Fiche de révision : Multiplication et conservation des aliments

📋 Plan du Cours

1. Origines des microorganismes alimentaires
2. Rôles des microorganismes alimentaires
3. Facteurs intrinsèques de multiplication
4. Influence du pH et de la température
5. Activité de l’eau des aliments
6. Respiration et oxygène
7. Antimicrobiens naturels alimentaires
8. Paramètres extrinsèques de conservation
9. Conservation par la température
10. Modification du pH des aliments

📖 1. Origines des microorganismes alimentaires

📝 Points essentiels

• Les principales origines des microorganismes alimentaires sont : la flore intrinsèque des végétaux et des surfaces animales, le processus industriel, notamment le personnel, les opérations technologiques et le stockage, l’environnement : eau douce ou marine, sol, air, poussières et particules

📖 2. Rôles des microorganismes alimentaires

★ À maîtriser

📌 Dans les aliments, les microorganismes peuvent être indispensables, nuisibles ou pathogènes.

• Les microorganismes indispensables constituent une flore d’intérêt utilisée pour les aliments fermentés et la bio-conservation des aliments.

• Les microorganismes nuisibles altèrent les qualités organoleptiques et les propriétés physico-chimiques des aliments et constituent la flore d’altération.

• Les agents pathogènes les plus fréquents dans les toxi-infections alimentaires sont :

  • Staphylococcus aureus
  • Bacillus cereus
  • Salmonella spp.

Compléments

• Les ferments lactiques cités sont :

  • Lactococcus
  • Pediococcus
  • Lactobacillus

• Les ferments alcooliques utilisés notamment dans la bière, le pain et le vin comprennent Saccharomyces cerevisiae et Saccharomyces uvarum.

• Acétobacter xylinum est cité comme ferment acétique utilisé pour produire du vinaigre.

• Penicillium camembertii et Penicillium roquefortii sont cités comme moisissures utilisées dans les fromages.

• Les formes d’altération citées sont :

  • la putréfaction
  • la fermentation
  • la lipolyse ou le rancissement
  • la production d’arômes
  • l’augmentation de la viscosité
  • la production de pigments

• Les agents cités dans les altérations alimentaires comprennent Clostridium, Pseudomonas, Proteus, Bacillus, les moisissures, les bactéries lactiques et acétiques, Clostridium butyrique, Alcaligenes, Candida, Streptomyces, Leuconostoc, Serratia et les Actinomycetes.

• Les bactéries pathogènes citées sont :

  • Salmonella typhi
  • Salmonella typhimurium
  • Vibrio cholerae
  • Brucella
  • Mycobacterium bovis
  • Mycobacterium tuberculosis
  • Clostridium perfringens

💡 Astuce mémo

La flore d’intérêt transforme ou conserve l’aliment ; la flore d’altération le dégrade.

📖 3. Facteurs intrinsèques de multiplication

★ À maîtriser

• L’évolution des microorganismes présents dans un aliment dépend des propriétés physico-chimiques de cet aliment.

• Les enveloppes, téguments, coquilles et peaux protègent certains aliments contre la prolifération microbienne, et leur altération favorise souvent la contamination ou la prolifération.

• Les microorganismes pathogènes sont hétérotrophes chimio-organotrophes.

Compléments

• Les microorganismes peuvent mourir, survivre ou proliférer dans un aliment selon les conditions auxquelles ils sont soumis.

• Les paramètres de multiplication présentés sont :

  • la structure de l’aliment
  • sa composition
  • son pH
  • ses antimicrobiens
  • l’oxygène et le stress oxydatif
  • son activité de l’eau
  • la température

• Les emballages ont principalement pour but de protéger l’aliment de la contamination, qu’il soit stabilisé ou non.

• Les ressources nutritives nécessaires sont : de l’eau, une source d’azote, une source de carbone, des minéraux, pour certains microorganismes, des vitamines et des facteurs de croissance

• Une plus grande diversité de composition d’un aliment augmente le risque de contamination.

