Séquence 4 : Transformations alimentaires par les bactéries et rôles dans l'industrie agroalimentaire Flashcards
Que signifie IAA ?
Industrie agro-alimentaire
Pourquoi certaines bactéries sont utilisées dans l’IAA ?
Pour leur capacité à métaboliser et transformer des substrats spécifiques
Quelles bactéries sont surtout utilisées dans l’IAA ?
Bactéries capables de fermentation (bactéries lactiques)
Bactéries lipolytiques ou protéolytiques (l’action peut conférer aux aliments des qualités organoleptiques )
Quels sont les risques en utilisant certaines bactéries dans l’IAA ?
Elles peuvent être à l’origine de dégradations alimentaires rendant les aliments impropres à la consommation
-> peut entraîne une altération organoleptique ou une dégradation de la qualité hygiénique et potentiellement des TIAC
Quel rapport entretiennent les bactéries avec les sources énergétiques ?
Le rapport qu’entretiennent les bactéries vis-à-vis de l’oxygène conditionne directement leur métabolisme énergétique. On distingue deux types
Quelles sont les deux bactéries que l’on distingue dans le cadre des sources énergétiques ?
Bactéries aérobies-strictes
Bactéries anaérobies et aéro-anaérobies facultatives
Comment fonctionne une bactérie aérobies-strictes ?
Elle oxyde de manière complète les substrats qu’elle utilise (glucides la plupart du temps) en CO2 + eau.
Le processus permet la production globale de 38 ATP par molécule de glucose
Comment fonctionne une bactérie anaérobies et aéro-anaérobies facultatives ?
Elle oxyde de manière incomplète les glucides en différents produits de fermentation. Le rendement énergétique est faible : seulement 2 ATP par molécule de glucose
Par quelles bactéries les bactéries anaérobies et aéro-anaérobies facultatives sont-elles principalement représentées ?
Elles sont principalement représentées par les bactéries lactiques
Le processus de fermentation et le métabolisme respiratoire aérobie ont en commun une étape clé. Laquelle ?
La glycolyse
En quoi consiste la glycolyse ?
La glycolyse est une étape clé durant laquelle le glucose est transformé en pyruvate.
Réaction catalysée par une co-enzyme (NAD+)
Quel est donc l’objectif du processus de fermentation ?
Recyclage de NAD+
Qu’est ce qu’un NAD+ ?
Co-enzyme qui permet la glycolyse
Chez les bactéries lactiques, quels sont les types de fermentation possibles ?
Homolactique
Hétérolactique
A quoi correspond la fermentation homolactique ?
Le produit de la glycolyse est à plus de 90% l’acide pyruvique, isomérisé par la suite en acide lactique. Cette fermentation est très acidifiante
A quoi correspond la fermentation hétérolactique ?
Lorsque des quantités plus importantes d’autres molécules sont produites, notamment de l’acide acétique, de l’éthanol, et du CO2.
Qu’est ce qu’une bactérie peut produire ?
Protéines
Lipides
Acides aminés (ADN, ARN)
Que forment ces constituants ?
Ils forment une réserve de matières premières dans laquelle la bactérie puise pour former les macromolécules qui la constituent.
Comment cette réserve peut-elle être alimentée ?
Soit par transformations des substances formées au cours du métabolisme énergétique
Soit de manière plus directe par utilisation des constituants de l’aliment
Quel est l’inconvénient de l’alimentation par transformation des substances formées au cours du métabolisme énergétique ?
Biosynthèses longues, complexes, et consommatrice d’énergie
Quelle voie va préférer la bactérie pour alimenter sa réserve ?
Elle va préférer la voie qui nécessite le moins d’énergie, soit la manière directe par utilisation des constituants de l’aliment
Quel est le processus d’alimentation directe par utilisation des constituants de l’aliment ?
Hydrolyse des protéines pour obtenir des acides aminés, des lipides ou des acides nucléiques pour obtenir les éléments de base à la synthèse des lipides et des acides nucléiques bactériens
Quel est le point de départ des voies métaboliques ayant pour but la production d’énergie ?
Un sucre simple (le glucose en général)
Le glucose est-il disponible comme tel au sein d’un aliment ?
Rarement, ce qui entraîne un véritable processus de digestion microbienne pour devenir utilisables
Exemple de sucres dits complexes
Amidon
Cellulose
Comment les sucres sont transformés en glucose ?
Transformés en glucose lors d’un processus de digestion microbienne durant lequel le sucre est transformé par différentes amylases et cellulases bactériennes (enzymes spécifiques selon le sucre)
Quelles sont les caractéristiques des bactéries lactiques ?
