Propriétés de surface des spores de Bacillus cereus et capacité de contamination des équipements agro-industriels : influence des conditions environnementales

Bacillus cereus spores' surface properties and ability to contaminate food surface equipment : influence of environmental conditions

• Auteur / Autrice : Grégoire Tauveron
• Direction : Christine Faille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Stratégies d'exploitation des fonctions biologiques
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microbiologie sanitaire

Industries agroalimentaires

Aliments -- Contamination

Intoxication alimentaire

Aliments -- Manipulation

Bactéries -- Adhésivité

Spores bactériennes

Bacillus cereus

Mots clés libres

Exosporium

Appendices

Nettoyage en place (NEP)

Résumé

Bacillus cereus, responsable de toxi-infections alimentaires, est un contaminant fréquent des aliments traités thermiquement. En effet, outre ses capacités de résistance aux traitements thermiques et chimiques, la spore de B. Cereus a une forte capacité d'adhésion aux matériaux inertes comme l'acier, et représente donc un risque majeur de contamination des aliments. La maîtrise de l'hygiène des équipements passe par une meilleure connaissance des facteurs influençant l'adhésion et la résistance au nettoyage des spores de B. Cereus. L'adhésion des micro-organismes est liée à la leurs propriétés de surface qui peuvent varier selon les conditions environnementales rencontrées. Au cours de cette étude, nous avons mis en évidence une grande variabilité des propriétés de surface (morphologie, caractère hydrophobe, protéines de surface) des spores selon les souches. Ces différences sont associées à une variabilité importante de la capacité d'adhésion à l'acier et de résistance au nettoyage en place (NEP) entre les souches. La confrontation de ces données a montré que l'adhésion des spores est favorisée par la longueur des appendices, alors que la résistance au NEP est inversement proportionnelle à la taille des exosporia. L'utilisation de mutants (chez B. Cereus et B. Anthracis) nous a permis de mettre en évidence que les filaments en brosse de l'exosporium (constitués par BclA) inhibent la résistance au nettoyage. L'absence de la protéine ExsY empêche la mise en place de l'exosporium et se traduit par une diminution de l'adhésion et une augmentation de la résistance au nettoyage. Donc le risque de contamination des surfaces est plus élevé pour des souches ayant de longs appendices et un petit exosporium. Par ailleurs, les propriétés de surface des spores sont affectées par les conditions rencontrées par la bactérie. Nous avons étudié l'influence de conditions susceptibles d'êtres rencontrées par les spores dans les IAA. La sporulation à haute température ainsi que la sporulation en milieu liquide affectent respectivement la taille et l'intégrité de l'exosporium et entraînent une diminution de l'adhésion. De plus, l'application de conditions hydrodynamiques proches de celles rencontrées dans les industries agro-alimentaires induit un endommagement de l'exosporium plus ou moins marqué selon les conditions de sporulation. Cet endommagement conduit à une diminution de l'adhésion des spores couplée à une augmentation de leur résistance au nettoyage. Ces différences de comportement devront donc être prises en compte dans les procédures d'analyse des risques liés à la présence de B. Cereus.

Bacillus cereus, responsible for food toxi-infections, frequently contaminates heated-processed foods. Indeed, beyond its resistance to heat and chemical treatment, the B. Cereus spore possesses a strong capacity to adhere to inert materials such as steel and therefore may be considered as a major food contamination risk. Mastery of equipment hygiene requires a deeper knowledge of factors which influence B. Cereus spores' adhesion capacity and their resistance to cleaning techniques. The adhesion of micro-organisms is linked to their surface properties, which may vary according to the environmental conditions they encounter. Ln the course of this study, we reveal a wide variability in surface properties (morphology, hydrophobia, surface protein content) from one spore strain to another. These differences are associated with a significant variability in each strain's capacity to adhere to steel and in its resistance to cleaning-in-place (CIP). Close examination of these data has shown that the longer their appendages, the stronger the spores' adhesion, whereas resistance to cleaning-in-place is inversely proportional to the size of the exosporia. The use of mutants (from B. Cereus and B. Anthracis) allowed us to show that brush-like exosporial filaments (made up of BclA) inhibit resistance to cleaning. An absence of the ExsY protein stops the exosporium from developing and leads to a consequent decrease in adhesion and an increase in resistance to cleaning. Thus, surface contamination risk is higher for strains with long appendages and small exosporia. Furthermore, spores' surface properties are affected by the conditions encountered by the bacteria. We have studied the influence of conditions likely to be encountered by spores in the agro-food industry. Sporulation at high temperature and sporulation in a liquid environment respectively affect the exosporium's size and integrity and result in lesser adhesion. Ln addition, the application of hydrodynamic conditions close to those encountered in the agro-food industry, induces greater or lesser damage to the exosporia according to the conditions in which they sporulated. This damage leads to a decrease in spore adhesion coupled with an increase in their resistance to eleaning. These behavioural differences must therefore be taken into account in analytical procedures applied in the determination of risk associated with the presence of B. Cereus.