Effet de la solution électro-activée sur les spores de C sporogenes

Les caractéristiques de la solution électro-activée optimale sont présentées dans le

Tableau 14. Celle-ci a été générée selon les conditions présentées au Tableau 3 de la

section méthodologie.

Tableau 14 : Caractéristiques de la solution électro-activée optimale obtenue

Paramètre Résultat

pH 3,81

P.O.R. (mV) 989

Température (ºC) 33,7

Les paramètres de la solution électro-activée représentent de solides barrières contre

C. sporogenes. Le pH acide affaiblit la paroi cellulaire de la bactérie en plus de limiter ses

échanges avec le milieu environnant. Avec seulement l’acidité du milieu, cette bactérie Gram + a tendance à se protéger en se sporulant. Aussi, le potentiel redox est très élevé comparativement à l’intervalle retrouvé naturellement dans les aliments se situant entre - 100 mV et +200 mV (Gould et al., 2000). Lorsque le potentiel redox est négatif, le risque de germination de bactéries sporulantes anaérobies est augmenté. Par exemple, dans le cas de C. botulinum, un potentiel redox se situant entre -20 mV et -80 mV favorise la germination des spores (Gould et al., 2000). Le potentiel redox de la solution d’acétate de potassium électro-activée de +989 mV et a un effet limitant puissant sur la survie de la bactérie et empêche la germination de ses spores. Néanmoins, il ne peut détruire à lui seul les résistantes spores bactériennes. La grande quantité d’oxygène dissous dans le milieu est intimement liée au potentiel redox. Une solution d’acétate de potassium non-traitée contient en moyenne 5 mg/L (ppm) d’oxygène dissous. L’électro-activation réalisée selon les conditions optimales permet de multiplier par six ce volume pour atteindre 28,33 mg/L (ppm). La grande quantité d’oxygène dissous agit comme un puissant oxydant sur la bactérie de C. sporogenes. Le pH, le potentiel redox et l’oxygène dissous agissent comme des barrières complémentaires sur la viabilité du microorganisme étudié. Dans le cas présent, l’effet barrière de la température de la solution électro-activée, à 33,7 °C, est négligeable car il se situe dans l’intervalle de croissance favorable pour la bactérie.

Afin de déterminer l’effet réel de la solution électro-activée «SEA» sur les spores de

C. sporogenes, il est essentiel d’isoler seulement cette variable indépendante. Il faut aussi

assurer la viabilité de ces spores anaérobies tout au long de l’expérience pour éviter toute interférence sur les résultats. À ce titre, un compte en parallèle «Count ou CN» est réalisé. De plus, afin d’observer une certaine évolution de l’effet de la solution électro-activée, le temps d’électro-activation et de relaxation ont été modulés comme l’illustre le Tableau 4. La Figure 24 présente le taux de survie des spores de C. sporogenes en fonction des temps de traitement de la solution d’acétate de potassium électro-activée.

74

Figure 24 : Le nombre de spores de C. sporogenes en fonction du temps d’électro-

activation et de relaxation de la solution CH3COOK sur une échelle logarithmique.

D’abord, le nombre de spores dénombrées par le «Count ou CN», représenté par les barres jaunes sur la Figure 24, est constant au fil des expérimentations. De plus, il respecte la concentration initiale de C. sporogenes se situant entre 108 et 109 bactéries/ml. Par conséquent, l’effet de la solution électro-activée a bel et bien été isolé. Les barres bleues de la Figure 24 illustrent le nombre d’unités formatrices de colonies (UFC) par millilitre de solution. Chaque couple de barre, soit une barre bleue collée à une barre jaune, représente les mêmes conditions d’expérimentation, isolant l’utilisation de la solution électro-activée.

Le premier couple à gauche sur la Figure 24 montre peu de différence entre la SEA et le CN. Ceci s’explique par le fait que la solution électro-activée n’a subi aucun traitement, 0 minutes d’activation et 0 minutes de relaxation. Il s’agit en réalité de la solution d’acétate de potassium seulement. Cette dernière n’a aucun effet significatif sur C.

sporogenes. 1,E+00 1,E+01 1,E+02 1,E+03 1,E+04 1,E+05 1,E+06 1,E+07 1,E+08 1,E+09 0 + 0 30 + 0 60 + 0 60 + 1 60 + 24 N o m b re (UFC/m l)

Temps d'activation (min) + Temps de relaxation (h)

SEA CN

Ensuite, plus le temps de traitement de la solution électro-activée augmente, plus le taux de survie des spores diminue comme l’indique le couple 2 et 3 de la Figure 24. Cette diminution met en évidence l’effet destructeur (inhibiteur) de la solution d’acétate de potassium électro-activée qui, plus que son temps de traitement est grand, plus elle se rapproche des caractéristiques présentées au Tableau 24.

Le temps de relaxation de la solution électro-activée est le nombre d’heures entre la fin de l’électro-activation et l’immersion des spores dans la solution avant l’inoculation. La solution électro-activée du couple 4 de la Figure 24 a eu un temps de relaxation d’une heure. Ce moment d’attente a un effet significatif en réduisant de plus d’un log, ou 90%, le nombre de spore en faisant passer de 8,7*104 à 4,5*103 UFC/ml. Il est difficile d’expliquer la dynamique physico-chimique se déroulant pendant l’heure de relaxation. La tendance de tous les composés chimiques à être dans son état le plus stable, autrement dit d’avoir une différence d’énergie la plus faible, ne semble pas être respectée. Il est important de noter que l’électro-activation déstabilise la solution d’acétate de potassium à l’aide d’un champ électrique. C’est ainsi que les propriétés de la solution sont modifiées. Cependant, le retour vers un état stable de la solution électro-activée est observé avec un temps de relaxation de 24 h. En effet, le couple à l’extrême droite sur la Figure 24 illustre une très faible différence entre le CN et le SEA. La perte du pouvoir destructeur de la solution électro- activée vient de la perte de ses propriétés. Après un repos de 24 h, la SEA est revenue à un état relativement stable ce qui a peu d’effet sur C. sporogenes. Toutes ces observations convergent vers la démonstration de l’effet antibactérien et sporicide de la solution d’acétate de potassium électro-activée

La solution électro-activée pendant 60 minutes et relaxée pendant 1 h, représentée par le couple 4 sur la Figure 24, permet de réduire le nombre UFC/ml de 1,1*108 à 4,5*103, ce qui équivaut à une réduction de près de 5 log ou 99,999 %. Or, l’effet seul de la solution électro-activée ne permet pas de détruire complétement les spores de C.

sporogenes. Il est donc nécessaire de combiner ce traitement à une autre barrière comme le

76

4.2.2 Effet de la solution électro-activée et d’un traitement thermique sur les spores