Biopreservation des produits à base de viande

Listeria monocytogenes est une bactéries gram positif, asporulale, bâtonnet anaérobie facultative largement distribuée dans la nature. Elle peut pousser dans un pH allant de 4.1 à 9.6 et à une température variant de 0 à 45°C. De plus, elle est résistante à la dessiccation et peut croître à des valeurs de l'Aw (activité de l’eau) aussi bas comme 0.90. La nature ubiquiste de L.

monocytogenes, sa structure robuste et sa capacité de pousser à des températures de réfrigération et les conditions anaérobies la rendent une menace à la sécurité des aliments. Il est considéré comme un problème majeur de sécurité alimentaire pouvant causer des maladies sérieuses et voir même des décès. Certains pays comme les USA possèdent la politique la plus sévère concernant L. monocytogenes et ne tolérance pas la présence de L.

monocytogenes dans les aliments prêt manger (Jay, 1996; Ryser et Marth, 1999). Elle a été détectée dans une grande variété d’aliments et impliquée dans plusieurs maladies transmises par des aliments (Jay, 1996). Beaucoup d'études ont été menées pour contrôler L. monocytogenes dans les la viande et ses dérivés depuis l’abattoir jusqu’à emballage (Ryser et Marth 1999).

Tableau 4. Propriétés et caractéristiques de quelques bactériocines de la classe I et IIa produites par les bactéries lactiques (Chen et Hover, 2003)

Propriétés

Sensible à la trypsine l’α-chymotrypsine, la protéinase K, et la pronase E, résistant à la pepsine.

Lacticine 3147B 3322

Stable à 121 °C à pH 2. Devient moins Stable à pH 5-7. Sensible à l’α-chymotrypsine, résistante à la trypsine, elastase, carboxypeptidase A, la pepsine, et la erepsine.

Nisine 3488

Stable à la température basse, à 100 °C pendant 60 min ou 121 °C pendant 10 min. Moins stable à pH acide et neutres. Sensible à pronase, la trypsine, et l’α-chymotrypsine, résistante à la pepsine, la protéinase K, l’ α-amylase, et à la lipase.

Plantaricin C 3500

Classez IIa

Stable à 100 °C pendant 60 min à pH 2.0 à 9.7.

Sensible à la pepsine, la trypsine, la pronase E, la protéinase K et l’α-chymotrypsine A4, résistante à catalase.

Bavaricin UN 3500-4000

Stable à 70 °C pendant 30 min à pH 5 à 8. Sensible à la protéinase K, la trypsine et à la papaïne, résistante à la glucoamylase, la lipase, l’ α-amylase et le lysozyme.

Lactococcin MMFII 4143

Stable à pH 4 à 6, devient moins stable quand le pH augmente. Stable à 80 °C pendant 60 min ou 100 °C pendant 10 min. Sensible à la trypsine, la papaïne, la ficine, l’α-chymotrypsine, la protéase IV, XIV, et XXIV, et à la protéinase K, résistante à la phospholipase C, la catalase, le lysozyme, la DNAses, la RNAses, et la lipase.

Pediocin PAPA 1 4624

Stable à pH 2 après 2 mois de stockage à 4 °C. stable à 100 °C pendant 120 min à pH 2 à 3. Devient moins stable quand le pH augmente. Sensible à l’α-chymotrypsine, les différents types de protéase IV, XIV, XXIII, et la trypsine, résistante à la catalase, la lipase, et le lysozyme.

Piscicolin 126 4416

Seule l'activité de la nisine à des concentrations de 400 et 800 UI/g et en combinaison avec 2% d’NaCl contre L. monocytogenes dans la viande de boeuf crue hachée a été examiné par Pawar et al., (2000). Les échantillons de viande crue hachée était inoculée avec 10³ufc/g de L. monocytogenes et a entreposée à 4°C. Le dénombrement de L. monocytogenes dans l’échantillon témoin a

augmenté de 3.0 Log à 6.4 Log ufc/g après 16 jours de stockage; cependant, la nisine à réduit considérablement L. monocytogenes. L’addition de la nisine à 400 UI/g augmente la durée de la phase de latence de L. monocytogenes, et à un niveau de 800 UI/g, résulte en un nombre de L. monocytogenes de 2.4 Log cycles inférieur à celui trouvé dans l’échantillon témoin après 16 jours de stockage. Quand la température de stockage est augmentée jusqu’à 37°C, l’effet inhibiteur de la nisine a été moins prononcé. L’addition de 2% d’NaCl en combinaison avec la nisine, augmente l'efficacité de la nisine aux deux températures de stockage.

Les sections de carcasse de bœuf ont été inoculées avec approximativement 4 Log ufc/cm² de Brochothrix thermosphacta, Carnobacterium divergens, ou L.

innocua par Cutter et Siragusa (1994) pour évaluer l'efficacité de la nisine pour aseptiser la surface des carcasses de viande rouge. Le traitements par vaporisation d'eau n'ayant aucun changement sur les populations bactériennes; cependant, le traitement par vaporisation de la nisine (5000 AU/ml) a réduit les populations bactériennes de 1.8 à 3.5 Log ufc/cm² au premier jour et de 2.0 à 3.6 Log ufc/cm² après stockage à 4°C pour une journée.

