1,2/ généralisation alimentaire pour donner des idées
« Quis, Quid, Ubi, Quibus auxiliis, Cur, Quomodo, Quando » Quintilien, père de la rhétorique au 1er siècle après J.C. : « Qui, quoi, où, avec quels moyens, pourquoi, comment, quand ? »
QQQCCOQP : Qui ? Quoi ? Comment ? Combien ? Où ? Quand ? Pourquoi ?
5W « who did what, where and when, and why »
microbiologie alimentaire :
pourquoi faire ? risques, dangers, équilibre microbiote et matrice alimentaire
qui, quoi, quels microbes ?
où & quand ? couples dangers-aliments
comment, quelles techniques d'analyse ?
1,2,1/ Risques, dangers, équilibre microbiote et matrice alimentaire
Maladies alimentaires
« Les maladies d’origine alimentaire sont pour la pluspart des anadémies, c.a.d des maladies épidémiques non contagieuses contractées à partir d’une source commune. » M.Naïtali. Risques microbiologiques alimentaires. Lavoisier Paris 2017
Nombre de cas/an difficle à estimer : selon InVS & Anses 2004 :
52 000 à 82 000 bactérioses
+ 70 000 viroses
+ 117 000 parasitoses
250 000 total
En général nombre de cas et gravité faible, peu mortelles, mais coût économique fort : soins + chutte des ventes
Les maladies dues à des agents biologiques entéropathogènes sont regroupées sous le nom de ToxiInfections Alimentaires
Individuelle = sporadique
Collective = épidémique
Alimentation = danger ?
l’alimentation n’est pas un danger mais il est possible de rencontrer des dangers dans notre alimentation, l’alimentation peut représenter un RISQUE pour le consommateur, ce RISQUE est VARIABLE selon les INDIVIDUS & les POPULATIONS
Microbes et matrice alimentaire : un équilibre dynamique
« La rencontre de deux boîtes noires : d’un côté un aliment à la structure mystérieuse, de l’autre un tube digestif tout aussi, sinon plus, mystérieux, avec à la sortie un sujet en bonne santé.
Dans notre société actuelle, la valeur santé des aliments est au premier rang des préoccupations des individus. Le malheur est que le plus souvent l’avis des incompétents prédomine sur les données sérieuses des nutritionnistes. Sans parler du fer des épinards rendu célèbre par la faute de frappe d’une pauvre dactylo, nous sommes tous les jours inondés de messages incohérents du style « le calcium du lait est mal absorbé. »
« Il a été estimé que le tube digestif d’un homme traite environ cent tonnes d’aliments au cours de sa vie, et le plus souvent sans incident majeur. D’autres estiment qu’il s’agit d’un organe intelligent puisqu’il est très riche en neurones (autant de neurones dans le tube digestif que dans la moelle épinière). »
Jean Fioramonti, Directeur de recherche à l’Inra, département Alimentation humaine. Structure des aliments et effets nutritionnels. https://www.quae.com/extract/2612
un équilibre dynamique entre systèmes immunitaire, digestif, nerveux, microbiote et matrice alimentaire
Les microorganismes ne sont jamais en culture pure
Les mieux adaptés se reproduisent et s’implantent
Les µβ libres ou associés, mobiles (plancton) ou fixés (biofilm) forment un microécosystème ou écosystème microbien
matrice alimentaire = Flore initiale + technologique
+ Flore mutualiste, commensale, bénéfique, symbiotique, d’amélioration
+ Flore pathogène, parasite, d’altération
air, eau, terre : Contamination ou Enrichissement ?
Conditions nutritives :
C, H, O, N, P, S, Ca, , Cu, ...
Gaz O2, CO2,
Molécules
Macromolécules
Conditions physicochimiques :
Acidité / alcalinité (pH)
Tempértature
Eau disponible (aW)
Potentiel redox (rH = POR)
Pression
Lumière
Les fermentations permettent amélioration et conservation des aliments
Glycolyse : C6H12O6 → 2 C3H4O3
Fermentation lactique : 2 C3H4O3 + 2H+ → 2 C3H6O3
Fermentation alcoolique : 2 C3H4O3 + 4H+ → 2 C2H6O + 2 CO2
Fermentation acétique : 2 C3H4O3 + O2 → 2 CH3COOH + H2O
Fermentation propionique : 3 CH3-CHOH-COOH → 2 CH3CH2COOH + CH3COOH + CO2 + H2O
Stinky And Delicious: Why Fermentation Makes Great Food https://www.sciencefriday.com/educational-resources/fermentation-makes-great-food/
Microbiote : bicénose du microbiome, espèces autrefois regroupées sous le terme microflore, c'est-à-dire celles qui prédominent ou sont durablement adaptées à la surface et à l'intérieur d'un organisme vivant. Chaque organisme impliqué est qualifié de microbionte ou symbionte, par opposition au pathobionte, micro-organisme opportuniste résidant au sein du microbiome, et potentiellement pathogène.
