REPUBLIQUE DU BENIN
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MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
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UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI (UAC)
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ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY CALAVI (EPAC)
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MEMOIRE DE FIN DE FORMATION POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER EN NORMES ET CONTROLE DE QUALITE DES PRODUITS AGROALIMENTAIRES
THEME
Lait et produits laitiers : Identification biochimique, moléculaire et propriétés technologiques de quelques
souches de microorganismes isolées au Niger
Présenté et soutenu par :
DOSSA S. Paul François
Superviseur :
Professeur Souaïbou FAROUGOU
Enseignant-Chercheur à l‟Ecole Polytechnique d‟Abomey-Calavi de l‟UAC
Co-Superviseur :
Docteur Philippe SESSOU
Enseignant-Chercheur à l‟Ecole Polytechnique d‟Abomey-Calavi de l‟UAC
6ème promotion
Année académique: 2016-2017
Dossa Paul François i Dédicaces
Je dédie ce travail à mon épouse et à mes enfants. Qu‟ils reçoivent ce travail comme le fruit des nombreux sacrifices consentis.
Dossa Paul François ii Hommages
A tous les membres du Jury, pour l‟honneur qu‟ils me font en acceptant juger ce travail malgré leurs multiples occupations. Qu‟ils reçoivent ici l‟expression de ma profonde gratitude.
Dossa Paul François iii Remerciements
A l’issue de ces travaux pour l’obtention du Diplôme de Master en Normes, Contrôle de Qualité des produits Agroalimentaire, je voudrais adresser mes sincères remerciements:
A mon suprviseur, le Professeur Souaïbou FAROUGOU, pour avoir accepté de nous encadrer malgré ses multiples occupations. Hommage à lui.
A mon co-superviseur Docteur Philippe SESSOU, pour avoir accepté m‟accompagner dans la réalisation technique et scientifique de ce document.
Au Professeur Issaka YOUSSAO, pour ses multiples conseils. Qu‟ils reçoivent mes sincères gratitudes.
Au Professeur Félicien AVLESSI pour son encouragement. Qu‟il reçoive mes sincères remerciements.
Aux sieurs Serge AHOUNOU, Eric YESSINOU, Jules VITOULEY, Emmanuel PODANHO, et madame Julienne ZANOU pour leur soutien indéfectible tout au long de cette formation.
A tous ceux, de près ou de loin, que j‟ai omis de citer et qui ont contribué de diverses manières à l‟aboutissement de ce travail.
Dossa Paul François iv Résumé
L'objectif de la présente étude est d‟évaluer d‟une part la diversité microbienne du lait fermenté et du lait cru et d‟autre part les propriétés technologiques de quelques bactéries lactiques isolées au Niger. A cet effet, les bactéries dominantes ont été isolées de quinze échantillons de lait fermenté du Niger et cultivées sur les milieux de Man Rogosa Sharpe et M17. La confirmation de 73 isolats présumés de Salmonella sp, 34 de Staphylococcus aureus et 13 de Escherichia coli isolés des échantillons de laits individuel et de mélange crus et de lait fermenté collectés au Niger dans les régions de Niamey Dosso et Tillabéry a été faite au moyen de galeries biochimiques d‟identification API. Par ailleurs, l‟étude a pris en compte l‟évaluation des propriétés technologiques de deux souches de bactéries lactiques, Lactobacillus fermentum et Weissella cibaria, isolées de ces produits laitiers dans la perspective de leur utilisation comme starters et bioconservateurs. Les résultats obtenus de ce travail ont montré que les principaux genres bactériens identifiés dans les échantillons de lait fermenté après séquençage de 46 isolats investigués étaient Streptococcus (35 %), Acetobacter (17%), Enterococcus (15%), Staphylococcus (9%), Weissella (7%), Lactobacillus (2%) et Lactococcus (2%). Les espèces bactériennes dominantes identifiées étaient Streptococcus lutetiensis, S. salivarius, S. equinus, Acetobacter pasteurianus, A. orientalis, Lactococcus lactis, Lactobacillus fermentum, Staphylococcus saprophyticus, Weissella cibaria, Enterococcus facecium et E. durans. L‟étude biochimique des isolats présumés a permis d‟obtenir des taux de confirmation de 20,58%, 30,76% et 2,73% respectivement pour Staphylococcus aureus, Salmonella sp et Escherichia coli. L‟évaluation des aptitudes technologiques des deux souches de bactéries lactiques investiguées a révélé que lesdites souches possèdent de manière diverse des propriétés antimicrobiennes contre Salmonella, Staphylococcus et Escherichia coli ; elles peuvent croitre à des concentrations de 4,5% et 6,5% de NaCl à 37°C. Somme toute, l‟étude révèle une diversité bactérienne des laits fermentés du Niger et suggèrent l‟utilisation des deux bactéries lactiques investiguées au plan technologique comme des candidats potentiels pour la bioconservation des laits fermentés et pour combattre les germes pathogènes qui les colonisent.
