'ils contiennent (enzyme protéolytique de la paroi des bactéries Gram négatif).

Leur teneur en eau, en sucres ou en graisses, leur pH, leur potentiel d'oxydoréduction, leur structure physique (aliments liquides, viandes hachées, etc.) influent beaucoup sur leur sensibilité aux détériorations.

Il en est de même des conditions de température et d'humidité des milieux dans lesquels ils sont stockés, des contacts qu'ils peuvent établir avec l'atmosphère (aliments emballés sous film protecteur, charcuterie conservée dans le saindoux), de la pression osmotique exercée par le milieu de stockage (saumures), etc.

La détérioration des aliments dépend enfin de l'état sanitaire initial du produit (ramassage, manipulations, transport, flores microbiennes initiales, flores microbiennes ajoutées, etc.)

La conservation des aliments

Les méthodes de conservation des aliments visent à éliminer complètement les microorganismes pathogènes et les microorganismes avariants et d'en empêcher le développement ultérieur.

Les méthodes les plus anciennes de conservation étaient le séchage, le salage ou le sucrage (confitures) qui diminuaient la disponibilité en eau des aliments pour les microorganismes.

La réfrigération (+5° C) et la surgélation (- 18° C) permettent une conservation de plus ou moins longue durée en inhibant le développement des microorganismes. Le froid, toutefois, ne tue pas les microorganismes. Par ailleurs, les bactéries psychrophiles peuvent se développer et altérer des aliments, même dans des chambres froides ou des réfrigérateurs.

La pasteurisation, l'appertisation, c'est-à-dire la mise en œuvre de températures élevées, non seulement tuent les formes végétatives des microorganismes, mais aussi les spores bactériennes.

La déshydratation obtenue par lyophilisation améliore sensiblement les résultats obtenus par le séchage classique.

De très nombreux additifs chimiques permettent une bonne conservation des aliments. C'est ce résultat qui résulte du fumage, de la conservation dans le vinaigre, l'alcool, de l'addition de divers sels (nitrites, propionates, etc.), d'épices (grains de moutarde, poivre, girofle, etc.), de conservateurs (acide propionique, sorbique, acétylsalicylique, citrique, formate d'éthyl, oxyde d'éthylène, anhydride sulfureux, etc.)

L'irradiation par des rayonnements ionisants (X, gamma, neutrons ou électrons) ou l'utilisation des micro-ondes ou des ultrasons sont aussi utilisés. Notons qu'une bactérie (Deinococcus radiodurans) résiste remarquablement aux radiations ionisantes, sans que l'on sache vraiment les mécanismes de cette résistance.

Les toxi-infections alimentaires

En France, les bactéries les plus souvent impliquées dans des toxi-infections alimentaires collectives (TIAC) sont :

Staphylococcus aureus (porteurs humains, peau et plaies infectées), Salmonella sp. (porteurs humains et animaux, intestins), Shigella sp. (tube digestif de l'homme), Bacillus cereus (bactérie saprophyte des eaux, des sols, des végétaux), Clostridium perfringens (bactérie tellurique, tube digestif de l'homme et des animaux), Clostridium botulinum (bactérie tellurique), Yersinia enterocolitica (microflore de l'homme et des animaux), Campylobacter jejuni (tube digestif de l'homme), Vibrio parahaemolyticus (tube digestif des poissons et des coquillages) Escherichia coli ETEC (tube digestif des animaux), Vibrio cholerae (coquillages) et Listeria monocytogenes (bactérie tellurique et sur les végétaux). À ces bactéries, il faut ajouter des agents pathogènes viraux, des protistes (dinoflagellés), des levures et des moisissures.

Tous les aliments peuvent être incriminés dans le développement d'une TIAC, toutefois certains d'entre eux doivent faire l'objet d'une grande attention. Ce sont le lait cru ou fermenté, les fromages, le beurre et la crème ; les œufs et les ovo produits ; les glaces et les crèmes glacées ; la viande de boucherie en l'état ou hachée, les abats, les volailles, le lapin et le gibier ; les produits transformés à base de viande ; les poissons, les crustacés, les coquillages et les céphalopodes ; les fruits et les légumes ; les jus de fruits ou les soupes de légumes; les céréales et les produits dérivés ; le pain, les pâtes, les semoules, les farines ; les sucres ; le cacao ; les conserves et les semi-conserves ; les surgelés ; les aliments déshydrates ou lyophilisés ; les plats cuisinés et bien entendu l'eau.

Hygiène en restauration collective

Les entreprises de restauration collective servent chaque année près de six milliards de repas. Dans le même temps, on compte 30000 cas d'intoxication alimentaire dont un tiers de TIAC.

