Cours de Microbiologie Théorique

Physiologie et Écologie Microbiennes

Les Enzymes Microbiennes

• Définition : une enzyme est une protéine qui accélère la vitesse d'une réaction biochimique au sein d'un organisme vivant sans en modifier le résultat.
• Caractéristiques :
  • Spécificité d'action
  • Constitution (apoenzyme + coenzyme = holoenzyme)
  • Paramètres de l'activité enzymatique (température, pH, concentration en enzyme et substrat)
• Applications :
  • Enzymes et propriétés des micro-organismes
  • Critères d'identification des micro-organismes
  • Applications industrielles (production d'enzymes microbiennes, bioconversions)

La Nutrition desMicro-organismes

• Généralités :
  • Croissance = augmentation de l'effectif (micro-organismes unicellulaires) ou augmentation de la taille du mycélium (pluricellulaires)
  • Facteurs physico-chimiques, biologiques et nutritionnels influencent la croissance
• L'eau :
  • Généralités (80-90% du poids des micro-organismes)
  • Activité de l'eau (aw) : quantité d'eau libre disponible pour les réactions cellulaires
  • Échanges entre micro-organisme et milieu (isotonique, hypotonique, hypertonique)
  • Valeurs cardinales de l'aw (optimale, minimale) pour les micro-organismes
• Autres sources de nutrition :
  • Énergie
  • Carbone
  • Azote
  • Éléments minéraux
  • Facteurs de croissance

Paramètres Physico-chimiques de la Croissance Microbienne

• L'Humidité Relative de l'Air :
  • Activité en eau (aw) : quantité d'eau disponible pour les micro-organismes
  • Baisser l'aw pour inhiber la croissance microbienne
  • Méthodes pour diminuer l'aw des aliments (séchage, déshydratation, lyophilisation, ajout de sel ou sucre, congélation)

Note: These study notes are a summary of the provided text, focusing on key facts and using detailed bullet points to help with review and understanding.### III.3 - L’Humidité Relative de l’Air

• Les micro-organismes craignent la sécheresse, mais les bactéries "normales" ont besoin de beaucoup d'eau libre (0,93 < aw < 0,99)
• Les coques tolèrent mieux le sec que les bacilles, et S.aureus est la plus "dromadaire" des bactéries pathogènes
• Les levures arrivent à croître au-dessus de 0,8, tandis que les moisissures sont les plus résistantes au sec et poussent au-dessus de 0,7, mais lentement
• Les bactéries pathogènes ont des seuils minimaux :
  • aw > 0,95 pour Clostridium perfringens
  • aw > 0,94 pour Salmonella
  • aw > 0,93 pour Clostridium botulinum (10% de NaCl)
  • aw > 0,90 pour Staphylococcus aureus
• La réglementation impose une préparation alimentaire stabilisée si aw ≤ 0,91, ou si aw < 0,95 et pH < 5,2

III.4 - Le Potentiel Redox

• Le potentiel Redox est la capacité à accepter ou céder des électrons (oxydation : perte d'électrons / réduction : gain d'électrons)
• Dans l'aliment, le Redox est difficile à mesurer et variable dans le temps
• La cuisson de la viande (formation de composés de Maillard, réducteurs) et l'ébullition (qui chasse l'air) rendent l'aliment réducteur (pot-au-feu, conserves)
• La croissance d'une importante population bactérienne rend l'aliment réducteur
• Les aliments compacts et épais gardent leur anaérobiose (jambon entier, gros morceau de boeuf du pot-au-feu, gruyère, sauce épaisse)
• Les aliments peu épais (tranche de viande), liquides (lait), "poreux" et vivants (légumes), ou finement divisés (poudre) et exposés à l'air ne peuvent pas devenir réducteurs
• Les micro-organismes peuvent être classés en fonction de leurs exigences en potentiel Redox :
  • Aérobies stricts (Pseudomonas psychrophiles des tanks à lait, Bacillus)
  • Aérobies facultatifs ou Aéro-anaérobies (entérobactéries, levures)
  • Microaérophiles (faible teneur en O2 : lactobacilles et autres bactéries lactiques)
  • Anaérobies stricts (Clostridium botulinum et perfringens)
• Les aérobies stricts ont un rH environ de 20, les anaérobies stricts ont un rH < 8 ou même < 6, les aéro-anaérobies facultatifs ont un métabolisme respiratoire (présence d'O2) ou fermentatif (absence d'O2), les microaérophiles ont un rH < 14, et les mésoanaérobies ont un rH de 8 à 12
• Les bactéries, levures et moisissures peuvent être regroupées en fonction de leurs réactions au potentiel Redox

III.5 - La Pression Osmotique

• La pression osmotique est la capacité d'une bactérie à ajuster sa pression osmotique interne à une valeur supérieure à celle du milieu externe
• La pression osmotique inhibe la croissance bactérienne en provoquant un efflux d'eau et une plasmolyse
• Les bactéries ont développé des mécanismes d'osmorégulation pour résister à la pression osmotique, tels que l'accumulation de K+, d'acides aminés, de sucres, etc.
• Les bactéries peuvent être classées en 4 groupes en fonction de leur pouvoir d'osmorégulation :
  • Non halophiles (E.coli)
  • Halophiles (Pseudomonas marina)
  • Halophiles modérés (Pediococcus halophilus)
  • Halophiles extrêmes (Halobacterium)

III.6 - Interférences entre les Paramètres Physico-Chimiques

• La combinaison de différents paramètres physico-chimiques peut avoir un effet synergetique sur la croissance microbienne
• pH, aw, température, potentiel Redox et pression osmotique interagissent entre eux pour influencer la croissance microbienne