Fiche de révision : Microbiologie alimentaire et groupes d’aliments

Plan du Cours

  1. Rôles des flores alimentaires
  2. Viandes poissons et œufs
  3. Lait et produits laitiers
  4. Matières grasses alimentaires
  5. Légumes fruits et fruits secs
  6. Céréales légumineuses et sucres
  7. Boissons et leurs apports
  8. Formes des maladies alimentaires
  9. Groupes microbiens alimentaires
  10. Caractères des bactéries lactiques
  11. Métabolisme et genres lactiques
  12. Rôles technologiques des bactéries lactiques
  13. Usages des bactéries lactiques
  14. Facteurs propres à l’aliment
  15. Facteurs externes de conservation

1. Rôles des flores alimentaires

★ À maîtriser

📌 Les flores alimentaires se répartissent entre microflore positive, qui participe aux fermentations et à l’affinage, flore d’altération, qui détériore les aliments sans nécessairement nuire à la santé, et flore pathogène, qui peut provoquer des maladies ou des intoxications.

  • Les micro-organismes utiles contribuent à la conservation et à la typicité sensorielle des produits fermentés ou affinés, notamment les fromages et les charcuteries.

📌 La maîtrise des contaminations et de l’évolution microbienne dans les denrées manipulées est nécessaire pour protéger la santé des consommateurs et respecter la qualité des fabrications et la législation.

Compléments

  • Les microbes comprennent :

    • les virus
    • les bactéries
    • les algues
    • les champignons
    • les protozoaires
  • Des micro-organismes utilisés en biotechnologie industrielle produisent notamment des antibiotiques, des polysaccharides et de l’éthanol.

  • L’altération microbienne des aliments entraîne chaque année des pertes économiques considérables.

Astuce mémo

Flore positive : transforme et conserve ; flore d’altération : détériore ; flore pathogène : rend malade.

2. Viandes poissons et œufs

★ À maîtriser

  • Les viandes contiennent en moyenne 20 % de protéines, principalement de la myosine, de la myoalbumine et du collagène.

  • La teneur en matières grasses des viandes varie de 2 à 30 % selon l’espèce, l’état d’engraissement et le morceau considéré.

  • Les viandes sont riches en phosphore et constituent la meilleure source alimentaire de fer héminique, mieux absorbé que le fer ferrique des végétaux.

📌 La teneur en lipides des poissons varie de 0,5 à 15 % : les poissons maigres en contiennent 0,5 à 5 %, les demi-gras 5 à 10 % et les gras plus de 10 %.

  • L’œuf entier contient 14 % de protéines, principalement de l’ovalbumine dans le blanc et de l’ovovitelline dans le jaune.

Compléments

📌 La myosine et la myoalbumine apportent tous les acides aminés indispensables, tandis que le collagène, pauvre en tryptophane et en acides aminés soufrés, diminue la valeur biologique des viandes qui en sont riches.

  • Les viandes les plus maigres citées sont :

    • le lapin
    • le cheval
    • le veau
    • le poulet sans peau
    • la dinde sans peau
  • Les viandes sont riches en vitamines du groupe B, tandis que les abats, notamment le foie, apportent aussi des vitamines A et D.

  • Les charcuteries sont des produits de conservation de la viande soumis à une salaison au sel et au nitrate de potassium, ou au sel et au nitrite de sodium.

  • Le poisson contient en moyenne 20 % de protéines et davantage de substances azotées non protéiques que la viande, notamment de l’ammoniaque et de l’urée.

  • Le poisson apporte du phosphore et, pour les poissons de mer, de l’iode, tandis que les coquillages et crustacés sont plus riches en divers minéraux, dont le calcium, le zinc, le fer et le sodium.

  • Les lipides représentent 12 % de l’œuf entier, se trouvent uniquement dans le jaune et comportent une forte proportion de phospholipides.

  • Les charcuteries contiennent 10 à 20 % de protéines.