Gram +
Aéro-anaérobies
Capables de dégrader les glucides en acide lactique par fermentation
les “vraies” bactéries du lait
Compose la flore originelle du lait
Quelles sont les principales bactéries lactiques ?
Les streptocoques lactiques (ou lactocoques) : les + nombreux
Les lactobacilles
Les leuconostoc
Quelles bactéries retrouvent-on dans les yaourts ?
Les plus connues sont :
Lactobacillus bulgaricus
Streptococcus thermophilus
Selon l’OMS, quelle est la définition de yaourt ?
Un yaourt est issu de la coagulation par “fermentation lactique acide due à Lactobacillus bulgaricus et à Streptococcus thermophilus d’un lait cru ou pasteurisé avec ou sans additif. Ces bactéries doivent de plus être retrouvées vivantes dans le produit final et en quantités règlementées.
Comment fonctionnent ces deux espèces ?
Elles fonctionnent en symbiose, elles sont symbiotiques
De quoi ces deux espèces sont-elles responsables ?
Elles sont responsables de la transformation du lactose en acide lactique par fermentation homolactique.
Quelles sont les conséquences de cette transformation ?
Une action directe sur la prolifération d’autres espèces de micro-organismes (permet de limiter la population de certaines bactéries de dégradation alimentaire
Des modifications de la structure du substrat
Quelles bactéries trouve-t-on dans d’autres laits fermentés proche du yaourt ?
D’autres souches de stretocoques et/ou de lactobacilles ainsi que des bactéries des genres bifidobacter ou leuconostoc
Quelles sont les trois étapes pour obtenir du fromage ?
La production d’un caillé (exclusivement due à l’activité de bactéries lactiques ou enzymatique)
L’égouttage du caillé (lent ou accéléré, par filtration ou centrifugation)
L’affinage (ensemble des actions bactériennes donnant l’aspect définitif et les caractéristiques spécifiques)
Quels sont les ferments lactiques utilisés pour les fromages ?
Ils sont très variés :
- lactobacilles pour fromage à pâte pressée cuite (emmental)
-streptocoques lactiques dans les fromages à pâte molle (camembert) ou de chèvre (picodon)
- leuconostoc dans les fromages à pâte molle à base de lait cru (roquefort)
Lors de quelles autres utilisations utilise-t-on des bactéries lactiques ?
En boulangerie
Pour la fermentation des végétaux
En charcuterie
Pour la production de boissons alcoolisées (vin, cidre)
Pourquoi les agents de fermentation sont-ils utilisés en boulangerie ?
Ils permettent la levée de la pâte par production de CO2
Quels sont les agents de fermentation permettant cette production de CO2 ?
La levure de boulangerie (ou saccharomyces cerevisiae produire de manière industrielle)
Le levain (composé à la fois de levures sauvages : saccharomyces minor et de bactéries lactiques)
Lactobacilles associées parfois à des leuconostoc
De quoi est composée la base de la choucroute ?
Elle est composée de choux fermentés par Leuconostoc meszenteroides ainsi que Lactobacillus plantarum et brevis
Quelle bactérie est utilisée pour la fabrication des jambons et saucissons secs ?
Lactobacillus plantarum
Quelles phases contient le processus de vinification ?
Une phase de fermentation alcoolique effectuée par des levures
Une fermentation malolactique menée noramment par Oenococcus oeni (un genre de leuconostoc)
Quelles sont les caractéristiques des bactéries propioniques ?
Bactérie à Gram +
Anaérobies aéro tolérantes
Mésophiles
Non sporulées
Capables de fermentation propionique
Qu’est ce que la fermentation propionique ?
C’est lorsque la bactérie transforme l’acide lactique en acide propionique et en acide acétique, avec dégagement de CO2
Quels sont les 2 grands groupes de fermentation propionique ?
Les propionibactéries cutanées
Les propionibactéries laitières
Dans quoi retrouve-t-on les propionibactéries laitières ?
Dans le lait et les produits laitiers
Dans les sols
Les produits de fermentation des olives
Dans les ensilages
Que constituent les propionibactéries laitières ?
Elles constituent des levains fromagers et sont notamment responsables des trous
Quelles sont les caractéristiques des bactéries acétiques ?
Gram négatif
Aérobies
Capables de transformer l’éthanol en acide acétique
Que regroupent les bactéries acétiques (ou acinetobacter) ?
Une dizaine de genre dont acetobacter
Pour quel processus sont utilisés les bactéries acétiques ?