Mots clés : Lait, bactéries lactiques, Weissella, Lactobacillus fermentum, pathogène, Niger
Dossa Paul François v Abstract
The objective of this study is to identify, at the molecular level, the dominant bacteria isolated from fifteen samples of fermented milk from Niger and grown on Man Rogosa Sharpe and M17 media and to confirm, biochemically using API biochemical identification galeries, 73 suspected isolates of Salmonella sp, 34 of Staphylococcus aureus and 13 of Escherichia coli isolated from samples of individual and mixed rawmilk and fermented milk collected in Niger in the regions of Niamey, Dosso and Tillaberi. The study also took into account the technological properties of two strains of lactic acid bacteria, Lactobacillus fermentum and Weissella cibaria, both isolated from these dairy products with a view to their use as starters and biopreservatives. The results obtained from this work showed that the main bacterial genera identified in the fermented milk samples after sequencing of 46 isolates investigated were Streptococcus (35%), Acetobacter (17%), Enterococcus (15%), Staphylococcus (9%), Weissella (7%), Lactobacillus (2%) and Lactococcus (2%). The dominant bacterial species were Streptococcus lutetiensis, S. salivarius, S. equinus, Acetobacter pasteurianus, A.
orientalis, Lactococcus lactis, Lactobacillus fermentum, Staphylococcus saprophyticus, Weissella cibaria, Enterococcus facecium and E. durans. The biochemical study of the suspected isolates obtained confirmation rates of 20.58%, 30.76% and 2.73% respectively for Staphylococcus aureus, Salmonella sp and Escherichia coli. The technological capacity assessment of the two strains of lactic acid bacteria investigated revealed that the concerned strains possess various antimicrobial properties against Salmonella, Staphylococcus aureusand Escherichia coli; they can grow at concentrations of 4.5 and 6.5% NaCl at 37°C. In sum, these results reveal a bacterial diversity of fermented milks from Niger and suggest the use of the two lactic acid bacteria investigated technologically as potential candidates to combat the pathogens that colonize these dairy products and for biopreservation.
Keywords: Milk, lactic acid bacteria, Weissella, Lactobacillus fermentum, pathogen, Niger
Dossa Paul François vi Liste des figures
Figure 1: Distribution des différents genres de bactéries lactiques après séquençage --- 36
Figure 2: Distribution des différentes espèces de bactéries lactiques après séquençage --- 36
Liste des tableaux Tableau 1 : Composition chimique du lait de vache --- 4
Tableau 2: Nouvelle classification du complexe SBSEC --- 18
Tableau 3: Galeries d‟identification, tests complémentaires et milieux de culture pour le réisolement des présumés pathogènes ciblés --- 26
Tableau 4: Pourcentage de confirmation des microorganismes présumés investigués --- 32
Tableau 5: Efficacité des tests antimicrobiens --- 37
Tableau 6: Réactions obtenues pour les propriétés techno-fonctionnelles --- 38
Dossa Paul François vii Liste des sigles et abréviations
pH : Potentiel Hydrogène
OMS : Organisation mondiale de la santé
Spp : Sans précision particulière
% : Pourcentage
UFC : Unité Format Colonie
GRAS : Generally Regarded As Safe
IE : Endocardite Infectieuse
CRE : Cancer Colorectal
URMAT : Unité de Recherche sur les maladies Transmissibles EPAC : Ecole Polytechnique d‟Abomey-Calavi
NF : Norme Française
ISO : International Standard Organization
Dossa Paul François viii TABLE DES MATIERES
Dédicaces ... i
Hommages ... ii
Remerciements ... iii
Résumé ... iv
Liste des figures ... vi
Liste des tableaux ... vi
Liste des sigles et abréviations ... vii
Introduction ... 1
CHAPITRE I : SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE ... 3
1.1. Généralités ... 4
1.1.1.Définition du lait ... 4
1.1.2.Composition chimique du lait de vache ... 4
1.1.3. La microflore du lait ... 4
1.2. Causes de la contamination du lait ... 6
1.3 Présentation des souches pathogènes ... 6
1.3.1 Staphylococcus aureus ... 6
1.3.2. Staphylococcus saprophyticus ... 8
1.3.3. Escherichia coli ... 8
1.3.4. Salmonella ... 9
1.4. Présentation des bactéries lactiques ... 10
1.4.1. Caractéristiques ... 11
1.4.2. Classification ... 11
1.4.3. Principaux genres de bactéries lactiques ... 11
1.4.3.1. Le genre Lactobacillus ... 11
1.4.3.2. Le genre Lactococcus ... 12
1.4.3.3. Le genre Weissella ... 13
1.4.3.4. Le genre Enterococcus ... 14
1.4.3.5. Le genre Streptococcus ... 16
1.4.3.6. Le genre Acetobacter... 18
1.5. Intérêt des bactéries lactiques ... 19
1.6 Aptitudes technologiques ... 20
1.7. Les bactériocines ... 20
CHAPITRE II : CADRE, MATERIEL ET METHODES ... 22
2.1 Cadre d‟étude ... 23
Dossa Paul François ix
2.2 Matériel ... 25
2.3 Méthodologie ... 25
2.3.1 Identification biochimique des microorganismes présumés pathogènes ... 25