3. Lait et produits laitiers

★ À maîtriser

  • Un litre de lait de vache, entier ou écrémé, apporte 35 g de protéines, principalement sous forme de caséine, de lactalbumine et de lactoglobuline.

  • Le lait entier de consommation courante contient au minimum 36 g de lipides par litre, le lait demi-écrémé 15 à 18 g par litre et le lait écrémé 1 g par litre.

  • Le calcium du lait est mieux absorbé que celui de toute autre source grâce à la présence de protéines, de graisses et d’un peu d’acide lactique.

  • La teneur en protéines des fromages varie de 8 à 10 % dans les fromages frais, de 20 à 24 % dans les pâtes molles et de 28 à 30 % dans les pâtes pressées.

Compléments

  • Les triglycérides du lait comportent 60 à 65 % d’acides gras saturés, 32 % d’acides gras monoinsaturés et environ 3 % d’acides gras essentiels.

  • Le lactose est le glucide essentiel du lait et favorise l’absorption du calcium qu’il contient.

  • Le fromage contient la caséine du lait, car les protéines solubles sont éliminées lors de l’égouttage.

  • Le lactose est presque entièrement éliminé lors de l’égouttage du fromage, et la quantité restante est transformée en acide lactique pendant l’affinage.

  • L’emmental apporte environ 1 000 à 1 200 mg de calcium pour 100 g, les fromages à pâte molle 200 à 400 mg pour 100 g et les fromages frais environ 100 mg pour 100 g.

4. Matières grasses alimentaires

★ À maîtriser

  • La crème contient environ 30 à 35 % de lipides et le beurre 82 à 84 %.

  • Les huiles végétales ne contiennent pas de cholestérol et apportent 100 % de lipides.

Compléments

  • Les acides gras saturés représentent plus de 60 % des acides gras totaux de la crème et du beurre, et les acides gras polyinsaturés environ 2 %.

  • Le beurre contient 250 mg de cholestérol pour 100 g et constitue une excellente source de vitamine A.

  • L’huile d’olive contient 70 à 75 % d’acides gras monoinsaturés parmi ses acides gras.

  • L’huile de palme contient 50 à 60 % d’acides gras saturés et 5 à 10 % d’acides gras polyinsaturés.

  • L’huile de coprah contient plus de 90 % d’acides gras saturés, dont 50 à 60 % à chaîne moyenne.

  • Les margarines d’origine exclusivement végétale sont composées d’un mélange d’huiles diverses partiellement hydrogénées, ce qui réduit leur teneur en acides gras polyinsaturés par rapport aux huiles correspondantes.

  • Les margarines allégées peuvent contenir 60 %, 41 % ou 27 % de matières grasses totales.

5. Légumes fruits et fruits secs

★ À maîtriser

  • Les légumes frais contiennent en moyenne 90 % d’eau et apportent 1 à 6 % de glucides pour les parties aériennes, contre environ 9 % pour les racines.

  • Les fruits oléagineux apportent plus de 50 % de lipides et 10 à 15 % de protéines, ainsi que des minéraux et des fibres.

Compléments

  • Les légumes apportent du potassium, des vitamines hydrosolubles et des fibres constituées surtout de cellulose, d’hémicellulose et de matières pectiques.

  • Les glucides des fruits sont principalement des sucres, notamment le fructose, le saccharose et le glucose, et plus rarement de l’amidon dans la banane et la châtaigne.

  • Les fruits cités comme peu sucrés sont :

    • les agrumes
    • les groseilles
    • les fraises
    • les framboises
    • les mûres
    • le melon
    • la pastèque
  • Un fruit apporte généralement 15 à 20 g de glucides.

  • Les fruits séchés contiennent en moyenne 73 % de glucides assimilables et sont riches en fibres.