Fang et Lin (1994) ont remarqué que l’addition de 10000 UI/ml de nisine au filet de porc cuit inhibe la croissance de L. monocytogenes, mais pas Pseudomonas fragi. La nisine a été trouvé pour être plus efficace quand elle est utilisée en combinaison avec un emballage sous atmosphère modifiée (MAP, 100% CO2, 80% CO2 + 20% air). MAP et la nisine (1000 ou 10000 IU/ml) inhibent la croissance de deux microorganismes, et cet effet inhibiteur MAP/nisine en combinaison est plus prononcé à 4 °C qu'à 20 °C.

Murray et Richard (1997) ont évalué l'activité des substances antilisteriales la nisine A et pediocine AcH dans la décontamination artificiellement de morceaux de porc cru. La nisine A était considérablement plus efficace que la pediocine AcH, mais après 2 jours de stockage, la survie des bactéries dans la viande traitée avec chacune des bactériocines reprend un taux semblable à celui du témoin. De plus, la nisine était plus stable que la pediocine AcH. La perte d'efficacité, surtout de la pediocine AcH, a été attribuée à une dégradation rapide par les protéases de la viande.

En plus de la nisine et la pediocine, les autres bactériocines des bactéries lactiques ont été examinées pour contrôler la croissance de Listeria. Les exemples incluent Laukova et al., (1999), qui ont examiné l'efficacité de l'enterocine CCM 4231 dans la lutte contre L. monocytogenes dans le saucisson fermenté et séché de salami. L’ajout de l'enterocin reduit le nombre de L.

monocytogenes de 1.7 Log cycle immédiatement après l’addition de la bactériocine (nombre initial: 10⁸ ufc/ml). Après une semaine de maturation du salami, le nombre de L. monocytogenes dans le témoin (sans ajout enterocine) a atteint 10⁷ ufc/g, pendant que dans l'échantillon traité (avec ajout enterocine), le nombre était 10⁴ ufc/g, une différence qui a été maintenue après 2 et 3 semaines de maturation. Aussi, Hugas et al., (1998) ont trouvé que la sakacine K, une bactériocines produite par Lactobacillus sake CTC494, inhibe la croissance de L. innocua dans des échantillons de poitrines de volaille emballés sous vide et de porc cuit, et dans des échantillons de porc haché cru emballés dans une atmosphère modifié.

Schöbitz et al., (1999) déterminaient la capacité inhibitrice d'une substance semblable aux bactériocines produite par Carnobacterium piscicola L103 contre L. monocytogenes, et ont trouvé que la bactériocine a complètement inhibé L.

monocytogenes dans la viande emballée sous vide après 14 jours de stockage à 4°C. Vignolo et al., (1996) ont montré que la lactocine 705 produite par Lactobacille casei CRL 705 a inhibé la croissance deL. monocytogenes dans du bifteck haché; cependant, quand la souche productrice a été ajoutée à la melange liquide, aucune inhibition considérable n'a été détectée. Degnan et al., (1992) ont démontré la possibilité d'utiliser des cultures bactériocinogènes de Pediococcus acidilactici (souche productrice de pediocine AcH) pour inhiber la croissance de L. monocytogenes dans les aliments emballées sous vide comme la saucisse de bœuf (Table 4). Quand les saussices étaient inoculés en surface avec L. monocytogenes et P. acidilactici et emballés sous vide, L.

monocytogenes et le pediocoque ont survécu dans les paquets tenus à 4 °C, mais le pediocoque n'a pas produit d’acide ou la pediocine pendant le stockage réfrigéré. Quand les paquets étaient gardés à une températures ambiante de 25

°C pour 8 jours, le nombre total de L, monocytogenes dans le test témoin (sans ajout du pediocoque) a augmenté de 3.2 Log ufc/g. En revanche, L.

monocytogenes a été inhibée (moyenne de réduction de 2.7 Log ufc/g) dans les

paquets inoculés avec Pediococcus acidilactici. La production de la bactériocine a commencé tôt et coïncide avec la phase logarithmique de croissance du pediocoque et continue tardivement avec cette phase.

La raisonne primaire de l’utilisation des nitrites pour la fumigation des viandes est de stabiliser la couleur de la viande rouge et inhiber la flore de contamination et les microorganismes d’intoxication alimentaire, tel que le C.

botulinum; cependant, la nitrite peut réagir avec les amines secondaires dans les viandes pour former les nitrosamines cancérigènes. Cet effet nocif possible a incité des chercheurs à explorer la possibilité d'utiliser les bactériocines comme une alternative aux nitrites. Rayman et al., (1981) ont rapporté qu'une combinaison de 3000 UI/g de nisine et de 40 ppm de nitrite presque inhibe complètement la germination des spores de Clostridium sporogenes dans les viandes en preparation liquide à 37 °C pendant 56 jours. Cependant, dans une étude plus tardive (Rayman et al., 1983), ils ont trouvé que jusqu'à 22000 UI/g de nisine en combinaison avec 60 ppm de nitrite ne peuvent inhiber la germination des spores de C. botulinum dans ces préparations liquide de viande à pH 5.8. La diminution du pH augmente l'activité de la nisine. Par exemple, 8000 UI/g de nisine en combinaison avec 60 ppm de nitrite ont inhibé la germination des spores dans les préparations liquide de porc à pH 5.5. Taylor et al., (1985) ont montré que la combinaisons de la nisine et les nitrites étaient capables de différer la formation de la toxine botulinique dans les émulsions de saucisse de poulet (pH 5.9 à 6.2). Des échantillons témoins (aucuns agents de conservation n'ont été ajoutés) sont devenus toxiques après une semaines, pendant que l’ajonction de 4000 UI/g de nisine et 120 ppm de nitrite ont retardé la formation de la toxine à 5 semaines.