3-1.1. Résultats expérimentaux 3-1.1.1. Cinétiques bactériennes
La croissance de Listeria est ralentie et la population stagne parfois (CCglobale comprise entre -1,0 et 1,0 U Log), lorsque du lactate de sodium est ajouté, que le pH ou l’aw diminue.
La Figure 31 montre qu’à pH 5,6 et aw 0,96, la latence est allongée, lorsque du lactate de sodium est ajouté. La CCglobale est négative en présence de 3,0 ou 4,5% de lactate de sodium.
-1,0 0,0 1,0 2,0 3,0 0 24 48 72 96 120 144 168 192 Temps (h) Lo g (N/N 0 )
Figure 31 : influence du pourcentage de lactate de sodium sur le développement de Listeria à aw 0,96 et pH 5,6
■ 0% ; ×1,5% ; ∆ 3,0% ; ○ 4,5%
3-1.1.2. Domaine de croissance
Dans les neufs conditions d’aw/pH testées, la croissance de Listeria est toujours observée en absence d’inhibiteur (Figure 32 a). Le nombre de conditions où la croissance est observée diminue au fur et à mesure que le pourcentage de lactate de sodium augmente (Figure 32 b, c, d).
(a) en absence de lactate de sodium* (b) 1,5% de lactate de sodium
0,94 0,95 0,96 0,97 5,5 5,7 5,9 6,1 6,3 pH aw 0,94 0,95 0,96 0,97 5,5 5,7 5,9 6,1 6,3 pH aw
(c) 3,0% de lactate de sodium (d) 4,5% de lactate de sodium
0,94 0,95 0,96 0,97 5,5 5,7 5,9 6,1 6,3 pH aw 0,94 0,95 0,96 0,97 5,5 5,7 5,9 6,1 6,3 pH aw
Figure 32 : évolution du domaine permettant la croissance de Listeria en fonction du pourcentage de lactate de sodium
■ croissance (CCglobale > 1,0 U Log) ; □ absence de croissance (CCglobale < 1,0 U Log), *les résultats en absence de lactate de sodium ont déjà été présentés Figure 25
3-1.2. Modélisation
3-1.2.1. Ajustement des paramètres du modèle d’Augustin
Pour modéliser l’influence du lactate de sodium sur la cinétique de L. monocytogenes, deux approches utilisant le modèle d’Augustin ont été comparées. Dans l’approche proposée par Augustin (1999), une concentration minimale inhibitrice spécifique du lactate de sodium
est utilisée, elle est associée au pHmin°(HCl). Dans la seconde que nous proposons, deux
paramètres sont nécessaires pour tenir compte de l’influence de l’inhibiteur :
la CMI°lactate de sodium et le pHmin° de l’acide associé : le pHmin° de l’acide lactique (pKa égal à 3,86).
Pour sélectionner l’approche qui donne les prédictions les plus satisfaisantes, nous avons réalisé une série de tests de Fisher (Equations 40 et 41, Chapitre matériels et méthodes).
Sur les 27 cinétiques réduites [trois aw x trois pH x trois concentrations] réalisées en
présence de lactate de sodium, 15 sont utilisées pour optimiser le ou les paramètres du modèle d’Augustin (1999), et 12, servent à comparer la qualité des prédictions du modèle, en fonction de l’approche utilisée.
Dans un premier temps, nous avons optimisé la valeur de la CMI°lactate de sodium,puisqu’elle n’est pas disponible dans la littérature, en utilisant le pHmin°(HCl). Dans un deuxième temps, la CMI°lactate de sodium a été optimisée, en utilisant le pHmin°(acide lactique) proposé par
Augustin (1999) ou en optimisant simultanément le pHmin°(acide lactique). Nous avons
ensuite testé si l’optimisation du paramètre p améliore les prédictions, en présence de lactate de sodium (Equation 39, Chapitre matériels et méthodes).
Pour ce faire, nous avons calculé la somme des carrés des écarts entre les cinétiques prédites et les cinétiques expérimentales. Ceci représente un nombre de points de comparaison, n’, égal à 48 (12 cinétiques à quatre points). Nous avons fixé α', le niveau de signification à 0,005.
Lorsque les prédictions obtenues en utilisant le pHmin°(HCl) ou le pHmin°(acide lactique) proposés par Augustin sont comparées, il n’est pas possible de réaliser un test de Fisher, car les deux modèles ont le même nombre de paramètres optimisés (le dénominateur de l’Equation 40 du Chapitre matériels et méthodes est donc nul) ; les sommes des carrés des écarts (SCE) sont donc comparées.