6. Céréales légumineuses et sucres

★ À maîtriser

  • Les céréales et leurs dérivés sont principalement des sources d’amidon : 74 % dans les farines, 72 à 73 % dans les pâtes et biscottes, 55 % dans le pain et 80 % dans le riz.

  • Les légumes secs apportent 24 % de protéines, pauvres en méthionine, et leur association avec des céréales complète leurs acides aminés déficitaires.

  • Le sucre de canne et le sucre de betterave ont la même composition, soit 100 % de saccharose rapidement assimilé.

Compléments

  • Les farines apportent en moyenne 10 % de protéines, le pain 7 à 8 %, et le riz et les pâtes alimentaires 10 %; ces protéines sont pauvres en lysine.

  • L’association de céréales avec des produits laitiers ou des œufs augmente la valeur biologique des protéines céréalières en apportant de la lysine.

  • Les légumes secs contiennent 12 à 25 % de fibres du poids sec, ce qui peut rendre leur digestibilité difficile.

  • Le taux d’absorption intestinale du fer des légumes secs est d’environ 3 %.

  • Le miel contient 3 à 6 % de saccharose, 35 % de glucose et 35 % de fructose.

  • Sauf pour le chocolat au lait, la pâte de cacao représente au moins 35 % du chocolat final, dont 18 % de beurre de cacao.

7. Boissons et leurs apports

★ À maîtriser

📌 Les boissons aux fruits contenant de l’eau, du sucre et seulement 12 % d’extraits de fruits ne doivent pas être confondues avec les jus de fruits.

  • La densité de l’éthanol est de 0,8 et un litre de boisson titrant 10° d’éthanol contient 100 ml d’éthanol pur, soit 80 g.

Compléments

  • Un litre de boisson sucrée apporte 90 à 120 g de sucres, tandis que les boissons light remplacent le sucre par un édulcorant de synthèse et n’apportent pas de sucre.

  • Le jus de raisin contient environ 200 g de sucres par litre et le jus d’orange 90 à 100 g par litre.

  • Les boissons faiblement alcoolisées citées sont :

    • le cidre à 2 à 6°
    • la bière à 4 à 8°
    • le vin à 9 à 15°
    • les vins cuits à 15 à 25°

8. Formes des maladies alimentaires

Notions clés & Définitions

  • TIAC : L’apparition d’au moins deux cas similaires de symptômes dont la cause peut être rapportée à une même origine alimentaire.

★ À maîtriser

  • L’infection alimentaire résulte de l’ingestion de micro-organismes qui envahissent l’hôte et s’y multiplient en utilisant ses composants comme nutriments.

  • L’intoxination alimentaire est due à des toxines libérées dans l’organisme ou dans l’aliment, et les symptômes peuvent survenir sans développement de l’agent pathogène dans l’organisme.

  • La toxi-infection alimentaire met en jeu des espèces à caractères mixtes et peut impliquer des endotoxines libérées après lyse cellulaire ou des exotoxines libérées pendant la multiplication bactérienne.

Compléments

  • Trois facteurs favorisent ces intoxications :

    • le climat chaud
    • le manque de développement des services d’hygiène
    • la pénurie de vivres qui fait accepter des aliments altérés
  • Les agents fréquemment cités sont :

    • Salmonella
    • Shigella
    • Listeria
    • Brucella
    • Mycobacterium
    • Escherichia
    • Campylobacter
    • Clostridium
    • Yersinia
    • Vibrio et des virus
  • La toxine botulinique, l’entérotoxine staphylococcique et les mycotoxines sont des exemples de toxines impliquées dans les intoxinations alimentaires.

  • Une intoxication par transformation microbienne du substrat peut résulter d’une contamination liée à un manque d’hygiène suivie d’un séjour prolongé à température ambiante; l’intoxication histaminique est citée avec Pseudomonas, Clostridium perfringens, Proteus morganii, Klebseilla pneumoniae et Escherichia coli.

