Les fabricants de produits alimentaires doivent tenir compte de la croissance microbienne lors de la production et du conditionnement de leurs produits. Ce webinaire aborde les facteurs qui influent sur la croissance microbienne, le rôle de l'activité de l'eau dans le contrôle de cette croissance, la conformité aux réglementations gouvernementales, les agents pathogènes alimentaires courants, la formulation d'une activité de l'eau spécifique et la technologie des barrières.

Les défaillances microbiennes dans les emballages alimentaires peuvent entraîner des rappels de produits, ce qui coûte à une entreprise des millions de dollars en retards opérationnels, frais juridiques, demandes d'indemnisation médicale, récupération et élimination des aliments, et soins médicaux. Elles peuvent également entraîner des pertes supplémentaires en termes d'atteinte à la réputation, de perte de ventes futures et de perte de confiance des consommateurs.

FAT TOM : Six facteurs influant sur la croissance microbienne

Six facteurs principaux influencent la croissance microbienne : la nourriture, l'acidité, le temps, la température, l'oxygèneet l'humidité. (Un moyen mnémotechnique simple mais efficace consiste à utiliser l'acronyme FAT TOM.) La composition nutritionnelle d'un aliment détermine les micro-organismes qui peuvent s'y développer. L'acidité, ou le niveau de pH, influence également la croissance microbienne. Les moisissures peuvent se développer à un pH très bas, tandis que les bactéries prolifèrent à un pH élevé et ne peuvent pas se développer dans des environnements dont le pH est inférieur à 4,6.

La croissance microbienne est exponentielle, il est donc essentiel de détecter rapidement les agents pathogènes dangereux. Nous pouvons stopper la croissance des agents pathogènes en privant les microbes de nourriture et d'oxygène et en introduisant des espèces concurrentes. Différents agents pathogènes se développent à différentes températures. La zone de danger pour la sécurité alimentaire se situe entre 4 et 60 degrés Celsius (40 à 140 degrés Fahrenheit). Nous pouvons désactiver les bactéries en combinant des traitements à température élevée et de longue durée.

Prenons l'exemple de l'oxygène microbien ou du potentiel redox. Les microbes aérobies (comme les moisissures) ont besoin d'oxygène, tandis que les agents pathogènes anaérobies (Clostridium botulinum et Bacillus cereus) n'ont pas besoin d'oxygène pour se développer. Certaines bactéries (comme E. coli et Staphylococcus aureus) sont facultativement aérobies, ce qui signifie qu'elles peuvent passer du mode aérobie au mode anaérobie en fonction de l'environnement. D'autre part, les microaérophiles ont besoin de petites quantités d'oxygène pour se développer (Campylobacter jejuni).

L'humidité joue un rôle important dans la croissance des agents pathogènes par le biais de l'activité hydrique des aliments. Les bactéries pathogènes, par exemple, ne se développent que lorsque l'activité hydrique est supérieure à 0,85, tandis que la détérioration due aux moisissures et aux levures a une limite d'activité hydrique de 0,7. À l'inverse, aucune croissance microbienne ne peut se produire lorsque l'activité hydrique est inférieure à 0,6.

Comment l'activité de l'eau affecte un micro-organisme

Une différence dans l'activité de l'eau signifie une différence dans le niveau d'énergie. Avec une activité de l'eau élevée, l'eau contenue dans le microbe tend à s'échapper, ce qui modifie la pression de déclenchement au sein du micro-organisme. Le micro-organisme va alors tenter d'équilibrer ses énergies avec l'activité de l'eau dans l'environnement.

Le micro-organisme modifie sa membrane afin de réduire l'activité de l'eau, maintenant ainsi sa pression de déclenchement. Il peut produire ou transporter des acides aminés ou des sucres en petites quantités afin de tenter de réduire l'activité de l'eau. Cependant, l'activité de l'eau ne correspond toujours pas à celle de l'environnement, et le micro-organisme entre en stase, ou dormance.

Pathogènes alimentaires courants

Les agents pathogènes alimentaires se divisent en deux catégories : l'intoxication alimentaire et l'infection alimentaire. Une intoxication alimentaire survient lorsqu'une personne ingère une toxine produite dans les aliments et tombe malade. Une infection alimentaire survient lorsque la toxine se développe dans le tractus gastro-intestinal. (L'intoxication se forme dans les aliments, et l'infection se forme dans l'intestin.)

Le staphylocoque doré peut se développer avec ou sans oxygène, a la limite d'activité hydrique la plus basse et est facilement contaminé par croisement. Par conséquent, la présence de staphylocoque doré sur les équipements de transformation alimentaire est un signe de mauvaises conditions d'hygiène. La prolifération de cet agent pathogène peut être facilement évitée grâce au nettoyage, à la désinfection, à une préparation appropriée et à la réduction au minimum de la contamination croisée.

Le botulisme est anaérobie et ne se développe pas à des niveaux de pH inférieurs à 4,6. Trois minutes d'ébullition suffisent pour tuer le botulisme. Il a une limite d'activité hydrique plus élevée. Le botulisme existe dans la nature (sol, plantes, eau) et dans les aliments en conserve impropres à la consommation et les aliments à faible acidité (betteraves, haricots verts, pommes de terre au four enveloppées dans du papier d'aluminium, poisson fumé, huile infusée aux herbes et miel).

Salmonella spp. est le pathogène le plus fréquemment signalé. Ce microbe est responsable d'infections d'origine alimentaire et est plus courant pendant les mois d'été. La salmonelle peut se développer dans des environnements riches en oxygène ou appauvris en oxygène, peut être éliminée par la cuisson et se trouve dans les matières fécales contaminées, l'eau potable, les contacts interpersonnels, les ovoproduits, les fruits et légumes crus, les produits laitiers non pasteurisés et même dans des produits tels que la farine et le beurre d'arachide.

La Listeria peut se développer à des températures réfrigérées, peut être éliminée par la cuisson et la pasteurisation, et a une limite d'activité hydrique de 0,92. La Listeria est présente dans les viandes non cuites, les légumes, le lait non pasteurisé et certains fromages à pâte molle. Dans les environnements à basse température et à faible teneur en oxygène, la Listeria peut se développer si elle est présente.

La plupart des souches d'E. coli sont inoffensives et essentielles au bon fonctionnement du tractus intestinal. La souche pathogène peut être éliminée par cuisson ou pasteurisation. E. coli a une faible dose infectieuse et est difficile à éliminer.

Le Bacillus cereus est anaérobie et a une période d'incubation courte. Cet agent pathogène est souvent confondu avec la grippe intestinale.

Réduire l'activité de l'eau pour empêcher la croissance microbienne

La réduction de l'activité de l'eau modifie les micro-organismes qui peuvent se développer. La déshydratation d'un produit permet de conserver les aliments et de réduire l'activité de l'eau. L'ajout d'un humectant, seul ou en association avec d'autres, peut également réduire l'activité de l'eau. La technologie des barrières consiste à mettre en place des barrières à la croissance microbienne, par exemple en contrôlant la température, l'activité de l'eau, l'acidité et l'oxygénation.