Microbiome : aire biotique, niche écologique, biotope du microbiote. En anglais, le terme microbiome fait référence aux génomes (données génétiques) d'un microbiote. Cette définition ne semble cependant pas faire consensus parmi les auteurs français...
1,2,2/ Microbes alimentaires visés par les critères microbiologiques
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rapport 2020 EFSA (European Food Safety Authority) |
rapport 2008-2013 santé publique France |
F.Dubois, S.Dramsi, L.Guille. Risques microbiologiques alimentaires. Lavoisier Paris 2017. p.7.. |
Dromigny, Eric : "les critères microbiologiques des denrées alimentaires". Lavoisier, Paris 2021. p.521 |
Eucaryote
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Anisakis Diphyllobothrium latum Echinococcus multilocularis Fascicola hepatica Taenia saginata Toxoplasma gondii Trichinella |
Anisakis Cyclospora cayetanensis Echinococcus multilocularis Fascicola hepatica Giardia Taenia saginata Toxoplasma gondii Trichinella |
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Mycètes
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Alternaria Aspergillus Botrytis Cladosporium Fusarium Hansenula Kluyveromyces Mucor Penicilium Pichia Rhizopus Saccharomyces Verticillium |
Algues
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Alexandrium Dinophysis Gamberdiscus Gonyaulax Prorocentrum |
Bactéries |
Campylobacter Escherichia coli (EHEC) Listeria monocytogenes Salmonella Yersinia enterocolitica Y. pseudotuberculosis |
Bacillus cereus Campylobacter Clostridium botulinum Clostridium perfringens Lysteria monocytogenes Salmonella Shigella Staphylococcus aureus STEC Yersinia |
Bacillus cereus Brucella Campylobacter Clostridium botulinum Clostridium perfringens Cronobacter Cryptosporidium Lysteria monocytogenes Salmonella Shigella Staphylococcus aureus STEC Vibrio parahaemolyticus Yersinia enterocolitica |
Bacillus Campylobacter Clostridium Enterobacter Escherichia Klebsiella Lactobacillus Listeria Proteus Salmonella Shigella Staphylococcus Streptococcus Vibrio Yersinia |
Virus |
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Norovirus Hepatite E + A |
GEA Hepatite E + A |
Adénovirus Entérovirus Hépatovirus Norovirus Rotavirus |
Toxines |
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biotoxines marines ciguatoxine histamine |
Entérotoxine de B.Cereus Entérotoxine staphyloccocique Toxine émétique de B.Cereus Toxine botulique Histamine |
Pouvoir pathogène
= propriétés biologiques provoquant la maladie :
- infectieux (dépendant des nutriments disponibles)
- invasif
- résistant
- toxicogène
Pénétration
Implantation
Multiplication
Dissémination
Lésions
Adhésion simple
Adhésion & destruction de la bordure en brosse
Multiplication & colonisation
Invasion des entérocytes
Multiplication intraphagosomale ou intracytoplasmique
Invasion des cellules M, dendritiques,
Dissémination sanguine, lymphatique, générale
Défenses de l’hôte :
Estomac : barrière acide
Intestin
cellules absorbantes,
cellules caliciformes à mucus
cellules membraneuses (M)
mucus
micorbiote
Système immunitaire
inné rapide / phagocytes
acquis/adaptatif / lymphocytes
Disponibilité nutritionnelle
Disponibilité du fer
Hôte ± sensible
Hôte à risque YOPI :
jeunes enfants,
personnes agées
femmes enceintes
immunodéprimés
1,2,3/ Réservoirs pathogènes
En général un aliment ne devient dangereux qu’à l’occasion de 4 phénomènes successifs :
1/ Contamination initiale par µb pathogène ou d’altération
2/ Développement abondant => 100 000 µb/g en général
3/ Survie en grand nombre de la population microbienne
Cellule parasite (ex : Listeria)
Toxine endogène (ex : botox)
Toxique exogène (ex : histamine)
Enzyme d’altération (ex : protéase)
4/ Consommation par personne sensible (YOPI : Young, Old, Pregnant, Immunodeficient)
+ Facteurs de risques de contamination, croissance, production toxique
+ influence du temps, témpérature, Aw = P/P0, pH = - Log[H+], [O2]
couples dangers-aliments
1,2,4/ Techniques d'analyse
matériel & méthodes
Techniques d'analyses dédiées aux denrées alimentaires
En principe, les protocoles d’analyse au labo de microbio sont de 2 sortes :
- enrichissement pour vérifier que les critères de type « abscence dans x g »
- dénombrement pour vérifier la concentration de µb, tox ou agent de type « m = x UFC/g »
Dromigny, Eric : "les critères microbiologiques des denrées alimentaires". Lavoisier, Paris 2021. p.537
1/ Matériel des essais de laboratoire d’analyse microbiologiques
https://microbenotes.com/instruments-used-in-microbiology-lab/
Boîte de Pétri
A petri dish is a small shallow transparent dish with a lid that is mainly used in biological experiments for the culture of cells. For instance, in microbiological experiments, a Petri dish is used as a container to grow microbes with growth media in it. It is derived from the name of its inventor, German bacteriologist Julius Richard Petri (1852-1921). It is also called a Petri plate or culture plate.