  • Les associations citées sont : (Meyer et al., 1984) :

    • Vibrio cholerae et choléra
    • Vibrio parahemolyticus et fruits de mer
    • Salmonella typhimurium et salmonellose
    • Shigella sonnei et shigellose
    • Campylobacter jejuni et gastro-entérite associée aux volailles

Astuce mémo

Infection : le microbe se multiplie dans l’hôte ; intoxination : la toxine agit sans développement de l’agent dans l’organisme.

9. Groupes microbiens alimentaires

★ À maîtriser

  • Les dix groupes sont :
    • les ferments lactiques
    • les entérobactéries
    • les microcoques
    • les bactéries sporulées
    • les vibrions
    • les brucelles
    • les actinobactéries
    • les bactéries psychrotrophes
    • les levures
    • les moisissures

Compléments

  • Ils peuvent être :
    • saprophytes
    • commensaux
    • parasites pathogènes

10. Caractères des bactéries lactiques

Notions clés & Définitions

  • Bactéries lactiques : Des souches non pathogènes ou non toxinogènes responsables de fermentations alimentaires d’origine carnée, laitière ou végétale.

★ À maîtriser

  • Les bactéries lactiques sont des cocci ou des bâtonnets Gram positifs, catalase négatifs, non sporulants et immobiles.

Compléments

  • Les bactéries lactiques peuvent croître entre 10 °C et 45 °C et à des pH de 4,0 à 4,5; elles sont acido-tolérantes, aéro-anaérobies facultatives ou micro-aérophiles.

  • Les bactéries lactiques tirent leur énergie uniquement de la phosphorylation des substrats énergétiques, car elles sont dépourvues de cytochrome et ne réalisent pas la phosphorylation oxydative.

  • Les bactéries lactiques ont une capacité de biosynthèse limitée et des exigences nutritionnelles complexes en acides aminés, vitamines, purines et pyrimidines.

11. Métabolisme et genres lactiques

★ À maîtriser

📐 Formule - La voie homofermentaire transforme un glucose en deux acides lactiques et produit deux ATP : 1 glucose→2 acides lactiques+2 ATP1\,\text{glucose} \rightarrow 2\,\text{acides lactiques} + 2\,\text{ATP}.

  • La voie hétérofermentaire transforme un glucose en acide lactique, éthanol ou acétate et dioxyde de carbone, avec un rendement net d’un ATP si de l’éthanol est formé, ou de deux ATP si de l’acétate est formé.

  • Les genres cités sont :

    • Lactococcus
    • Streptococcus
    • Enterococcus
    • Leuconostoc
    • Pediococcus
    • Lactobacillus

Compléments

  • La production de dioxyde de carbone est une méthode simple de détection en laboratoire des bactéries lactiques hétérofermentaires.

  • Lactococcus lactis et Lactococcus cremoris sont utilisés en fermentation fromagère, tandis que Streptococcus thermophilus est utilisé pour produire le yaourt avec Lactobacillus bulgaricus.

  • Oenococcus oeni participe à la fermentation malolactique du vin, Leuconostoc citreum à la fermentation de certains légumes et Leuconostoc mesenteroides ssp. mesenteroides à la production de choucroute et de dextrane.

  • Pediococcus damnosus altère la bière en produisant du diacétyle et de l’acétoïne, qui lui donnent un goût de beurre.

  • Pediococcus acidilactici et Pediococcus pentosaceus sont utilisés pour élaborer des produits carnés fermentés, et les pédiocoques autochtones contribuent à la maturation des fromages.

  • Les lactobacilles peuvent être homofermentaires obligatoires, comme Lactobacillus delbrueckii, hétérofermentaires, comme Lactobacillus brevis, ou hétérofermentaires facultatifs, comme Lactobacillus casei.

  • Le premier génome de bactérie lactique disponible était celui d’une souche de Lactococcus lactis ssp. lactis en 2001. - Bolotin et al.

