Les biofilms laitiers, ces communautés microbiennes bien présentes dans les fromageries
Causerie fromagère présentée le 18 avril 2023
Conférencières : Mérilie Gagnon, stagiaire post-doctoral (recherche) et Julie Jean, professeure titulaire, Sciences agriculture et alimentation – dép. sciences des aliments, Université Laval
Animation : Maryse Lamoureux, directrice scientifique, CEFQ
Durée : 1 h 30
Cette présentation répartie en trois volets couvre :
- Ce qu’est un biofilm ?
- Comment les étudier ?
- Ce que nous savons des biofilms en production et en transformation laitières
Un biofilm est constitué d’une communauté diversifiée et structurée de microorganismes, qui sont cloisonnés dans une matrice autoproduite composée de polysaccharides, de protéines, d’ADN et de plus de 97% d’eau. Les études en cours sont principalement concentrées sur les bactéries qui les composent.
Le processus de formation du biofilm est évolutif et débute par une phase réversible où les bactéries sont motiles et adhèrent à la surface suivie d’une phase irréversible où il y a croissance, maturation et dispersion. L’adhésion est possible sur une multitude de surfaces (plastique, acier inoxydable, bois, verre, caoutchouc) et sur des structures biologiques comme les aliments (viande, fruits et légumes et produits laitiers). La structure du biofilm protège contre les désinfectants et les antibiotiques grâce à une diffusion limitée, aux signaux intercellulaires (quorum sensing), à sa charge (-), aux cellules en dormance et à la diversité génétique. Ces biofilms peuvent être la cause d’éclosion de toxi-infections alimentaires.
Les éléments qui influencent la formation du biofilm sont : le type de surface, les nutriments, la température, l’humidité relative, le temps et les forces mécaniques (turbulence). Ces biofilms se forment lorsqu’il y a une faiblesse de nettoyage : manque de turbulence, de température, de concentration ou de durée/fréquence de nettoyage. En recherche, des systèmes avec des microplaques et des bioréacteurs sont utilisés pour simuler la formation des biofilms en laboratoire.
Une fois les biofilms détectés et localisés, différentes stratégies de contrôle sont utilisées ou étudiées. Elles peuvent être d’ordre :
1) physiques : chaleur, UV, mécanique; des méthodes
2) biologiques : enzymes, bactériophages, antibactériens (ex : nisine)
3) chimiques : chlore, acide peracétique et peroxyde, soude…
La détection peut se faire avec les méthodes d’échantillonnage conventionnelles telles que l’écouvillon, l’éponge, la gélose de contact et l’ATP. Une éponge sonique développée par l’équipe de recherche de l’Université Laval a démontré son efficacité. L’utilisation de la sonication pour le décollement améliore la performance du prélèvement. Par la suite la caractérisation microbiologique peut se faire par les méthodes microbiologiques conventionnelles et par MALDI-TOF. Cependant plusieurs groupes microbiens non cultivables peuvent être négligés. Les méthodes par analyse du séquençage de l’ADN sont alors à privilégier.
Cette causerie présente des résultats de recherche récents sur la matrice laitière. Il est a noté qu’autant dans les fermes que dans les fromageries, même les surfaces fraîchement nettoyées peuvent présenter des biofilms à leur surface. Des données très intéressantes sur la composition et le nombre de microorganismes des biofilms en lien avec les méthodes de traite, les sites de prolifération autant sur la ferme qu’en usine de transformation, la qualité de l’eau et la région, ont été dévoilés.