2.3.1.2 Identification des bactéries dominantes associées aux échantillons de lait fermenté analysé ... 27
2.4 Evaluation de quelques propriétés technologiques de Lactobacillus fermentum et de Weissella cibaria ... 29
2.5 Traitement statistique des données analytiques... 30
CHAPITRE III : RESULTATS ET DISCUSSION ... 31
3. Résultats et Discussion ... 32
3.1. Fréquence des microorganismes pathogènes identifiés au plan biochimique ... 32
Conclusion et suggestions ... 39
Références bibliographiques ... 40
ANNEXES: ... 54
Annexe1: Photos de quelques galeries d‟identification biochimique ... 54
Annexe 2 : Profils d'ADNr 16S-ARDRA de quelques digestats enzymatiques ... 55
Dossa Paul François 1 Introduction
Au Niger, l‟élevage joue un rôle essentiel au sein des populations. Il constitue la principale source d‟apport protéique dans l‟alimentation humaine par ses produits et dérivés, notamment la viande, le lait, le fromage et autres produits laitiers, les œufs (Laouali, 2014 ; Gagara et al., 2017). Parmi les produits d‟élevage, le lait occupe une place de choix. En effet, il constitue l‟une des sources de protéines les plus accessibles et joue un rôle important non seulement sur le plan nutritionnel, mais également sur le plan économique et socio- culturel (Leksir et al., 2015). Il est un élément clé de l'alimentation humaine parce qu'il fournit une matrice de composés nutritionnels comprenant les lipides, les protéines, les vitamines, les antioxydants et les minéraux (Haug et al., 2007 ; Kratz et al., 2013, Stergiadis et al., 2014). Malgré son importance, le lait est un aliment dont la durée de vie est très limitée. En effet, son pH, voisin de la neutralité, le rend très facilement altérable par des microorganismes et les enzymes. Sa richesse en substances nutritives et sa fragilité en font un milieu idéal de croissance de nombreux microorganismes tels que les moisissures, les levures et les bactéries (Hansal, 2015 ; Mekroud, 2018). Bien que ces microorganismes soient le principal facteur de dégradation du lait, ils sont historiquement utilisés dans sa transformation et sa conservation.
Actuellement, les bactéries lactiques sont utilisées comme agents de transformation pour l‟obtention de lait fermenté et la réduction des microflores d‟altérations et des flores pathogènes (Hansal, 2015). En dehors de leur caractère altérant ou utile, certains microorganismes originels ou contaminants du lait, qualifiés de pathogènes, peuvent être à l‟origine d‟intoxications alimentaires. En effet, le lait est considéré comme un aliment à haut risque et a été impliqué dans de nombreuses maladies d'origine alimentaire dans le monde entier lorsqu'il est consommé cru ou transformé (Tremonte et al., 2014). Les agents pathogènes bactériens associés au lait cru comprennent Escherichia coli O157:H7, Salmonella enterica, Listeria monocytogenes, Yersinia spp, Campylobacter spp et Staphylococcus aureus (Verraes et al., 2015). Tous ces microorganismes peuvent causer une gastro-entérite humaine avec une charge de morbidité élevée (OMS, 2015). Les infections à Salmonella spp sont particulièrement importantes parce qu'elles sont l'une des principales causes de bactériémie chez les adultes et les enfants des pays en développement (Andoh et al., 2017 ; Parry-Hanson et al., 2018). E. coli O157:H7 est une souche entérohémorragique (EHEC) qui est considérée comme un sous-ensemble de Shiga toxigenic E. coli (STEC). Les STEC sont responsables de symptômes cliniques graves, comme la colite hémorragique (HC) et le syndrome hémolytique et urémique (HUS) potentiellement mortel. S. aureus est considéré comme un pathogène
Dossa Paul François 2 d'origine alimentaire important. Certaines souches de S. aureus sont capables de produire des entérotoxines dans les aliments, causant l'intoxication alimentaire par les staphylocoques (Carfora et al., 2015). La sécurité sanitaire du lait et de ses dérivés demeure donc une préoccupation majeure. Cela est particulièrement vrai dans les pays en développement où la production de lait et de divers produits laitiers se déroule dans des conditions plutôt insalubres avec de mauvaises pratiques de production (Woldemariam et Asres, 2017). La connaissance de l‟écologie microbienne du lait et de ses dérivés s‟avère donc indispensable en vue de sélectionner les utiles comme starters et bioconservateurs pour le contrôle des souches pathogènes et nuisibles. C‟est dans cette optique que s‟inscrit la présente étude qui a pour objectif général d‟évaluer la diversité bactérienne du lait fermenté et du lait cru du Niger par des méthodes de culture dépendante d‟une part et d‟évaluer, d‟autre part, quelques propriétés technologiques de bactéries lactiques contre des microorganismes pathogènes associées à ces produits laitiers.