As they are highly precise and based on advanced technology, analytical balances are explicitly used in laboratories for the effective completion of tasks like weighing test materials and sampling amounts, formulation, density determination, purity analysis, quality control testing, and material and conformance testing. The balance is extremely sensitive since it provides precise measurement having readability of up to 0.00001 grams (0.01 mg), and is often used in labs. It detects the weight of an object of 100g to within ± 0.01 mg.
Inoculating loops and needles are hand-held and compact appliances that introduce microorganisms like bacteria or yeast into plated or tubed growth media before incubation, multiplication, or growth. The inoculum is commonly delivered and disseminated into liquid media, streaked onto or stabbed into a solid agar-based medium, or both.
The name “pipette” is derived from the French word “pipette,” which means “small pipe”. Pipettes come in three basic varieties: glass, plastic, and electronic. Glass pipettes are constructed of borosilicate glass, plastic pipettes are made of polyethylene terephthalate (PET), and microprocessors run electronic pipettes. Pipettes made of plastic and glass are commonly used to measure volumes under 1 milliliter (mL).
A pH meter is primarily used to measure the acidity of pharmaceutical chemicals, cultures, soil, and water treatment plant. It can be used to measure the acidity level in wine and cheese during their production.
In 1857, German scientist Robert Bunsen and his lab assistant Peter Desaga invented the Bunsen burner and named it after his surname. It generates a single open gas flame that functions in combustion, sterilization, or heating. It is commonly used for processes like sterilization, combustion, and heating. In medical or microbiology laboratories, it is commonly used for micro-loop sterilization.
Water baths are primarily used for heating samples under a controlled temperature. These are suitable for heating chemicals that might be flammable under direct ignition.
It is used to obtain distilled water required for many lab tests as well as for the preparation of culture media.
In a laboratory, hot plates are used to heat glassware and its components. They are used over water baths as water baths might be hazardous in case of any spills or overheating.
It is usually used for mixing various liquid components in a mixture in a chemical or microbiology laboratory. This device is used in place of other stirrers as it is noise-free and because the size of the stir bar is so tiny, there is less chance of contamination.
A homogenizer is primarily used to disrupt cells to acquire cell organelles for different microbiological processes. It is used in the preparation step before the extraction and purification of different macromolecules like proteins, nucleic acids, and lipids.The purpose of homogenization is to reduce particle size, breach the cell wall and/or cell membrane, destruction of pathogens, and facilitate stable emulsions and dispersions.
Vortex mixer is mostly used for the mixing of various sample fluids in the sample tubes and also allows for the homogenization of cells and cell organelles.
The primary application of a centrifuge is the separation of particles suspended in a suspension. It can be used for the separation of cell organelles, nucleic acid, blood components, and separation of isotopes. The formula to calculate the relative centrifugal force (RCF), where r is the radius of the rotor (in centimeters), and RPM is the speed of the rotor in rotation per minute, can be written as:
RCF (g Force)= 1.118 × 10-5 × r × (RPM)2
A hot air oven can be used to sterilize materials like glassware, metal equipment, powders, etc... It allows for the destruction of microorganisms as well as bacterial spores.
Incubators have a wide range of applications including cell culture, pharmaceutical studies, hematological studies, and biochemical studies. Incubators can also be used in the steam cell research area.
A refrigerator, also known as a “fridge,” is an appliance made up of a thermally insulated compartment and a mechanical, electronic, or chemical heat pump that transfers heat from the interior to the exterior to cool the interior down below room temperature.
Laminar Hood is commonly used to conduct processes that are sensitive to contamination. It is used for experiments related to plant tissue culture and for the experiments of genetic transformation.
Postes de sécurité biologique (ESB)
Class I only offers personnel and environmental protection, while Class II and III mediate protection to all three levels: personnel, environment, and product. All classes of biological safety cabinets share a common component which is the high-efficiency particulate air (HEPA) filter. This filter eliminates 0.3 micron-sized particles, which include every type of bacteria, spore, and virus, with a 99.97% effectiveness from the cabinet’s interior. It does not, however, eliminate gases or vapors.
A colony counter is primarily used for counting the number of colonies present on a culture plate to estimate the concentration of microorganisms in liquid culture. A colony forming unit or CFU is a precise measurement to determine how many bacterial or mycelial cells are present in a given sample. Thus, the colony counting approach monitors viable CFUs, which can still reproduce via a process like binary fission under carefully monitored settings.
