Compréhension des mécanismes à l'origine de l'adhésion de Saccharomyces cerevisiae sur acier inoxydable : implications pour l'hygiène des surfaces en industrie agroalimentaire

Understanding adhesion of Saccharomyces cerevisiae to stainless steel : Consequences on the hygienic status of surfaces in the food industry

• Auteur / Autrice : Gaëlle Guillemot
• Direction : Philippe Schmitz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie et biocatalyse industrielles
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acier inoxydable austénitique

Saccharomyces cerevisiae

Santé publique -- Laboratoires

Mots clés libres

Hygiène des surfaces

Adhésion

Chambre à écoulement

Résumé

Dans l'industrie agroalimentaire, l'adhésion de microorganismes contaminants sur les surfaces induit des effets néfastes à la fois en terme de qualité, d'hygiène et de santé publique. Dans cette étude, une forte adhésion de Saccharomyces cerevisiae sur l'acier inoxydable a été mise en évidence, à l’aide d’une chambre à écoulement cisaillé. La spécificité de ce matériau par rapport à d’autres surfaces « contrôle » a été démontrée pour des souches de levures d’origine variée. Cette spécificité se traduit par une adhésion très marquée, i. E. , pas de détachement pour des contraintes de cisaillement pariétales appliquées de l’ordre de 100 Pa, valeur dix fois plus élevée que celle appliquée classiquement lors des procédures de nettoyage en place. Cette adhésion n’a pu être expliquée par les propriétés physico-chimiques des levures et du matériau. Le rôle prépondérant joué par les interactions entre la surface métallique et les protéines de la paroi de la levure a été démontré. Sur cette base, un modèle permettant d’évaluer la force d’adhésion de la levure sur les différents supports a été mis au point. Au vu de l’ensemble des résultats obtenus, il a ensuite semblé pertinent de mettre au point des stratégies préventives vis-à-vis l’adhésion. Le potentiel anti-adhésif d’une enzyme protéolytique adsorbée sur l’acier inoxydable a été évalué. Il se traduit par une inhibition totale de l’adhésion, attribuée ici, non pas à l’activité catalytique de l’enzyme mais plutôt à un simple effet protéique de « masquage » des sites de liaison. La seconde surface, réalisée par procédé plasma, consiste en un film polymère avec inclusions d’argent. Elle a permis un détachement total des levures pour une contrainte de cisaillement modérée (i. E. 20 Pa)

In the food industry, adhesion of food spoilage microorganisms on surfaces can seriously affect food quality and safety. Using a flow cell, a strong adhesion of Saccharomyces cerevisiae to stainless steel was observed in the present study. The material specificity was established by comparing adhesion on other “control” surfaces and for a variety of yeasts. This specificity is characterised by a very strong adhesion, i. E. No detachment although an applied wall shear stress of 100 Pa, value ten fold higher than those applied during in place cleaning. This adhesion could not be explained by physico-chemical properties of either yeasts or material. Importance of interactions between metallic surface and proteins of yeast cell wall was then shown. On this basis, the adhesion force was modelled and estimated on every support tested. All those results clearly demonstrated the pertinence of designing innovative stainless steel coatings applied to the prevention of yeast adhesion. Firstly, an hydrolytic enzyme was adsorbed on the stainless steel surface. Consequently, adhesion was totally inhibited due to the proteolytic coating rather than to its catalytic properties. The second surface was realised by a plasma process and is made of silver nanoclusters embedded in a polymerised matrix. Detachment was here observed for a moderate wall shear stress of 20 Pa