📖 4. Influence du pH et de la température

★ À maîtriser

• Les populations microbiennes présentes dans un aliment dépendent du pH de cet aliment.

📌 Selon le pH du milieu, les microorganismes sont classés en acidophiles, adaptés aux milieux acides, neutrophiles, adaptés aux milieux neutres, et alcalophiles, adaptés aux milieux basiques.

• Les psychrophiles se développent entre −5 °C et 25 °C et ont un optimum de croissance inférieur à 20 °C.

• Les mésophiles se développent entre 10 °C et 45 °C et ont un optimum compris entre 30 °C et 40 °C.

• Les thermophiles se développent entre 40 °C et 75 °C et ont un optimum situé vers 50 °C à 60 °C.

Compléments

• Les faibles températures ralentissent ou arrêtent le développement des microorganismes sans nécessairement les tuer ; cet effet est bactériostatique.

• Un chauffage compris entre 60 °C et 70 °C suffit généralement à éliminer les formes végétatives des microorganismes et a un effet bactéricide.

• Les températures de fabrication et les traitements thermiques, notamment la stérilisation et la pasteurisation, influencent la croissance et la survie des microorganismes ainsi que les qualités sanitaires et organoleptiques des aliments.

• Les microorganismes ont besoin d’eau disponible pour se multiplier dans un aliment.

💡 Astuce mémo

Le froid freine la multiplication ; une chaleur suffisante détruit les formes végétatives.

📖 5. Activité de l’eau des aliments

🔑 Notions clés & Définitions

• Xérophiles : Microorganismes capables de se développer dans des produits à faible activité de l’eau.
• Isotherme d’absorption : L’isotherme d’absorption de la vapeur d’eau décrit le rapport entre l’activité de l’eau et le taux d’humidité.

★ À maîtriser

📐 Formule - L’activité de l’eau d’un aliment est le rapport $a_w = \frac{P_{\text{eau aliment}}}{P_{\text{eau pure}}}$.

• L’activité de l’eau varie entre 0 et 1, et l’humidité relative en pourcentage est égale à $a_w \times 100$.

📌 Pour une activité de l’eau inférieure à 0,60, aucun microorganisme ne peut se développer, bien que des microorganismes puissent survivre.

📌 Pour une activité de l’eau inférieure à 0,85, aucun microorganisme pathogène ne peut se développer, à l’exception de certaines moisissures excrétrices de mycotoxines.

Compléments

📌 Les microorganismes xérophiles se développant en milieux fortement sucrés sont dits osmophiles, tandis que ceux se développant en présence de fortes teneurs en sel sont dits halophiles.

• L’activité de l’eau est corrélée à la température et à la composition de l’aliment, et l’abondance de substances nutritives augmente les limites d’activité de l’eau compatibles avec la survie des microorganismes.

📖 6. Respiration et oxygène

★ À maîtriser

📌 Les microorganismes aérobies stricts respirent en présence d’oxygène, tandis que les aérobies peuvent respirer ou fermenter en présence ou en absence d’oxygène.

📌 Les microorganismes microaérophiles nécessitent de faibles concentrations d’oxygène et respirent, tandis que les anaérobies stricts fermentent en absence d’oxygène.

Compléments

• Les microorganismes aérobies stricts comprennent notamment :

  • Les moisissures
  • Quelques levures
  • Pseudomonas
  • Bacillus

• Les microorganismes aérobies comprennent notamment :

  • La plupart des levures
  • Les Entérobactéries
  • Staphylococcus

• Les exemples cités sont :

  • Les bactéries lactiques parmi les microaérophiles
  • Clostridium parmi les anaérobies stricts
  • Bacteroides parmi les anaérobies stricts
  • Propionibacterium parmi les anaérobies stricts

💡 Astuce mémo

L’aérobie exige ou tolère l’O₂ ; l’anaérobie stricte l’exclut.