  • Le genre Lactobacillus est présent sur la végétation, dans la microflore naturelle de l’homme et dans divers aliments fermentés; son pourcentage de G+C est d’environ 32 à 53.

Astuce mémo

Homofermentation : surtout lactate ; hétérofermentation : lactate avec gaz et autres produits.

12. Rôles technologiques des bactéries lactiques

★ À maîtriser

  • Les bactéries lactiques servent de starters pour fabriquer des fromages, des yaourts, des produits végétaux fermentés et de la charcuterie, en développant des caractéristiques organoleptiques et en augmentant la durée de conservation.

  • Dans les laits fermentés, l’acidification facilite l’action de la présure, provoque la coagulation du lait et augmente la formation du caillé.

  • Les métabolites antimicrobiens cités comprennent :

    • les acides organiques
    • le peroxyde d’hydrogène
    • le dioxyde de carbone
    • la reutérine
    • le diacétyle
    • les bactériocines

Compléments

  • La texture des laits fermentés peut être ferme, comme celle du yaourt ferme, ou onctueuse, comme celle du yaourt brassé.

  • La lipolyse et la protéolyse contribuent à l’affinage des fromages en produisant notamment des acides cétoniques, des méthylcétones, des peptides, des acides aminés et de l’ammoniac.

  • Les capsules mucilagineuses de certaines bactéries comme Leuconostoc spp. peuvent modifier la viscosité du lait.

  • Dans les fromages à pâte persillée comme le Roquefort, le dioxyde de carbone produit forme des cavités dans le caillé, ensuite peuplées par Penicillium roqueforti.

  • Certaines bactériocines peuvent limiter les contaminations alimentaires par des pathogènes tels que Listeria monocytogenes ou Clostridium botulinum.

Astuce mémo

Acidification → coagulation du lait et inhibition de flores non lactiques.

13. Usages des bactéries lactiques

★ À maîtriser

  • Les probiotiques lactiques sont utilisés contre certaines diarrhées, allergies alimentaires, intolérances au lactose et hypercholestérolémie ; les genres les plus fréquemment employés sont Lactobacillus et Bifidobacterium.

  • Les Lactobacillus interviennent dans les produits fermentés, les yaourts, les ensilages végétaux, les choucroutes et produits saumurés, les produits carnés et les levains de panification ; ils assurent les dernières étapes des fermentations lactiques.

Compléments

  • Streptococcus thermophilus intervient dans la fabrication du yaourt, tandis que des Streptococcus sont aussi utilisés pour les ensilages agricoles.

  • Lactobacillus sakei, L. curvatus et L. plantarum contribuent à l’acidification et aux arômes des saucissons et saucisses, tandis que L. plantarum et L. brevis sont utilisés dans les levains de panification et les légumes fermentés.

  • Pediococcus cerevisiae peut dégrader la bière en la rendant visqueuse par accumulation de polysaccharides extracellulaires, et certaines espèces servent de levains lactiques pour les charcuteries.

  • Leuconostoc oenos, aujourd’hui appelé Oenococcus oeni, intervient dans la fermentation malolactique des vins ; Leuconostoc mesenteroides est utilisé dans les ensilages et les végétaux fermentés, notamment les olives, la choucroute, le cacao et le café.

14. Facteurs propres à l’aliment

Notions clés & Définitions

  • Activité de l’eau : L’activité de l’eau (aw) mesure l’eau disponible dans un aliment pour le développement microbien et les réactions chimiques ; elle est égale au rapport de la pression de vapeur d’eau de l’aliment à celle de l’eau pure.

★ À maîtriser

  • Les enveloppes naturelles, telles que les téguments des graines, les enveloppes des fruits, les coquilles des noix et des œufs et la peau des animaux, protègent les aliments contre la prolifération microbienne ; leur altération favorise la contamination ou la prolifération.

  • Les seuils généraux de conservation indiqués sont une prolifération rapide des bactéries pathogènes au-dessus de aw 0,90, un développement possible des moisissures et levures entre aw 0,70 et 0,90, et l’arrêt de l’activité microbienne sous aw 0,60.