De façon spécifique, il s‟est agi de:
identifier aux plans moléculaire et biochimique des bactéries utiles et pathogènes associées à l‟écologie microbienne des laits fermentés et crus prélevés au Niger ;
évaluer les propriétés technologiques de Lactobacillus fermentum et Weissella cibaria isolées de ces produits laitiers.
Dossa Paul François 3
CHAPITRE I : SYNTHESE
BIBLIOGRAPHIQUE
Dossa Paul François 4 1.1. Généralités
1.1.1. Définition du lait
Le lait est défini comme une sécrétion lactée, pratiquement exempte de colostrum, obtenue par la traite complète des vaches en bonne santé. Il peut également être défini comme un liquide blanc sécrété par les glandes mammaires des mammifères femelles pour nourrir leurs petits et constitue de minuscules globules de graisse en suspension dans une solution de caséine, albumine, sucre de lait et sels inorganiques (Tossou, 2018).
1.1.2. Composition chimique du lait de vache
Les principaux constituants du lait de vache sont l‟eau, les protéines, les matières grasses et le lactose (tableau 1). Les composants mineurs sont les vitamines, les minéraux et les sels. Le lactose et la caséine distinguent le plus facilement le lait des autres aliments (Yobouet, 2016).
La composition du lait de vache est influencée par divers facteurs, notamment le stade de lactation, la nutrition, l‟état de santé, le nombre de lactations et la proportion de vaches dans un troupeau vêlant à différents moments de l‟année (Gulati et al., 2017). Le lait, un produit hautement nutritif, est un mélange complexe constitué en moyenne de 87,5% d‟eau, 3,2% de protéines, 4,6% de lactose, 3,7% de matières grasses, 0,8% de minéraux et d'autres constituants dispersés dans l'eau (Yobouet, 2016) comme l‟indique le tableau 1.
Tableau 1 : Composition chimique du lait de vache
Constituants majeurs Variations limites (%) Valeur moyenne (%)
Eau 85,5 - 89,5 87,5
Matières grasses 2,4 - 5,5 3,7
Protéines 2,9 - 5,0 3,2
Lactose 3,6 - 5,5 4,6
Minéraux 0,7 -0,9 0,8
Source : Yobouet (2016) 1.1.3. La microflore du lait
Le lait de bovin est un liquide biologique contenant beaucoup de nutriments et composants bioactifs, à savoir les protéines, les hydrates de carbone, les lipides et acides gras, les minéraux ainsi que certains anticorps bioactifs tels que les peptides et les immunoglobulines (Yin et al., 2015). Il contient un large éventail de nutriments, et par conséquent, soutient nutritionnellement de nombreux microorganismes différents dans des conditions de croissance
Dossa Paul François 5 convenables (Parekh et Subhash, 2008). Le lait, fortement contaminé par des bactéries d‟altération, devient souvent impropre à la transformation (Mhone et al., 2011). La nature du lait et sa composition chimique en font l'un des milieux de culture idéaux pour la croissance et la multiplication microbienne (Woldemariam et Asres, 2017). Pour d‟autres germes banaux ou pathogènes, il n‟est qu‟un véhicule occasionnel. Selon leur importance, les microorganismes du lait sont répartis en deux grandes classes : la flore indigène ou originelle et la flore contaminante.
La microflore indigène ou originelle : bien que le lait frais, tiré de manière aseptique de vaches propres et en bonne santé, contienne normalement une numération microbienne faible (moins de 1000 UFC/ mL de lait), il se contamine par de nombreux microorganismes dès qu'il quitte le trayon de la vache (Amentie et al., 2016). Le nombre de microorganismes est limité par le système immunitaire de l‟animal et les agents antimicrobiens sécrétés dans le lait (Rasolofo, 2010). La flore indigène du lait se définit comme l‟ensemble des microorganismes retrouvés dans le lait à la sortie du pis. Ces microorganismes, plus ou moins abondants, sont en relation étroite avec l‟alimentation, la race et d‟autres facteurs. Les germes dominants de la flore indigène sont principalement des microorganismes mésophiles. Il s‟agit essentiellement des germes saprophytes de pis et des canaux galactophores : Micrococcus sp., Streptococcus lactiques, Lactobacillus.
La microflore contaminante : c‟est un ensemble de microorganismes ajoutés au lait de la récolte jusqu‟à la consommation. Elle peut se composer d‟une flore d‟altération qui causera des défauts sensoriels de goût, d‟arômes, d‟apparence ou de texture du lait entraînant la réduction de sa durée de vie et d‟une flore pathogène, capable de provoquer des malaises chez les personnes qui consomment ces produits laitiers (Lamontagne et al., 2002). Parfois, certains microorganismes nuisibles du lait peuvent être également pathogènes. Les principaux genres identifiés sont Pseudomonas sp, Proteus sp, les coliformes, soit principalement les genres Escherichia et Enterobacter, les bactéries sporulées telles que Bacillus sp, Clostridium sp et certaines levures et moisissures. Quatre groupes de bactéries d‟altération sont généralement présents dans le lait cru : les producteurs d‟acide lactique, d‟acide propionique, d‟acide butyrique et d‟enzymes de dégradation principalement les protéases et les lipases (Yobouet, 2016).