Based on the type of microscopes, different microscopes are used for different purposes. They are primarily used for the observation of minute particles which cannot be observed with naked eyes.
2/ Quelques méthodes de culture
The media is a source of nutrients to support the growth of the micro-organisms in-vitro. The media helps in the growth and counting of microbial cells, selection of microorganisms, and survival of microorganisms. The culture medium can be liquid or gel.
Common ingredients of culture media
Peptone- source of carbon and nitrogen.
Beef extract- source of amino acid, vitamins, minerals.
Yeast extract- source of vitamin, carbon, nitrogen.
Distilled water
Agar- solidifying agent
Eau peptonée :
peptone exempte d'indole 10 g
chlorure de sodium 5 g
pH 7,2
Les peptones (anciennement albuminoses) sont les produits d'une réaction d'hydrolyse de produits alimentaires riches en protéines. Cette hydrolyse peut être chimique (hydrolyse acide) ou enzymatique.
Peptone Water is formulated as per Shread, Donovan, and Lee. It is a broth medium used for the growth of the organism and a base for determining carbohydrate fermentation patterns of non-fastidious organisms. In addition, it is also used for the detection of indole production by the organism.
Nutrient Agar is a basic culture medium commonly used for the culture of non-fastidious microorganisms, and for quality control and checking purity prior to biochemical or serological testing.
Ingredients Gram/liter
Peptone 5.0 g/L
Yeast extract 1.5
Beef extract 1.5
Sodium chloride 5.0
Agar 15.0
Final pH at 25°C: 7.4 ±0.2
le milieu PCA ou Plate Count Agar.
C’est le milieu proposé par l’AFNOR pour le dénombrement de la flore aérobie des produits alimentaires. Ce milieu, non sélectif, doit permettre la croissance du plus grand nombre de germes possible.
La composition du milieu est la suivante :
Peptone de caséine ················· 5 g Source d’azote, d’énergie.
Extrait de levure ····················· 2,5g Source de facteurs de croissance
D(+) glucose ··························· 1g Source de carbone et d’énergie.
Agar-agar ······························· 14g Gélifiant.
Eau ········································· q.s.p 1L
Plate count agar (PCA) is a bacteriological substrate used for the determination of the total number of live, aerobic bacteria in a sample. It is not a selective medium. The amount of bacteria is expressed as colony-forming units per gram (CFU/g), in solid samples and per ml (CFU/ml) in liquid samples.
Ingredients Gms/L
Enzymatic Digest of Casein/tryptone 5.0
Yeast Extract 2.5
Glucose 1.0
Agar 15.0
Final pH 7.0 ± 0.2 at 25°C
La gélose au sang est un milieu enrichi qui est différent pour l'hémolyse, la lyse et la digestion des globules rouges. Lors d'une hémolyse partielle, ou alpha-hémolyse, la gélose autour des colonies prend une couleur verte, car l'hémoglobine est transformée en méthémoglobine. Dans une hémolyse complète, ou béta-hémolyse, la gélose autour des colonies devient incolore. Aucune modification de la gélose ne se produit dans les échantillons non hémolytiques, ou gamma-hémolytiques. L'hémolyse peut être utilisée pour aider à identifier les bactéries. Chez certaines espèces, telles que E. coli, l'activité hémolytique peut varier et peut être associée à la virulence.
La gélose MacConkey est sélective pour les organismes à Gram négatif en raison des sels biliaires et du cristal violet qui inhibent la croissance des bactéries à Gram positif. Cela signifie que seules les bactéries à Gram négatif pourront se développer et former des colonies sur la gélose MacConkey. La gélose MacConkey est différente du métabolisme du lactose. Les bactéries qui fermentent le lactose diminuent le pH du milieu. En réponse, l'indicateur de pH rouge neutre colore les colonies et le milieu en rose. Les organismes qui ne fermentent pas le lactose restent blancs ou incolores et le milieu change de couleur pour devenir jaune.
Les milieux sélectifs permettent à certaines bactéries de se développer, mais inhibent la croissance des autres. Les agents inhibiteurs inclus dans le milieu peuvent être des médicaments antimicrobiens, des colorants ou des alcools.
Les milieux différentiels permettent de distinguer différents types de bactéries en fonction de l'apparence de la culture. Ils contiennent un ou plusieurs facteurs qui font que les bactéries avec certaines caractéristiques métaboliques ont un aspect différent des autres bactéries se développant sur la même gélose. Ce type de milieu est parfois appelé milieu indicateur. En réponse aux composants du milieu, les colonies bactériennes peuvent changer de couleur ou affecter l'apparence du milieu par la production d'enzymes extracellulaires.
Thioglycolate broth is a multipurpose, enriched, differential medium used primarily to determine the oxygen requirements of microorganisms.