Compléments

  • Les microorganismes dégradent les glucides alimentaires par hydrolyse des polymères comme l’amidon et la cellulose, ou par fermentation des sucres simples, ce qui peut modifier la texture, le goût et l’arôme.

  • Les acides aminés peuvent être transformés par :

    • décarboxylation
    • désamination
    • désulfuration
  • L’oxydation microbienne des lipides entraîne leur lipolyse et modifie le goût des aliments.

  • L’activité de l’eau varie de 0 à 1, et l’eau liée aux protéines et aux sucres n’est pas disponible pour les microorganismes, contrairement à l’eau libre.

  • Les seuils d’activité de l’eau indiqués sont aw < 0,91 pour la majorité des bactéries, aw < 0,75 à 0,86 pour les bactéries halophiles et résistantes, aw < 0,80 à 0,88 pour les levures et aw < 0,70 à 0,80 pour les moisissures.

  • L’activité de l’eau peut être abaissée par congélation, déshydratation, salage ou sucrage, ce qui contribue à réduire la croissance microbienne.

15. Facteurs externes de conservation

★ À maîtriser

  • La disponibilité en oxygène détermine notamment le développement suivant : les moisissures et les levures aérobies strictes en surface, les levures fermentantes en profondeur avec production de gaz, les Clostridium en absence d’oxygène, les Pseudomonas en présence d’oxygène, les Lactobacillus microaérophiles à teneur réduite en oxygène
  • La croissance microbienne augmente généralement avec la température jusqu’à un optimum, puis s’arrête au-delà d’une température maximale ou en dessous d’une température minimale propres au microorganisme.

📌 Les microorganismes psychrophiles ou psychrotrophes peuvent croître en dessous de 15 à 20 °C, les cryophiles peuvent croître à des températures négatives avec un optimum indiqué de −5 °C, les mésophiles se développent entre 15 et 45 °C et les thermophiles au-dessus de 45 °C, certains jusqu’à 75–80 °C ou davantage.

Compléments

📌 La thermophilie désigne la capacité de croissance à température élevée, tandis que la thermorésistance désigne la capacité à résister à un traitement thermique donné.

  • Une humidité relative ambiante élevée peut augmenter l’activité de l’eau en surface d’un aliment et permettre la croissance microbienne.

  • Pour conserver les fruits et légumes, une atmosphère contenant jusqu’à 10 % de dioxyde de carbone et moins d’oxygène retarde notamment le développement de certains microorganismes et des moisissures.

  • Une atmosphère d’azote ou un conditionnement sous vide limite les contaminations par les microorganismes aérobies.

  • Les antimicrobiens cités comprennent :

    • éthanol
    • acide lactique
    • acide acétique
    • acide citrique
    • acide tartrique
    • acide malique

Teste tes connaissances

Teste tes connaissances sur Microbiologie alimentaire et groupes d’aliments avec 42 questions à choix multiples et corrections détaillées.

1. Dans un lot de fromage, une population microbienne contribue à l’affinage, tandis qu’une autre détériore le produit sans provoquer de maladie. Comment classer ces deux populations ?

2. Quel effet les micro-organismes utiles peuvent-ils avoir sur un fromage fermenté ou affiné ?

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Révisez avec les flashcards

Mémorisez les concepts clés de Microbiologie alimentaire et groupes d’aliments avec 93 flashcards interactives.

Quel rôle joue la microflore positive dans les aliments ?

Elle participe aux fermentations et à l’affinage.

À quoi contribuent les micro-organismes utiles dans les produits fermentés ou affinés ?

À leur conservation et à leur typicité sensorielle.

Pourquoi faut-il maîtriser les contaminations et l’évolution microbienne des denrées manipulées ?

Pour protéger la santé des consommateurs et respecter la qualité des fabrications et la législation.

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