Concernant la flore pathogène dans le lait, sa présence, est due soit à l‟animal, à
Dossa Paul François 6 l‟environnement ou à l‟homme. Ils peuvent affecter la santé du manipulateur et des consommateurs. Il existe deux genres de pathogènes :
les bactéries infectieuses : ce sont, entre autres, Salmonella sp, E. coli 0157 : H7, Listeria monocytogenes, Clostridium perfringens, Brucella et Campylobacter sp (Lamontagne et al., 2002).
les bactéries toxinogènes sont celles qui secrètent une toxine dans l‟aliment ; ce qui prédispose le consommateur à des maladies toxiques ou toxi-infectieuses. Certaines de ces toxines résistent aux traitements thermiques tels que la pasteurisation et la stérilisation. Il s‟agit de Staphylococcus spp et de Clostridium botulinum (Lamontagne et al., 2002).
1.2. Causes de la contamination du lait
Le lait est un liquide stérile lorsqu'il est sécrété dans les alvéoles du pis sain. Après la sécrétion, la contamination microbienne pourrait provenir de la mamelle elle-même, de la partie externe du pis et de la surface du matériel de manutention et de stockage du lait ainsi que de l'air, du sol, de l‟aliment ; le fourrage et les fèces étant également des sources possibles de contamination. Cette contamination microbienne peut généralement provenir de diverses sources pendant la procédure de traite: de l'extérieur de la mamelle et des laitiers si la traite est manuelle (Oumer et al., 2017).
1.3 Présentation des souches pathogènes 1.3.1 Staphylococcus aureus
Description et symptomatologie
S. aureus est un cocci Gram positif de 0,5 à 2,5 µm de diamètre, aéro-anaérobie facultatif, oxydase négatif, catalase positif, non motile, fermentaire et non sporulé. S. aureus est un germe mésophile dont la température optimale de croissance est comprise entre 30 et 37°C. Il peut être pathogène ou non et les souches pathogènes sont positives à la coagulase et provoquent des maladies chez leurs hôtes (Jahan et al., 2015). Dans beaucoup de pays, Staphylococcus aureus est considéré comme le deuxième ou le troisième germe pathogène le plus commun causant des manifestations d‟intoxication alimentaire, après Salmonella et Clostridium perfringens. Les conditions favorisant la croissance de S. aureus et la production d'entérotoxines dans les aliments sont extensives, puisque S. aureus est capable de croître et de survivre dans une large gamme de températures, de pH et de concentrations de NaCl (Viçosa et al,. 2018). En effet, il est capable de se multiplier à des valeurs de pH comprises
Dossa Paul François 7 entre 4,2 et 9,3 avec optimum de croissance de 7,0 à 7,5 ; C‟est un germe halotolérant, qui peut se multiplier en présence de concentrations élevées de chlorure de sodium (en général jusqu‟à 10%). Le lait et ses dérivés sont considérés comme une source majeure d‟infection à Staphylococcus aureus chez l'homme (Jahan et al., 2015). Le lait peut agir comme un véhicule pour transmettre S. aureus de l'animal et causer l'intoxication alimentaire grave chez l‟homme. Il a été rapporté que S. aureus provoque la mammite subclinique et contamine la mamelle et le lait en tant que source principale de contaminants. L'équipement contaminé de traite et les mains du trayeur peuvent également être la source de l'infection (Patel et al., 2018). La mammite bovine a un impact énorme sur la production de lait. S. aureus est le microorganisme le plus fréquent isolé du lait cru (Araújo et al., 2017). Il est un pathogène polyvalent des humains et des animaux qui provoque une grande variété de maladies allant d'une légère infection de la peau à des maladies plus graves telles que la pneumonie et la septicémie (Patel et al., 2018).
Caractères culturaux
Certaines espèces de staphylocoques sont capables de croître dans des conditions hostiles (par exemple en bouillon hypersalé à 7% de NaCl). Ce caractère est parfois mis à profit (surtout en bactériologie alimentaire) dans l‟utilisation de milieux sélectifs (milieu de Chapman) pour les isoler. Staphylococcus aureus se développe sous la forme de colonies lisses, circulaires et convexes de 0,5-1,5 μm de diamètre avec une croissance brillante. La pigmentation de la colonie variant du gris, blanc-gris, avec des nuances jaunâtres à orange peut être produite en fonction des conditions de la croissance (Patel et al., 2018).