📖 7. Antimicrobiens naturels alimentaires

🔑 Notions clés & Définitions

• Bactériocines : Peptides et protéines bactériens à activité antimicrobienne.

📝 Points essentiels

• Le lait frais contient des lacténines et des facteurs anti-coliformes dont l’activité est limitée dans le temps.

• Le lysozyme présent dans l’œuf est actif sur des germes à Gram positif.

• L’acide benzoïque contenu dans les airelles est actif sur les levures et les moisissures.

• Le thymol du thym, l’eugénol du clou de girofle et l’aldéhyde cinnamique de la cannelle ont des activités antimicrobiennes.

📖 8. Paramètres extrinsèques de conservation

★ À maîtriser

• Les paramètres extrinsèques comprennent :
  • La température et les traitements thermiques
  • La présence et la concentration des gaz
  • Les autres procédés antimicrobiens
  • Les procédés de fabrication et l’hygiène

Compléments

• Les caractéristiques extrinsèques sont liées à l’environnement de l’aliment et influencent sa stabilité ainsi que le comportement des microorganismes qu’il contient.

📖 9. Conservation par la température

🔑 Notions clés & Définitions

• Appertisation : L’appertisation associe la stérilisation à un récipient étanche.

★ À maîtriser

📌 La température d’entreposage influence la stabilité des aliments et le développement des microorganismes, ce qui impose le respect de la chaîne du froid et du chaud.

• La réfrigération est indiquée à 0–4 °C pour une conservation de 3 à 5 jours.

• La congélation refroidit et maintient l’aliment à une température inférieure à −10 °C, préserve ses propriétés nutritives et réduit la population bactérienne par la formation de cristaux de glace.

• La pasteurisation détruit les formes végétatives, mais un produit pasteurisé n’est pas stérile et reste périssable.

• La stérilisation au-dessus de 110 °C et sous pression élimine les formes végétatives et les spores.

📌 Pour les produits de pH inférieur à 4,5, Clostridium botulinum et les autres Clostridium toxinogènes ne peuvent pas se développer et la température centrale minimale du traitement est de 85 °C.

📌 Pour les produits de pH supérieur ou égal à 4,5, le traitement thermique indiqué est de 110 à 135 °C, car le pH n’inhibe aucune bactérie.

Compléments

• La congélation est indiquée à −18 °C, mais le froid entraîne une dormance plutôt qu’une destruction complète des bactéries.

• La réfrigération rapide consiste à faire circuler de l’air entre 0 et 5 °C, tandis qu’une réfrigération lente à l’air ambiant jusqu’à environ 15 °C entraîne le ressuage.

• Les bactéries psychrotrophes se développent lentement à 4 °C, et la réfrigération convient à des périodes courtes de quelques jours.

• La surgélation est une congélation rapide de 1 à 10 °C par minute.

• La pasteurisation basse discontinue du lait dure 30 minutes à 63 °C, tandis que la pasteurisation haute dure 2 minutes à 85 °C.

• Le procédé UHT traite le lait 2 secondes à 140 °C, et la pasteurisation éclair le traite 15 secondes à 72 °C.

📖 10. Modification du pH des aliments

★ À maîtriser

• Le pH des aliments peut être modifié par l’ajout d’acides faibles, notamment l’acide lactique ou acétique à 1 % et l’acide sorbique à 0,05 %.

Compléments

• La fermentation lactique peut être homofermentaire ou hétérofermentaire.

📌 Lactococcus, Pediococcus et certains Lactobacillus sont associés à la fermentation lactique homofermentaire, tandis que Leuconostoc et certains Lactobacillus sont associés à la fermentation hétérofermentaire.

• Les produits cités de la fermentation lactique sont :

  • Le fromage
  • Le lait
  • La crème
  • Le beurre
  • Le yaourt
  • La choucroute
  • L’ensilage de maïs
  • La charcuterie

• La fermentation alcoolique est utilisée pour produire le vin, la bière et le pain.

• La fermentation acétique permet de produire le vinaigre.