Ingredients Gms/liter
L-cystine 0.50
Sodium chloride 2.50
Glucose 5.50
Yeast extract 5.00
Pancreatic digest of casein 15.0
Sodium thioglycollate 0.5
Final pH (at 25°C): 7.1 ± 0.2
Bouillon Fraser pour Listeria, Baird Parker puis BHI pour Salmonella, ...
In serial dilution, the density of cells is reduced in each step so that it is easier to calculate the concentration of the cells in the original solution by calculating the total dilution over the entire series. Serial dilutions are commonly performed to avoid having to pipette very small volumes (1-10 µl) to make a dilution of a solution. By diluting a sample in a controlled way, it is possible to obtain incubated culture plates with an easily countable number of colonies (around 30–100) and calculate the number of microbes present in the sample.
To isolate the microorganisms from the liquid specimen (or suspension)
To calculate viable microbial load by counting colony formation unit (CFU) per mL
To isolate the pure culture of microorganisms from a mixed population
To isolate microorganisms in discrete colonies in order to study colony characters
To isolate the microorganisms from the liquid specimen (or suspension)
To calculate viable microbial load by counting colony formation unit (CFU) per mL
To isolate the pure culture of microorganisms from a mixed population
To isolate microorganisms in discrete colonies in order to study their colony characters
To obtain sufficient growth for conducting antimicrobial sensitivity testing and biochemical studies
Streak literally means “a long, thin line”: and the streak plate method is a microbiological culture technique where a sample is spread in a petri dish in the form of a long, thin line over the surface of solid media.
To obtain a pure culture of bacteria from a mixed culture
To obtain well-isolated colonies
To propagate bacteria
3/ Quelques méthodes de numération
Cytométrie directe, numération microscope,
Les cellules de Malassez et de Thoma sont des lames de verre présentant un quadrillage permettant le comptage de cellules vivantes en suspension dans une solution à forte densité cellulaire.
Cellule à numération à usage unique Kova® Slide 10 puits
The basic principle of flow cytometry is based on the measurement of light scattered by particles, and the fluorescence observed when these particles are passed in a stream through a laser beam.
Louis J. Duboscq invented it in the year 1870. It is employed to measure how much light transmits and absorbs as it passes through a liquid. These are used to identify the color and establish the concentration of a solution. By comparing a solute’s color intensity in a solution to that of a reference solution with a known solute concentration, one can estimate the concentration of colored solute in that solution. la colorimétrie utilise des longueurs d’onde fixes qui ne sont observables que dans le spectre visible, mais la spectrophotométrie peut utiliser des longueurs d’onde d’une plage plus large. In a microbiology laboratory, a spectrophotometer is applied for the measurement of the substance concentration of protein, nucleic acids, bacterial growth, and enzymatic reactions.
L'impédancemétrie est une technique indirecte où la mesure d'un signal électrique dans un milieu de culture ensemencé permet de déduire la concentration en bactérie de l'échantillon. EIS Electrochemical impedance spectroscopy measures the impedance of a system by applying different AC potential frequencies. The impedance of a sample can be used to determine the population of microorganisms when bacteria grow in a sample. Mechanisms through which microorganisms could affect the impedance. (A) The impedance signature of a given electrochemical system is defined by the interplay of solution resistance, redox compounds, diffusion gradients and the electrolyte composition adjacent to the electrode surface. (B) Microorganisms could affect this impedance signature through: (1) production of electroactive secondary metabolites that facilitate a charge transfer at the electrode/electrolyte interface; (2) biofilm matrix attached to the electrode surface that affects capacitance and/or charge transfer; (3) direct microbial attachment, through pili, flagella and outer membrane proteins facilitating charge transfer; (4) Outer cell membrane contact at high cell densities that affect capacitance; (5) Breakdown of nutrients within the media reducing solution resistance; (6) Protein/macromolecule adsorption on the electrode surface influencing double layer capacitance. doi:10.1371/journal.pone.0091732.g001
comptage de colonies après ensemencement / milieu solide ou liquide, Impédancemétrie, ATPmétrie, pHmétrie...) , Mesure de biomasse.
When bacteria are inoculated into a liquid medium and the cell population is counted at intervals, it is possible to plot a typical bacterial growth curve that shows the growth of cells over time. It shows four distinct phases of growth.
Lag phase: Slow growth or lack of growth due to physiological adaptation of cells to culture conditions or dilution of exoenzymes due to initial low cell densities.
Log or exponential phase: Optimal growth rates, during which cell numbers double at discrete time intervals known as the mean generation time.
Stationary phase: Growth (cell division) and death of cells counterbalance each other resulting in no net increase in cell numbers. The reduced growth rate is usually due to a lack of nutrients and/or a buildup of toxic waste constituents.
Decline or death phase: Death rate exceeds growth rate resulting in a net loss of viable c
4/ Quelques méthodes d’analyses
This technique was introduced in 1884 by the Danish Bacteriologist Hans Christian Gram. He developed this staining technique to identify bacteria causing pneumonia. Later it became a popular method to classify bacteria into Gram Positive and Gram Negative types.