Pouvoir pathogène
Staphylococcus aureus est un agent pathogène majeur dans les denrées alimentaires en raison de la capacité de certaines souches à produire des entérotoxines staphylococciques thermorésistantes qui, une fois ingérées, peuvent entraîner des troubles gastro-intestinaux tels que les vomissements, les nausées et les crampes abdominales Le nombre minimum de germes nécessaires à la production de toxine suffisante pour provoquer l‟empoisonnement est évalué selon les auteurs entre 5.105 et 5.106 germes/g d‟aliment. Sur un plan pratique, la prévention contre les staphylocoques passe par une bonne prévention des mammites et une attention toute particulière aux trayons (Viçosa et al, 2018).
Dossa Paul François 8 1.3.2. Staphylococcus saprophyticus
Staphylococcus saprophyticus, une cause majeure d'infections des voies urinaires, peut être trouvé dans l'environnement, les aliments, les animaux et le microbiome humain (Mortimer et al., 2017). Ce microorganisme à coagulase négative est reconnu pour causer une infection des voies urinaires chez les jeunes femmes sexuellement actives. Malgré les nombreux rapports mentionnant la présence de ce microorganisme dans les aliments, la liaison avec la fréquence des infections urinaires chez l'homme n'a pas été démontrée (de Sousa et al., 2017). La découverte de S. saprophyticus dans les fromages brésiliens "Minas" de qualité inférieure suggère que ces isolats représentent des microorganismes à l'état sauvage dans l'environnement (de Sousa et al., 2017). Plusieurs caractéristiques de l‟épidémiologie de S.
saprophyticus suggèrent que les infections conduisant à une infection urinaire sont contractées dans l‟environnement plutôt que par une transmission entre personnes (Devault et al., 2017).
1.3.3. Escherichia coli Description
Escherichia coli est une bactérie Gram négatif, non sporulée, flagellée, en forme de bâtonnet et anaérobie facultative qui appartient à la famille des Enterobacteriaceae (Ranjbar et al., 2017). Escherichia coli est un hôte normal des intestins des animaux et des humains; sa récupération à partir des aliments peut être préoccupante pour la santé publique en raison de la présence possible de souches entéropathogènes et / ou toxinogènes qui conduisent à des troubles gastro-intestinaux sévères. Il fait partie des nombreux microorganismes pathogènes pouvant contaminer le lait et les produits laitiers. En dehors du fait qu‟il soit considéré comme un indicateur fiable de contamination par le fumier, le sol et l'eau contaminée (Disassa et al., 2017), ce microorganisme a la capacité pathogène de causer des maladies intestinales et extra-intestinales (Ochi et al., 2016). Escherichia coli colonise parfois le gros intestin et produit différents types de toxines, dont des toxines de type shiga (Stx) responsables de la colite hémorragique sévère chez l'homme (Ahmed et Samer, 2017). Le sérotype O157: H7 de la bactérie E. coli productrice de shiga est considéré comme l'un des microorganismes d'origine alimentaire les plus importants en raison de la gravité des maladies associées à des doses (moins de 10 cellules) infectieuses faibles (Ahmed et Samer., 2017).
Dossa Paul François 9 Morphologie
Caractères culturaux
L'apparition de colonies de couleur rose sur le milieu gélosé Mac Conkey incubé à 37°C pendant 24 heures est considérée comme une identification présumée pour les colonies de E.
coli. Aussi, sur le milieu Eosin Methylene Blue Agar (EMB) les colonies produisent-elles un éclat métallique qui est caractéristique de la souche (Sharma et al., 2015).
Pouvoir pathogène
Parmi tous les agents pathogènes causant des maladies d'origine alimentaire et des intoxications alimentaires dans les hôpitaux, Escherichia coli a eu une importance significative (Ranjbar et al., 2017). Escherichia coli est l'un des principaux pathogènes responsables de la mammite coliforme et la résistance aux antimicrobiens est considérée comme un problème majeur de santé publique (wahid et al., 2017). Le pouvoir pathogène d‟Escherichia coli chez l‟homme est important et varié. Bien que la pasteurisation du lait élimine presque tous les E. coli pathogènes, l'inactivation des toxines de E. coli shiga n'a pas été prouvée. Les réservoirs et sources de l‟agent pathogène sont majoritairement reliés épidémiologiquement à la consommation de denrées animales ou d‟origine animale (Ahmed et Samer, 2017).
1.3.4. Salmonella Description
Les salmonelles sont les principales bactéries pathogènes chez l'homme et chez l'animal. Elles restent un problème de santé publique important dans le monde entier, en particulier dans les pays en développement et sont à l‟origine de gastroentérites aiguës. La salmonellose est la maladie d'origine alimentaire la plus répandue dans les pays en développement et les pays développés, bien que les taux d'incidence varient selon les pays. Les déchets fécaux provenant d'animaux infectés et d'humains sont des sources importantes de contamination bactérienne de l'environnement et de la chaîne alimentaire (Addis et al., 2011). Les bovins ont été impliqués comme source d'infection humaine par Salmonella résistante aux antimicrobiens par contact direct avec le bétail et par l'isolement de Salmonella résistantes aux antimicrobiens provenant du lait cru, du fromage et de la viande hachée provenant des fermes laitières (Addis et al., 2011).