La mise en œuvre de règles simples, commandées par le bon sens, pourrait faire baisser significativement le nombre des TIAC. La très grande majorité des grandes entreprises de restauration collective, mais aussi de restaurateurs et de traiteurs applique déjà ces règles depuis longtemps. Mais il reste encore des entrepreneurs à convaincre de faire preuve de davantage de vigilance.

Hygiène du personnel : Le personnel en restauration doit avoir une bonne hygiène corporelle et passer régulièrement une visite médicale de dépistage de portage sain. Il doit pouvoir disposer de tenues de travail propres, régulièrement changées, d'une coiffe pour les cheveux et la barbe, éventuellement d'un masque bucco nasal lors de la préparation de certains plats. L'usage des gants à usage unique n'est hygiénique que s'ils ne servent qu'une fois ! Le port systématique des gants est à proscrire. Le personnel devra se laver les mains aussi souvent qu'il changera de tâche et bien entendu après chaque passage aux toilettes. L'usage du torchon en restauration est proscrit (sauf service à table). L'usage du papier à usage unique est préféré. Le personnel porteur d'une plaie sera éloigné des cuisines, mais aussi du service.

Pourquoi et comment bien se laver les mains ?
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Hygiène des locaux : Les locaux doivent satisfaire au principe de la marche en avant, c'est-à-dire qu'il ne doit jamais y avoir de croisements entre les circuits sales (denrées brutes, emballages, vaisselle sale, déchets) et les circuits propres (denrées déconditionnées, vaisselle propre, préparations culinaires, service à table). Si les principes de la marche en avant sont simples à mettre en place pour les grandes entreprises (conception des locaux neufs), ils sont plus compliqués pour maints restaurants qui devront séparer les circuits dans le temps quand ils ne peuvent pas le faire dans l'espace. Des procédures de nettoyage des locaux seront mises en place (planning). Les locaux seront autant que faire se peut conditionnés, les vapeurs de cuisson et les fumées seront évacuées par des hottes dont on nettoiera les filtres régulièrement. Naturellement, les animaux seront interdits et on procédera à des dératisations et des désinsectisations préventives.

Procédures de réception des denrées : Des denrées saines, bien conditionnées, transportées dans de bonnes conditions, puis stockées avec soin, sont les conditions sine qua non d'un bon départ dans la prévention des TIAC.

À la réception des denrées, on vérifiera la propreté du camion de livraison, sa température, s'il s'agit d'un transport frigorifique, le bon état des emballages ou des boites de conserve et les étiquettes informant sur la nature du produit, sa provenance, le fabricant, la date limite de consommation.

Les denrées sont ensuite stockées en chambre froide en respectant les températures de stockage propres aux denrées (surgelés à -18° C, le poisson sur glace fondante, la viande hachée à + 2° C, les œufs et le lait à + 4° C, la viande de boucherie à + 7° C, etc. On appliquera la règle du dernier arrivé, dernier sorti.

Le déconditionnement des denrées se fera en prenant des précautions simples (désinfection des salades dans l'eau de javel très diluée, décongélation à l'abri des microorganismes, etc.).

Les règles concernant la distribution des préparations culinaires : Dans le cas d'une restauration sur place, la température de cuissons des plats doit atteindre au moins 65° C. Les excédents des plats prévus au menu du jour pourront être représentés le lendemain sous réserve d'une bonne conservation et la mise en œuvre d'une identification de la date de fabrication des plats correspondants.

Lorsque la restauration est différée, la distribution peut s'effectuer selon deux modes : la liaison chaude et la liaison froide. Dans le cas de liaison chaude, on appliquera les mêmes dispositions que celles citées pour la restauration sur place. Dans le cas de la liaison froide, après cuisson, la denrée est répartie en faible épaisseur dans un récipient fermé, puis introduit dans une cellule de refroidissement rapide qui fait passer la préparation de + 65° C à + 10° C en moins de deux heures. La denrée est ensuite entreposée et transportée à + 3° C. La denrée, avant d'être servie, est remise à la température de + 65° C, à cœur, en moins d'une heure et servie immédiatement. La réutilisation des restes est interdite.

Le plateau témoin : Malgré toutes les précautions qu'un bon prestataire en restauration collective peut prendre, une TIAC peut toujours survenir. Afin de différencier rapidement les bactéries responsables d'une intoxication, on garde un plateau témoin de chaque repas servi, pendant cinq jours, dans des conditions, bien sûr, qui garantissent qu'aucune surinfection ne pourra se produire.

Les contrôles microbiologiques : Les contrôles microbiologiques se font régulièrement sur les surfaces pour contrôler l'efficacité du nettoyage et des désinfectants et sur les denrées sur lesquelles on recherchera et dénombrera la flore aérobie mésophile, responsable de l'altération des denrées, les germes témoins de contamination fécale* et les germes pathogènes (staphylocoques, salmonelles et anaérobies sulfito-réducteurs).

