Compréhension des mécanismes de l’inactivation microbienne sous hautes pressions gazeuses

• Auteur / Autrice : Vincent Espinasse
• Direction : Patrick Gervais, Jean-Marie Perrier-Cornet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'alimentation. Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Dijon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Viabilité microbienne

Saccharomyces cerevisiae

Résumé

Ce travail est axé sur la compréhension des effets des gaz sous pression sur la survie microbienne en fonction du niveau d’hydratation des micro-organismes. Cette étude a été menée sur deux levures – Saccharomyces cerevisiae et Candida edax – et sur une bactérie sous forme sporulée, Bacillus subtilis. Une phase préliminaire de développement a permis de mettre en place des enceintes Haute Pression compactes permettant de traiter les micro-organismes en milieux gazeux sous pression sur des longs temps de maintien, jusqu’à plusieurs mois. Une première partie a consisté à comparer les effets d’une pression isostatique transmise par un liquide ou par l’azote sur la viabilité microbienne. Lorsque les micro-organismes sont placés à de forts niveaux d’hydratation, l’inactivation est liée à la compression cellulaire et la présence d’azote n’a pas d’effet spécifique sur la viabilité. Aux faibles niveaux d’hydratation, la viabilité des micro-organismes n’est pas affectée par une pression transmise par un liquide. Au contraire, l’azote sous pression présente un effet spécifique et original, qui conduit à l’inactivation des micro-organismes faiblement hydratés. L’étude s’est ensuite focalisée sur la caractérisation de cet effet spécifique et a montré que les phénomènes de sorption et de désorption des gaz dans les micro-organismes permettent d’expliquer les inactivations observées. Les techniques d’investigation utilisées (microscopie électronique, microscopie et spectroscopie de fluorescence…) ont permis d’identifier certains des mécanismes liés à la mort microbienne en milieux gazeux sous pression. Une explication intégrant l’ensemble de ces éléments est enfin proposée et discutée.

The effects of high gas pressure on the survival of microorganisms were here investigated at different hydration levels. A preliminary step was dedicated to the development of compact high-pressure cylinders to perform high-pressure treatments in gaseous media over long periods, up to several months. In a first section, the influence of both liquid and nitrogen pressures on microbial viability were compared. At high hydration levels, the presence of nitrogen had no specific effect on viability and the observed inactivation was induced by cell compression. At low hydration levels, liquid pressure did not affect microbial viability. On the contrary, pressurised nitrogen induced cell inactivation due to gas sorption and desorption phenomena. We then focused on this specific effect and identified some of the mechanisms leading to cell death by employing different methods (scanning electron microscopy, fluorescence techniques…. ). Finally, an explanation is developed and discussed.