Dossa Paul François 10 Mode de transmission
Les salmonelles non typhiques comme Salmonella enteritidis ou Salmonella typhimurium sont largement disséminés dans la nature et sont associés à un réservoir animal. L'eau est connue pour être un vecteur courant de transmission des sérotypes typhiques de Salmonella.
Les salmonelles non typhoïdales sont principalement connues sous le nom d'agents pathogènes d'origine alimentaire (Levantesi et al., 2012). La contamination se fait essentiellement par des aliments mal conservés ou infectés à partir de réservoirs d‟animaux (Rampal, 2000).
Morphologie
Ce sont des bactéries aéro-anaérobies facultatives, Gram négatif, de 1 à 2 μ de long, généralement mobile grâce à une ciliature péritriche. Les salmonelles se multiplient entre 7°C et 45°C avec un optimum à 35°C / 37°C. Elles supportent une gamme de pH allant de 4,5 à 9,0 avec un optimum de 6,5 à 7,5 (Menad, 2017).
Pouvoir pathogène
La contamination par Salmonella peut survenir soit de l'environnement, soit par contact avec des animaux infectés à la ferme. Salmonella est la principale cause de gastro-entérite d'origine alimentaire chez l'homme. Les symptômes de sévérité les plus divers se manifestent généralement par une diarrhée plus ou moins grave nécessitant parfois une prise en charge thérapeutique. En l'absence de traitement, une bactériémie ou une septicémie peut également survenir et être fatale, en particulier chez les personnes âgées, les enfants et les personnes immunodéprimées si aucun antibiotique n'est administré à temps (OMS. 2015).
1.4. Présentation des bactéries lactiques
Les bactéries lactiques (LAB) sont des organismes non pathogènes et sont considérés comme GRAS (Generally Regarded As Safe) à l'exception de quelques espèces telles que les entérocoques reconnus comme pathogènes pour les humains et les animaux. Elles ont été parmi les premiers organismes vivants sur la terre. Elles sont apparues dans la période de transition de l'anaérobiose à l'aérobiose. Elles portent toutes les protéines nécessaires à la respiration et plusieurs enzymes impliquées dans les voies de fermentation. Elles sont donc bien adaptées aux conditions anaérobies et aérobies. Les LAB se trouvent dans des milieux riches en nutriments, notamment les produits laitiers, la viande et le poisson fermentés, le levain et les légumes marinés (Pessione, 2012).
Dossa Paul François 11 1.4.1. Caractéristiques
Les bactéries lactiques (LAB) englobent un groupe hétérogène d'organismes Gram-positif, non-sporulés, non-mobiles, aérotolérants, en bâtonnets et en cocci, qui produisent de l'acide lactique comme produit final majeur lors de la fermentation des glucides (Adesina et al., 2016). Elles fermentent les sucres par voies :
- homofermentative :la bactérie lactique qui produit de l'acide lactique comme produit principal à partir de sucres ;
- hétérofermentative ou mixte : les fermentations hétérogènes ou mixtes produisent aussi de l'éthanol et / ou de l'acide acétique, de l'acide formique et du dioxyde de carbone (Sharma et al., 2018).
1.4.2. Classification
Les bactéries lactiques appartiennent au phylum Firmicutes, à la classe des Bacilli et à l‟ordre des Lactobacillales. Elles sont divisées en trois familles :
Famille des Lactobacillaceae comportant Lactobacillus, Paralactobacillus et Pediococcus :
Famille des Leuconostocaceae contenant les Leuconostoc, Oenococcus et Weissella ;
Famille des Streptococcaceae comportant les Streptococcus, Lactococcus et Lactovum (Sharma et al., 2018).
1.4.3. Principaux genres de bactéries lactiques
Les bactéries lactiques (LAB) comprennent douze genres : Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Aerococcus, Carnobacterium, Enterococcus, Vagococcus et Weissella (Sharma et al., 2018).
1.4.3.1. Le genre Lactobacillus
Lactobacillus est le genre principal de la famille des Lactobacillaceae. Il comprend de nombreuses espèces qui sont des agents de fermentation lactique intervenant dans de nombreuses industries ou qui sont rencontrées comme contaminants. Il s‟agit de bacilles longs et fins (parfois incurvés) souvent groupés en chaînes, immobiles, asporulés, catalase négative.
Ces bacilles se développent à un optimum de température situé entre 30 et 40°C. Les lactobacilles, en tant que plus grand groupe de bactéries lactiques, produisent de grandes quantités de métabolites antimicrobiens tels que les acides organiques, les acides gras,
Dossa Paul François 12 l‟ammoniac, le peroxyde d‟hydrogène, le diacétyle et la bactériocine qui inhibent la croissance de bactéries et augmentent la durée de conservation des aliments (Azizi et al., 2017).