[* Les germes témoins de contamination fécale sont des germes banals dont on sait que leur milieu de vie normal est l'intestin des animaux et de l'homme. Leur présence dans un environnement autre indique à coup sûr que cet environnement a été souillé, à un moment ou à un autre, par des déjections fécales.

Les principales espèces recherchées sont essentiellement les coliformes fécaux, Escherichia coli, les Clostridium sulfitoréducteurs, les streptocoques fécaux et quelques autres espèces accessoirement.

L'intérêt de ces espèces, outre qu'elles ont vécu obligatoirement dans l'intestin, est qu'elles sont relativement faciles à cultiver et que leur survie, plus ou moins longue dans un environnement extérieur, en font d'assez précieux indicateurs sur la pollution qui peut être récente ou ancienne, chronique ou accidentelle, etc.

La présence de ces espèces suggère celle, possible, de pathogènes fréquentant le même milieu de vie : Salmonella, Shigella, Vibrio cholerae, etc. et divers autres virus ou parasites beaucoup plus difficiles à mettre en évidence dans le milieu extérieur.

On recherche systématiquement ces germes témoins pour prévenir d'une éventuelle épidémie provoquée par des pathogènes d'origine fécale. Cette recherche se fait sur les plages (hygiène de la baignade), dans les eaux à proximité des parcs conchylicoles (hygiène des fruits de mer), dans les zones de rejet des stations d'épuration en aval des piscicultures, dans les zones d'épandages des lisiers et fumiers (qualité des eaux superficielles), dans les eaux souterraines, au niveau des captages (qualité des eaux destinées à la boisson ou à l'arrosage). On recherche aussi ces germes pour prévenir des pollutions des aliments par de mauvaises pratiques d'élevage ou d'hygiène, particulièrement en restauration collective.

La présence de germes témoins de contamination fécale indique plutôt une probabilité de présence de pathogènes qu'un certitude de présence. Mais cette probabilité sera plus ou moins importante, jusqu'à la quasi-certitude, que la population animale ou humaine source de contamination sera dans une état de santé plus ou moins bon. Une population qui vient d'être victime d'une grave inondation, sous le choc, risque bien plus d'être émettrice de germes fécaux pathogènes qu'une population, vivant dans des conditions agréables et bien nourrie.

Il en est de même de la manière dont on élève les animaux destinés à la consommation humaine dont les rejets présenteront d'autant plus de risques qu'ils viendront d'animaux élevés dans des conditions stressantes, dans des conditions d'hygiène limites et dont les rejets sont traités sommairement.

La valeur des germes témoins dépend donc des conditions épidémiologiques locales.

Quant à l'absence de germes témoins de contamination fécale, elle n'est pas forcément synonyme d'absence de germes pathogènes. Il faut prendre en considération les capacités de survie des germes témoins et des germes pathogènes dans l'environnement extérieur. Ces germes, essentiellement mésophiles, résisteront plus ou moins bien au froid, au pH, aux conditions aérobies, à certains traitements (chloration), etc.

Ces raisons devront être retenues pour décider de la valeur à accorder, par exemple, à l'absence de germes témoins de contamination fécale dans des eaux de rejet d'une station d'épuration dont on sait qu'elles véhiculent divers virus et parasites particulièrement résistants. Une attention particulière devra donc être portée aux conditions écologiques dans lesquelles ces germes peuvent être amenés à survivre hors du tractus intestinal.

C'est une des raisons qui fait que l'on s'intéresse davantage maintenant aux germes indicateurs d'efficacité des traitements.]

Chlore, désinfection et eau :
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Les procédures HACCP : HACCP, sigle d'origine américaine (inventé ainsi que les procédures y afférant pour la conquête spatiale) a été traduit en français par Hygiène Alimentaire et Contrôle des Points Critiques. L'intérêt des HACCP est de mettre à disposition de l'industrie agro-alimentaire, des professionnels de la restauration, mais aussi des producteurs de denrées alimentaires (paysans, ostréiculteurs, etc.) des procédures qui, si elles sont appliquées rigoureusement, facilitent la prévention des risques de contamination microbienne des aliments. Ces procédures sont le plus souvent écrites pour qu'à tous les points de la chaîne de fabrication d'un aliment, chaque acteur puisse contrôler les points critiques, c'est-à-dire les étapes dont on sait ou présume qu'elles sont à risque. Elles offrent, en outre, une bonne traçabilité tout au long de la chaîne de fabrication.

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1) Les documents directement en rapport avec la méthode HACCP.

2) HACCP & LOGICIELS HACCP.]

Document : la démarche HACCP