Gram-Positive bacteria appear violet or purple. Examples of Gram-positive bacteria:
Gram-positive cocci : Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Enterococcus spp., etc.
Gram-positive bacilli : Bacillus spp., Clostridium spp., Lactobacillus spp., Streptomyces spp. and other Actinobacteria, Listeria spp., Corynebacterium spp., etc.
Gram-Negative bacteria appear pink or red. Examples of Gram-Negative bacteria:
Gram negative cocci : Neisseria spp., Moraxella spp., Acinetobacter spp. etc
Gram negative bacilli : E. coli, Klebsiella spp., Salmonella spp., Shigella spp., Pseudomonas spp., Proteus spp., etc.
To detect for the presence of an endospore.
To identify endospore producing bacteria
To differentiate between the vegetative forms and the endospore
“I” = Indole Test
“M” = Methyl Red (MR) Test
“V” = Voges – Proskauer (VP) Test
“C” = Citrate Utilization Test
IMViC test is a series of four different biochemical tests used in identifying and differentiating bacteria, especially the members of Enterobacteriaceae. Though it can be (and is) used for the identification of any type of bacteria, it is mainly used for identifying Gram-negative bacteria. It is the key to identifying and differentiating members of the Enterobacteriaceae family.
Name of Bacteria |
Indole |
MR |
VP |
Citrate |
E. coli |
+ |
+ |
– |
– |
Klebsiella pneumoniae |
– |
– |
+ |
+ |
Klebsiella oxytoca |
+ |
– |
+ |
+ |
Pseudomonas aeruginosa |
– |
– |
– |
+ |
Salmonella Typhi, Paratyphi A |
– |
+ |
– |
– |
Salmonella Typhimurium |
– |
+ |
– |
+ |
Citrobacter freundii |
– |
+ |
– |
+ |
Citrobacter koseri |
+ |
+ |
– |
+ |
Enterobacter cloacae, aerogenes |
– |
– |
+ |
+ |
Shigella flexneri, dysenteriae |
Δ |
+ |
– |
– |
Proteus vulgaris |
+ |
+ |
– |
11 – 25% + |
Proteus mirabilis |
– |
+ |
– |
+ |
Serratia marcescens |
– |
– |
+ |
+ |
Morganella morganii |
+ |
+ |
– |
– |
Yersinia enterocolitica |
26 – 75% + |
+ |
– |
– |
Yersinia pestis |
– |
+ |
– |
– |
Vibrio cholerae |
+ |
– |
Δ |
Δ |
Vibrio parahaemolyticus |
+ |
– |
– |
– |
Staphylococcus aureus |
– |
+ |
+ |
+ |
Staphylococcus epidermidis, saprophyticus |
– |
– |
+ |
– |
Carbohydrate Fermentation Test
Name of Bacteria |
Fermentation Result of |
|
|
|
|
|
|
|
|
Gas Production |
|
Glucose |
Lactose |
Sucrose |
Maltose |
Arabinose |
Cellobiose |
Mannitol |
Sorbitol |
Xylose |
|
E. coli |
+ |
+ |
Δ |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
K. pneumoniae |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
K. oxytoca |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
Δ |
Proteus mirabilis |
+ |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
+ |
+ |
Pseudomonas aeruginosa |
+ |
- |
- |
- |
- |
- |
+ |
- |
- |
- |
Salmonella Typhi |
+ |
- |
- |
+ |
- |
- |
+ |
- |
+ |
- |
Shigella flexneri |
+ |
- |
- |
Δ |
Δ |
- |
+ |
Δ |
- |
+ |
Shigella dysentery |
+ |
- |
- |
Δ |
Δ |
- |
- |
|
|
|
pH indicators are required to detect the production of acid in the medium. Different pH indicators can be used like:
Andrade’s Indicator: light pink at about neutral pH range (7.1 to 7.2), turns dark pink to red at acidic pH (at around or below 5.0 ), and turns yellow at high alkaline pH (about 12 to 14)
Phenol Red: Reddish orange at neutral (about 7.4 pH), turns yellow at acidic pH (at and below 6.8 pH), and turns pink-red at alkaline pH (at or above 8.4 pH)
Bromocresol Purple: Deep purple at about neutral (about 7.4 pH), turns yellow at acidic pH (at and below 5.2 pH), and turns purple at alkaline pH (at and above 6.8 pH). Le rouge de crésol : 2KOH + CO2 → K2CO3 + H2O Le rouge de crésol a la propriété de changer de coloration lorsque le pH varie (jaune en milieu acide, violet en milieu basique). C'est ce qu'on appelle un indicateur coloré de pH.
