ANOPLAI – Prévalence et biodiversité d’Anoxybacillus flavithermus, et des autres bactéries sporulées thermophiles, associées à l’industrie des poudres laitières

ANOPLAI – Prevalence and biodiversity of Anoxybacillus flavithermus, and other thermophilic spore forming bacteria, associated with the dairy powder industry

• Auteur / Autrice : Louis Delaunay
• Direction : Ivan Leguérinel, Anne-Gabrielle Mathot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie, virologie et parasitologie
• Date : Soutenance le 08/07/2021
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire universitaire de biodiversité et écologie microbienne (Plouzané ; 2004-....)
• Jury : Président / Présidente : Gwenaelle Le Blay Laliberte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ivan Leguérinel, Anne-Gabrielle Mathot, Gwenaelle Le Blay Laliberte, Thierry Bénézech, Christophe Nguyen-The, Véronique Broussolle, Jean-Marie Perrier-Cornet, Florence Postollec
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Bénézech, Christophe Nguyen-The

Mots clés

Mots clés contrôlés

Industrie laitière

Contamination

Produits laitiers

Spores bactériennes

Mots clés libres

Spores thermophiles

Biofilm

Diversité

Poudres laitières

Nettoyage en place

Thermophilic spores

Biofilm

Diversity

Dairy powders

Cleaning in place

Résumé

Les bactéries sporulées thermophiles présentes dans l’environnement de la ferme, se retrouvent en faibles concentrations dans le lait cru. Elles résistent aux traitements de pasteurisation appliqués en industrie et peuvent se développer au cours des procédés de fabrication des poudres laitières pour s’y retrouver en fortes concentrations. Afin d’évaluer la contamination des poudres laitières produites en France, un dénombrement et une évaluation de la diversité des espèces des spores thermophiles mené sur 61 échantillons recueillis auprès d’industriels a permis de mettre en évidence une grande diversité de contaminants sporulés. Il apparait que A. flavithermus, G. stearothermophilus et B. licheniformis sont les espèces bactériennes sporulées thermophiles les plus présentes dans les poudres laitières. Ces prévalences dépendent du type de poudre laitière étudiées. Une diversité phénotypique est observée lors de l’analyse des activités enzymatiques avec un potentiel d’altération observée pour A. flavithermus, G. stearothermophilus et plus particulièrement pour B. licheniformis.Il en résulte que les poudres contaminées utilisées comme ingrédients dans les formulations alimentaires sont de possibles sources d’altération. Une analyse détaillée du procédé de fabrication des poudres laitières, associée aux capacités de croissance des bactéries sporulées thermophiles a permis d’évaluer les étapes du procédé de fabrication des poudres susceptibles de favoriser le développement des espèces étudiées, de la formation de biofilms et de spores. Enfin les estimations d’une part de la capacité de formations de biofilms par A. flavithermus et par G. stearothermophilus et d’autre part de leurs résistances aux traitements de nettoyage en place ont révélé que l’espèce A. flavithermus est la plus résistante aux traitements alcalins alors que les résistances aux traitements acides semblent similaires pour les deux espèces. Les résultats obtenus au cours cette thèse ont permis d’évaluer les capacités de croissance des bactéries sporulées thermophiles dans les industries des poudres laitières et d’appréhender des leviers permettant de mieux maitriser leurs développements et leurs éliminations.

Thermophilic spore forming bacteria present in the farm environment are found at low concentrations in raw milk. They are resistant to pasteurization treatments applied in industry and can develop during the manufacturing process of dairy powders and be found in high concentrations. In order to evaluate the contamination of dairy powders produced in France, an enumeration and an evaluation of the species diversity of thermophilic spores was carried out on 61 samples collected from industrials allowed to highlight a great diversity of spore contaminants. It appears that A. flavithermus, G. stearothermophilus and B. licheniformis are the most present thermophilic spore-forming bacterial species in dairy powders. These prevalence depend on the type of dairy powder studied. A phenotypic diversity regarding the enzymatic activity has shown with a spoilage potential for A. flavithermus, G. stearothermophilus and more particularly for B. licheniformis.As a result, contaminated powders used as ingredients in food formulations are possible sources of spoilage. A detailed analysis of the manufacturing process of dairy powders, associated with the growth capacities of thermophilic spore-forming bacteria, allowed to evaluate the steps of the manufacturing process of the powders favouring the development, the formation of biofilms and spores of the studied species. Finally, the estimations of the capacity of biofilm formation by A. flavithermus and G. stearothermophilus on the one hand and of their resistance to the cleaning treatments on the other hand revealed that the A. flavithermus species is the most resistant to the alkaline treatments whereas the resistances to the acid treatments seem to be similar for both species. The results obtained during this thesis have allowed to evaluate the growth capacities of thermophilic spore forming bacteria in the dairy powder industry and to understand the levers allowing to better control their development and their elimination.