Compréhension de l'inactivation de bactéries pathogènes présentes dans des produits alimentaires déshydratés

Foodborne pathogens inactivation in low-water activity foods

• Auteur / Autrice : Emilie Lang
• Direction : Patrick Gervais, Jean-Marie Perrier-Cornet, Stéphane Guyot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'alimentation
• Date : Soutenance le 07/12/2016
• Etablissement(s) : Dijon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Procédés Alimentaires et Microbiologiques (PAM) (Dijon)
• Jury : Président / Présidente : Fabrice Martin-Laurent
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Muriel Thomas
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Philippe Schmitt, Stéphane Delaunay

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réhydratation

Aliments -- Séchage

Cronobacter sakazakii

Salmonella enterica

Mots clés libres

Salmonella enterica

Cronobacter sakazakii

Séchage

Réhydratation

Traitement thermique

Physiologie

Virulence

Salmonella enterica

Cronobacter sakazakii

Drying

Rehydration

Heat treatment

Physiology

Virulence

Résumé

Les produits alimentaires secs sont courants dans l’industrie agroalimentaire. Cependant, leur innocuité n’est pas toujours assurée et de nombreux cas de toxi-infections alimentaires collectives à travers le monde sont annuellement recensés. Deux bactéries pathogènes sont particulièrement impliquées, l’une correspond à grand nombre de cas, Salmonella enterica, et l’autre est reconnue pour sa capacité à résister aux perturbations environnementales, Cronobacter spp.. Une compréhension plus poussée de l’impact du séchage et traitement thermique à l’état sec peut permettre une optimisation des procédés de de décontamination des produits alimentaires secs et contribuer à réduire le nombre de toxiinfections alimentaires. Dans un premier chapitre, une attention particulière a été portée au procédé de séchage de microorganismes pathogènes qui peut, s’il est conduit de manière rapide, réduire considérablement la cultivabilité microbienne. De cette façon, le séchage peut être considéré comme une étape supplémentaire de décontamination à condition d’en optimiser les conditions d’application. Puis dans un deuxième chapitre, l’impact de la réhydratation, rarement traitée jusqu’à présent, a été étudié afin de proposer des conditions permettant de maximiser l’inactivation bactérienne. Cette étude remet partiellement en cause les dénombrements de bactéries pathogènes dans les aliments qui peuvent être, dans quelque cas, sous estimées du fait de l’utilisation de réhydratation rapide. Dans un troisième chapitre, l’application de différents traitements thermiques sur du lait en poudre, destiné à une population dite sensible, a permis de comprendre le rôle couplé de l’activité de l’eau et de la température sur l’efficacité du traitement thermique à l’état sec mais également de proposer un modèle d’inactivation thermique des pathogènes. Il a été notamment possible de définir un paramètre représentatif de l’effet de l’activité de l’eau (yaw). Les mécanismes de mort cellulaire pour les deux bactéries ont été ensuite étudiés, que ce soit après un séchage ou après un traitement thermique. Il apparait clairement que le séchage induit majoritairement une perméabilisation de la membrane tandis que le traitement thermique des cellules viables séchées dégrade majoritairement l’activité enzymatique en détruisant peu la membrane. Finalement, il a été montré que la virulence des deux pathogènes étudiés est augmentée par le séchage mais que le traitement thermique à l’état sec n’a pas d’impact sur cette virulence. Les connaissances apportées par cette étude peuvent être utiles d’un point de vue industriel, afin d’optimiser au mieux les conditions d’application des différents procédées pour une inactivation bactérienne maximale.

Dried food products are common in food industry. Nevertheless, their safety is not well insured, involving numerous outbreaks every years around the world. Particularly, two pathogenic bacteria are of interest, one of them due to its number of cases, Salmonella enterica, and the other one due to its ability to survive environmental perturbations, Cronobacter spp.. A deeper comprehension of drying and heat treatment in dried state impact could lead to an optimization of drying and heating processes, insuring food safety. In the first instance, drying was considered as a supplementary decontamination step by optimizing its conditions of use. In a second phase, the rehydration impact was studied in order to found optimal conditions of pathogen inactivation. The study questions the rehydration currently puts in practice for food safety analysis. In a third phase, several heat treatments on a dried food product, intended to susceptible population, permitted to understand the specific role of water activity on the efficiency of heat treatment in dried state, and also propose a modelling for bacterial heat inactivation. In addition, it was possible to define two new parameters which represent the effect of temperature (zT) and the effect of water activity (yaw). Fourth, cellular death mechanisms for both studied bacteria, during the drying or during the heat treatment, were considered. It was clear that drying involved mainly membrane damages whereas heat treatment involved mainly enzymatic damages. Finally, in a fifth part, it was shown that virulence properties of both studied bacteria were affected by drying, increasing invasion capacity, but not by heat treatment in dried state. To finish, the knowledges brought by this study are useful for industrial point of view, in the case of drying and heat process optimization and also by proposing biological indicators to valid process efficiency in situ.