Bromothymol Blue: Green at neutral pH (about 7.0 pH), turns yellow at acidic pH (at and below 6.0 pH), and turns Prussian blue at alkaline pH (at and above 8.4 pH)
Bacteria capable of synthesizing the enzyme catalase hydrolyze hydrogen peroxide into water and gaseous oxygen, which results in the liberation of gas bubbles. H2O2 ———> H2O + O2
The oxidase test is a biochemical testing module used to assay the ability of bacteria to synthesize cytochrome c oxidase enzymes. Cytochrome c oxidase is a large transmembrane protein acting as the terminal enzyme in the electron transport chain of aerobic bacterial and mitochondrial respiration system that catalyzes the final electron transfer from cytochrome c to oxygen molecule. This test was first introduced by Gordon and McLeod in 1928
Oxidase Positive Bacteria : Neisseria gonorrhoeae, Neisseria spp., Pseudomonas aeruginosa, Aeromonas spp., Vibrio spp., Brucella spp., Moraxella spp., Micrococcus spp., Bordetella pertussis, Campylobacter spp., etc.
5/ Quelques méthodes de biologie moléculaire
Chromatography is an important biophysical technique that enables the separation, identification, and purification of the components of a mixture for qualitative and quantitative analysis. The Russian botanist Mikhail Tswett coined the term chromatography in 1906. The first analytical use of chromatography was described by James and Martin in 1952, for the use of gas chromatography for the analysis of fatty acid mixtures.
Electrophoresis is a chemical process in which an electric charge in a solution flow toward an opposing electrode. In the 1930s, Swedish biophysicist Arne Tisselius developed electrophoresis while researching blood proteins. In 1948, Arne Tisselius received Novel Prize in Chemistry for his contributions to the electrophoretic technique.
Pulsed Field Gel Electrophoresis (PFGE) is a technique used for the separation of large deoxyribonucleic acid (DNA) molecules by applying to a gel matrix an electric field that periodically changes direction. As DNA larger than 15-20kb migrating through a gel essentially moves together in a size-independent manner, the standard gel electrophoresis technique was unable to separate very large molecules of DNA effectively which led to the practice of pulsed field gel electrophoresis. In 1982, Schwartz introduced the concept that DNA molecules larger than 50 kb can be separated by using two alternating electric fields.
Polymerase Chain Reaction PCR machine is also known as thermal cyclers or DNA amplifiers, or thermocyclers. PCR machines amplify small segments of DNA or RNA chosen from the genome with a primer. PCR is an enzymatic process in which a specific region of DNA is replicated over and over again to yield many copies of a particular sequence. This method is able to amplify a single copy of a nucleic acid target, often undetectable by standard hybridization methods, and multiply to 107 or more copies in a relatively short period.
Méthodes d’analyse microbiologiques
Descendantes (top-down) : Données épidémiologiques :
Investigations épidémiologiques
Données de TIAC
Études cas-témoins
Typage microbiologique (phénotype, génotype)
Sérotypage
MLST multilocus sequence typing
Comparaison de sous-types de souches
Ascendantes (bottom-up) : Appréciation quantitative des risques :
=> Modèles et/ou données de croissance, survie, transfert
=> Données d’exposition
=> Modèle dose-réponse
Elicitation de connaissances d’experts (l'élicitation est l'incitation d'un locuteur à un autre à statuer sur différentes hypothèses, c'est-à-dire à introduire chez lui le recours à sa compétence/performance.)
Analyse statistique
Le comité d'experts spécialisé (CES)
« Evaluation des risques biologiques dans les aliments » a pour missions : l’évaluation
des risques alimentaires liés aux micro-organismes pathogènes (virus, bactéries, parasites, moisissures)
des risques liés à l’évolution des modes de préparation et de consommation des aliments
des risques microbiologiques liés aux nouveaux aliments et procédés technologiques
des options de gestion de ces risques
Le Paquet hygiène
La réglementation européenne pour la filière agroalimentaire. Entrée en vigueur au 1er janvier 2006, la réforme de la réglementation européenne relative à l’hygiène des aliments a simplifié et harmonisé les textes applicables dans l’Union européenne. Cet ensemble de textes réglementaires, appelé « Paquet hygiène », concerne l’ensemble de la filière agroalimentaire depuis la production primaire, animale et végétale jusqu’au consommateur en passant par l’industrie agroalimentaire, les métiers de bouche, le transport et la distribution (« de la fourche à la fourchette »). Son objectif est d'harmoniser le niveau de sécurité sanitaire en impliquant l'ensemble des acteurs de la chaîne alimentaire, soumis ainsi aux mêmes exigences, en officialisant la responsabilité des professionnels et en optimisant les contrôles des autorités sanitaires.
HACCP Hazard analysis and critical control point : méthode d’analyse des dangers et des points critiques pour leur maitrise
Les Guides des bonnes pratiques d'hygiène
Le recours aux guides de bonnes pratiques d’hygiène (GBPH) est fortement encouragé par la réglementation du Paquet hygiène. Un guide de bonnes pratiques d'hygiène et d’application des principes HACCP (GBPH) est un document de référence conçu par une branche professionnelle pour les professionnels de son secteur. Les guides ont pour objectif d’aider les professionnels à maîtriser la sécurité sanitaire des aliments et à respecter leurs obligations réglementaires.