Principalement en vinaigrerie
Qu’est ce qu’un bacillus subtilis ?
Une bactérie saprophyte, pathogène, opportuniste pour l’homme mais rare et dans des cas de contaminations à très fortes doses
Capables de produire des spores très résistantes
Pourquoi le bacillus subtilis est utilisé dans l’IAA ?
Utilisé dans le processus de panification pour sa capacité à produire de l’amylase.
Résistant à la chaleur -> reste actif après la cuisson -> prolonge la dégradation de l’amidon et donc le délai de conservation du pain en évitant le rassissement
A quoi sont dues les dégradations alimentaires induites par les bactéries ?
Par des enzymes bactériennes
Par la sécrétion d’exopolysaccharides (EPS)
Par les pigments
Par l’utilisation de la matière organique et minérale
Quelles enzymes peuvent être responsables de dégradations alimentaires induites par les bactéries ?
Les protéolytiques
Les lipolytiques
Les glycolytiques et cellulolytiques
Qu’entrainent les protéolytiques ?
Apparition d’amines volatiles, d’ammoniac ou encore de dérivés soufrés qui confèrent une odeur particulière au produit
Qu’entraînent les lipolytiques ?
Apparition d’acide gras à chaîne courte ou d’autres molécules volatiles qui peuvent altérer le goût et l’odeur du produit.
Qu’entraînent les glycolytiques et les cellulolytiques ?
Dégradation des produits frais et favorisent la prolifération des moisissures
Entraînent également la modification de texture du produit dans la mesure où les enzymes induisent la dégradation de l’amidon
Les bactéries, et la plupart des micro-organismes synthétisent différents types de polysaccharides, lesquels ?
Polysaccharides cytoplasmiques (utilisés comme source d’énergie)
Lipopolysaccharides ou LPS (des composants de la paroi cellulaire)
Exopolysaccharides ou EPS (excrétés à l’intérieur de la cellule)
Comment peut on définir les EPS ?
Comme des macromolécules composées d’un enchaînement de glucides (oses), pouvant être impliqués dans des phénomènes très divers
A quoi les EPS participent-ils sur le plan alimentaire?
A la formation des biofilms d’aspect gluant pouvant recouvrir la surface de certains produits
A l’agglomération indésirable d’aliments de type “granulaire” comme le sucre
Que sont les pigments ?
Les pigments sont des molécules d’origine bactérienne capables de modifier la couleur du produit (exemple : bactéries du genre serratia)
Quels éléments constitutifs des aliments, les bactéries peuvent-elles utiliser ?
Elles peuvent utiliser les macronutriments (protéines, lipides, glucides…) et/ou les micronutriments (vitamines, minéraux…)
Que va entraîner l’utilisation de la matière organique et minérale par les bactéries ?
Une dégradation des qualités nutritionnelles
D’origine bactérienne, quelles altérations va subir la viande autour de 25/45°C ? (température ambiante élevée)
Entre 25 et 45°C -> prolifération bactérienne qui commence par des entérocoques micro-aérophiles puis par Clostridium perfringens, puis par d’autres Clostridium
La dégradation est : gazs malodorants / aspect spongieux / couleur grisâtre
D’origine bactérienne, quelles altérations va subir la viande autour de 15 à 25°C ? (température modérée)
Convient moins bien aux bactéries anaérobies
Développement en profondeur (à l’abri de l’oxygène)
Flore d’altération plus variée
En surface : espèces aérobies comme pseudomonas
En profondeur : entérobactéries
–> Couleurs, odeurs, saveurs anormales / Limon de poissage (couche visqueuse)
Par quoi est initié le respect de la chaîne du froid ? (froid positif +3°C)
Le respect de la chaîne du froid est initié par une réfrigération rapide après l’abattage : paramètre essentiel au maintien de la sécurité sanitaire des viandes
A quoi sert le respect de la chaîne du froid ?
Permet en particulier de limiter le développement de clostridium et autres micro-organismes mésophiles.
De quoi peut être responsable un développement même limité de clostridium ?(viande)
De phénomènes de putréfaction après un délai assez important.
Au froid positif (+3°C), à quoi sont principalement dues les éventuelles dégradations ?(viande)
Les dégradations éventuelles sont principalement dues à la flore de surface aérobie et psychrotrophe qui se développe lorsque la viande est humide, comme certaines espèces de Pseudomonas.