L’utilisation d’un pHmin° spécifique de l’inhibiteur réduit d’un facteur 1,7 la SCE
(Tableau 17). Ainsi, l’approche proposée dans cette étude, consistant à modéliser l’influence d’un inhibiteur par l’intermédiaire de deux paramètres (pHmin° et CMI°) ajustés en fonction de
sa nature, améliore les prédictions, en présence de lactate de sodium, comparativement à l’approche proposée par Augustin.
La variable de Fisher calculée pour comparer l’utilisation d’un pHmin°(acide lactique)
optimisé ou obtenu dans la littérature, est supérieure à la variable de Fisher lue dans la Table
(Annexe 4) : l’optimisation du pHmin°(acide lactique) améliore donc les prédictions du
modèle. En revanche, ces dernières ne sont pas améliorées, lorsque le paramètre p est optimisé (Tableau 17).
Après ajustement et réalisation des tests de Fisher, la valeur des paramètres du modèle d’Augustin que nous retenons est de :
- 9,6% soit 860 mM pour la CMI°lactate de sodium, - 5,33 pour le pHmin°(acide lactique)
- et un pour p.
Tableau 17 : résultats des tests de Fisher pour la modélisation des cinétiques bactériennes en présence de lactate de sodium (niveau de signification 0,005)
Paramètres Paramètres des modèles utilisés SCE Nombre de Fcalculée Ftable paramètre(s)
étudiés optimisé(s)
CMI° et pHmin° CMI°optimisée, pHmin°(HCl, Augustin), p égal à 1 44,9 1 CMI°optimisée, pHmin°(acide lactique, Augustin), p égal à 1 28,4 1 CMI° et pHmin° CMI°optimisée, pHmin°(acide lactique, Augustin), p égal à 1 28,4 1 CMI°optimisée, pHmin°(acide lactique, optimisé), p égal à 1 14,6 2 CMI°, pHmin° et p CMI°optimisée, pHmin°(acide lactique, optimisé), p égal à 1 14,6 2 CMI°optimisée, pHmin°(acide lactique, optimisé), p optimisé 14,0 3
44 4,050
2 4,055
Les valeurs de pHmin°(HCl, Augustin) et de pHmin°(acide lactique, Augustin) sont présentées dans les Tableaux 11 et 12, Chapitre matériels et méthodes
Lorsque Fcalculée est inférieure à Ftable (Annexe 4), l’optimisation du paramètre du modèle n’améliore pas les prédictions
3-1.2.2. Comparaison des concentrations bactériennes expérimentales et prédites
Les 12 cinétiques réduites qui n’ont pas été utilisées pour ajuster les paramètres du modèle d’Augustin, ont été comparées aux cinétiques prédites : seules deux cinétiques ne sont pas correctement simulées. Dans un cas, la population bactérienne à 120 heures est sous-estimée, mais la population finale est correctement prédite. Dans l’autre cas, la prédiction est également dangereuse, puisque les deux derniers points de dénombrement sont au-dessus de la courbe simulée.
La Figure 33 compile les résultats des quatre représentations graphiques de la Figure 32 et
présente les conditions d’aw/pH pour lesquelles une croissance de Listeria est observée, en
fonction du pourcentage de lactate de sodium ajouté. Cette représentation graphique permet de visualiser, sur une même figure, les frontières CC = 1 prédites pour les trois pourcentages de lactate de sodium testés.
Cette frontière est correctement prédite, lorsque l’aliment modèle contient 1,5% ou 4,5% de lactate de sodium. Par contre, elle n’est pas prédite de façon satisfaisante en présence de 3,0 % de lactate de sodium. En effet, deux points posent problème :
- pour un pH proche de 6,2 et une aw de l’ordre de 0,95, une croissance est observée
expérimentalement, mais la frontière prédite en présence de 3,0% de lactate de sodium se trouve au-dessus de ce point,
- pour un pH proche de 5,9 et une aw environ égale à 0,97, la croissance n’est observée,
que lorsque le pourcentage de lactate de sodium est inférieur ou égal à 1,5%, alors que
la condition d’aw/pH se trouve dans le domaine de croissance prédit en présence de
3,0% de cet inhibiteur. 0,94 0,95 0,96 0,97 5,5 5,6 5,7 5,8 5,9 6,0 6,1 6,2 6,3 pH aw CC = 1, 4,5% CC = 1, 3,0% CC = 1, 1,5%
Figure 33 : croissance observée (CCglobale > 1,0 U Log) par rapport à la frontière CC = 1 prédite en fonction du pourcentage de lactate de sodium
■ ≤ 4,5% frontière prédite en présence de 4,5%
▲ ≤ 3,0% frontière prédite en présence de 3,0% ● ≤ 1,5% frontière prédite en présence de 1,5% × 0%