Le règlement
(CE) n°2073/2005 est un texte d'application du "Paquet hygiène". Il fait la distinction entre les critères de sécurité qui indiquent "l'acceptabilité d'un produit ou d'un lot de denrées alimentaires, applicable aux produits mis sur le marché" et les critères d'hygiène des procédés qui indiquent "l'acceptabilité du fonctionnement d'un procédé de fabrication". Le non-respect d'un critère d'hygiène de procédé entraîne des actions correctives destinées à maintenir l'hygiène du procédé
Conclusion
« une bactérie pathogène ne pourrait pas causer de maladie s’il n’y avait pas d’hôte. Certaines souches de S.aureus utilisent une sur-stimulation du syst.immunitaire humain pour déclencher un choc toxique.
Il est aussi probable, concernant la pandémie récente (non alimentaire) causée par le virus Ebola en Afrique de l’Ouest, que les solutions de maîtrise de la maladie puissent ne pas être uniquement dépendantes des recherches sur l’agent pathogène maus aussi d’études menées sur les personnes qui n’ont pas été atteintes par la maladie malgré une mise en contact avec le virus (Casadevall & Pirofski 2014).
Une infection dépend toujours du contexte dynamique entre une bactérie et son hôte. Il est donc toujours important de prendre en compte à la fois le microorganisme et la sensibilité de l’hôte.
Par ailleurs, les études génomiques récentes à grande échelle montrent que les frontières entre une bactéire pathogène, opportuniste ou commensale sont de plus en plus floues. »
F.Dubois, S.Dramsi, L.Guille. Risques microbiologiques alimentaires. Lavoisier Paris 2017. p.32
Références
F.Dubois, S.Dramsi, L.Guille. Risques microbiologiques alimentaires. Lavoisier Paris 2017.
Dromigny, Eric : "les critères microbiologiques des denrées alimentaires". Lavoisier, Paris 2021.
M.A.Selosse, Jamais seul.
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https://www.anses.fr/fr/content/évaluation-des-risques-biologiques-dans-les-aliments
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Dictionnaire médical de l' Académie de Médecine – version 2023 : https://www.academie-medecine.fr/le-dictionnaire/index.php?q=archées
"À la frontière du vivant : les viroïdes" : http://isyeb.mnhn.fr/fr/actualites/la-frontiere-du-vivant-les-viroides-2737
Deltasatellite : https://viralzone.expasy.org/7778
Virus-associated small satellite RNAs and viroids display similarities in their replication strategies : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0042682215000641
E. coli producteurs de shigatoxines (STEC) : définitions, virulence et propriétés des souches entérohémorragiques (eHeC) : https://be.anses.fr/sites/default/files/BEP-mg-BE50-art6.pdf
Pathogenèse E.coli : http://www.ecl-lab.ca/fr/ecoli/pathogenesis.asp
Structure des aliments et effets nutritionnels https://www.quae.com/extract/2612
Bureau Veritas, des services d’essais, d'inspection et de certification (TIC). : https://www.bvna.com/fr/industrie-agroalimentaire/services/analyse-alimentaire/microbiologie-alimentaire
M.-A. SELOSSE, 2021 (Fromages au lait cru) : une extinction biologique et culturelle en cours ?
M.-A. SELOSSE, 2021 Podcast « Le vin au microscope ».
La vache est un carnivore opportuniste - Marc André Selosse : https://www.youtube.com/watch?v=OECSCbvBVNQ
Les Aliments Fermentés - Marc-André SÉLOSSE : https://www.youtube.com/watch?v=PbaBOpEtHnE
Microbiote: des bactéries qui nous veulent du bien : https://lejournal.cnrs.fr/articles/microbiote-des-bacteries-qui-nous-veulent-du-bien
https://www.inrae.fr/alimentation-sante-globale/one-health-seule-sante
codex alimentarius : https://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/search/fr/?cx=018170620143701104933%3Aqq82jsfba7w&q=methodes+d'analyses&cof=FORID%3A9 https://www.anses.fr/fr/content/évaluation-des-risques-biologiques-dans-les-aliments https://www.anses.fr/fr/content/le-paquet-hygiène https://tice.agrocampus-ouest.fr/pluginfile.php/29732/mod_resource/content/2/higiene-alimentaire/html/d4e1881_2.html#navigation
WHO: Five keys to safer food : https://youtu.be/ONkKy68HEIM?si=O6wclKBJ6TQ2_X8w
Règlement (CE) n o 2073/2005 : https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/?uri=celex%3A32005R2073#ntc19-L_2005338FR.01000801-E0019
https://microbenotes.com/instruments-used-in-microbiology-lab/
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