(froid positif) Au delà d’un certain seuil de contamination, des altérations organoleptiques importantes peuvent apparaître : lesquelles ? (viande)
couleurs, odeurs ou saveurs anormales
limon de poissage (couche visqueuse)
(froid positif) à quoi peut être associée la prolifération de pseudonomas ?(viande)
Elle peut être associée à celle de listeria monocytogenes
Concernant les poissons et les produits de la mer, les espèces microbiennes sont adaptées aux conditions du milieu. Cad ?
S’adaptent à la présent importante de sel : halophile
S’adaptent aux températures froides : psychrophiles/psychrotrophes
Quelles bactéries trouve-t-on principalement dans les poissons et les produits de la mer ?
Bactérie à gram négatif des genres pseudonomas, vibrio, aeromonas et acinetobacter
De quoi s’accompagne la mort des poissons ?
D’une activité enzymatique intense au niveau intestinal à l’origine d’une autolyse partielle des constituants de la paroi digestive
Que veut dire autolyse ?
Destruction des tissus par leurs enzymes
Quels sont les produits de cette activité métabolique (autolyse) ?
amines volatiles (à l’origine des odeurs d’ammoniac)
dérivés soufrés responsables d’odeurs putrides
des substances variées à l’origine du rancissement
Ces conditions nouvelles entraînent une sélection de la flore bactérienne, de quoi est principalement composée cette flore après quelques jours au froid positif ?
Presque entièrement composée de pseudomonas putrefaciens
Quels sont les autres germes potentiellement impliqués ?
Serratia liquefaciens : peut survivre dans le poisson fumé et lui conférer une odeur de rance ainsi qu’une couleur rouge caractéristique
Hafnia alvei : entérobactérie psychrophile responsable de modifications de la texture et d’une odeur d’ammoniac
Quelles bactéries peut-on retrouver dans le lait et les produits laitiers ?
Clostridium
Bacillus cereus
Streptococcus lactis
Flavobacterium
Brevibacterium
Pseudonomas syncyanea
Dans le lait et les produits laitiers, de quelles dégradations sont responsables le clostridium et le bacillus cereus ?
D’un goût amer
Caillage
Dans le lait et les produits laitiers, de quelle dégradation est responsable le streptococcus lactis ?
Rancissement
Dans le lait et les produits laitiers, de quelle dégradation est responsable le flavobacterium ?
Coloration jaune
Dans le lait et les produits laitiers, de quelle dégradation est responsable le bravibacterium ?
Coloration rouge
Dans le lait et les produits laitiers, de quelle dégradation est responsable le pseudomonas syncyanea ?
Coloration bleue
Quelles bactéries retrouve-t-on dans l’altération des produits céréaliers ?
Serratia
Lactobacillus
Bacillus subtilis
Bacillus cereus
De quelles dégradations sont responsables ces bactéries ?
Serratia –> Coloration rouge (pigment sécrété par la bactérie)
Lactobacillus –> fermentation, avec acidification du goût
Bacillus subtilis –> Modification texture “pain filant”
Bacillus cereus –> peut constituer une cause de TIAC
Quelles bactéries est le plus souvent responsable des altérations des fruits et des légumes ?
Pseudomonas
Erwinia
Quelles dégradations sont provoquées par ces bactéries ?
Pourriture molle (rancissement, noircissement, dessèchement)
Quelles bactéries pour les boissons non alcoolisées ?
Acetobacter
Gluconobacter
Propionibacterium cyclohexanicum
Quelles sont les dégradations entraînées par l’acetobacter et le gluconobacter dans les boissons non alcoolisées ?
Acidification excessive
Quelle la particularité du propionibacterium cyclohexanicum ?
Peut résister à des températures relativement élevées (jusqu’à 95°C pendant 10mn dans le jus d’orange)
Quelles sont les dégradations entraînées par le propionibacterium cyclohexanicum dans les boissons non alcoolisées ?
Altération des jus de fruits (orange +++)
Dans les boissons non alcoolisées, à quoi peuvent également être liées les contaminations ?
Aux manipulations subies par les matières premières lors des processus de fabrication (staphylocoques, entérobactéries)
Quelle est la particularité des produits sucrés ?
Forte teneur en macronutriments et notamment en glucides –> Aw faible –> inhibe le développement bactérien
Quelles bactéries peut-on trouver dans le sucre ?
Les leuconostoc
De quoi sont responsables les leuconostoc dans le sucre ?
Production d’exopolysacharides : responsable d’agglomérations
Quelle bactérie est responsable de l’altération des corps gras ?
Le clostridium butyricum
Quelle dégradation est provoquée par le clostridium butyricum dans les corps gras ?
Le rancissement