Lactobacillus fermentum
L. fermentum est une bactérie lactique hétérofermentaire couramment présente dans certains aliments fermentés. D'autre part, certaines souches de L. fermentum ont montré des propriétés fonctionnelles similaires aux probiotiques, des bénéfices tels que l'abaissement du cholestérol des effets protecteurs anti-oxydatifs et anti-inflammatoires sur les cellules hôtes (Zeng et al., 2011). Une activité inhibitrice des agents pathogènes et une activité immunitaire renforcée (Park et al., 2013), ainsi que la réduction de la sévérité des symptômes et la réduction des maladies respiratoires chez les athlètes masculins (West et al., 2011) ont été rapportés. La plupart des recherches sur les bactéries bénéfiques ont mis l'accent sur les bienfaits pour la santé de L. fermentum sur les humains. Les compléments pharmaceutiques et alimentaires sont les principaux produits disponibles pour l'apport de probiotiques. Les yaourts et les laits fermentés sont les principaux produits laitiers ajoutés aux probiotiques (sous forme de cellules libres ou encapsulées) en raison de leur capacité tampon qui favorise la viabilité cellulaire de ces produits jusqu'à leur consommation. Cependant, l'intolérance au lactose et l'allergie aux protéines laitières limitent la consommation de yaourt et de lait fermenté et, par conséquent, ces types de produits alimentaires probiotiques (Zeng et al., 2011).
1.4.3.2. Le genre Lactococcus
Le lactocoque est un genre de bactérie anaérobie facultative, catalase négative, Gram positif, non mobile, qui se retrouve généralement chez les animaux, les plantes et leurs produits apparentés, en particulier les produits fermentés. Ils sont généralement considérés comme non pathogènes envers l'homme. Les espèces de lactocoques ont des besoins nutritionnels variables et abondants. Ils se développent généralement dans une plage de température de 10 à 40 °C, bien que certaines espèces puissent pousser à des températures aussi basses que 7 °C pendant une période d'incubation prolongée de 10 à 14 jours (Yu et al., 2017). La plupart des espèces de Lactococcus peuvent se développer dans du NaCl à 4,0% (p / v); ils se développent mieux dans des milieux à pH 7,0 et cessent de croître si le pH chute à 4,5 (Teuber et al., 2009). Originaire du genre Streptococcus et reclassifié dans le genre Lactococcus en 1985, L.
lactis est divisé en trois sous-espèces à savoir L. lactis subsp. lactis, L. lactis subsp. cremoris, et L. lactis subsp. hordniae (Parapouli et al., 2013).
Dossa Paul François 13
Lactococcus lactis
Lactococcus lactis est fréquemment associé aux produits laitiers (Song et al., 2017). Il participe à la fabrication de divers produits laitiers, artisanaux et industriels, tels que le fromage (mou), le babeurre et la crème acide. Son rôle majeur dans les produits laitiers en tant que ferment est de fournir de l'acide lactique à un taux efficient pendant la fermentation du lait. Outre son rôle dans la première étape d'acidification, L. lactis contribue à l'arôme des produits laitiers, notamment grâce à sa capacité à produire du diacétyle et de l'acétoïne (Laroute et al., 2017). L. lactis est également impliqué dans la sécurité microbienne, avec une production élevée d'acide lactique, mais également d'agents antimicrobiens tels que les bactériocines (Bali et al., 2016). Récemment, les souches de L. lactis, couramment utilisées dans la fermentation alimentaire, étaient sélectionnées en fonction de leurs propriétés technologiques (taux d'acidification, résistance aux phages ...) et leur capacité à produire du diacétyle, un arôme bien connu pour son goût de beurre (Laroute et al., 2017). Il a été sélectionné comme nouvel organisme probiotique en raison de son innocuité lorsqu'il est utilisé dans divers aliments fermentés (Na-Kyoung et al., 2015). Plusieurs études sur L. lactis sont axées sur leurs effets immuno-modulateurs, anticarcinogènes (Commane et al., 2005) et antioxydants (Zhang et al., 2011). Lactococcus lactis a été utilisé pendant des siècles dans la fermentation de la nourriture, en particulier du fromage, du yaourt, de la choucroute et similaires. Il est reconnu comme étant sûr Generally Regarded as Safe (GRAS) par Food and Drug Administration (Song et al., 2017).
1.4.3.3. Le genre Weissella
Le genre Weissella a été nommé ainsi en hommage au microbiologiste allemand Norbert Weiss connu pour ses nombreuses contributions dans le domaine de la recherche sur les bactéries lactiques (Fusco et al., 2015). Le genre Weissella, proposé par Collins et al (1993), comprend des espèces précédemment classées comme Leuconostoc et Lactobacillus. Les bactéries appartenant au genre Weissella sont des cellules Gram positif, catalase négative, non endospores, avec une morphologie coccoïde ou en bâtonnet (Björkroth et al., 2014). Les espèces Weissella appartiennent au phylum des Firmicutes, à la classe des Bacilli, à la famille des Leuconostocaceae. Actuellement, il y a 21 Weissella spp validées, et des souches de ce genre ont récemment fait l'objet d'attention pour leur potentielle utilisation en tant que probiotiques. Weissella spp est largement présent dans divers environnements ainsi que dans divers aliments fermentés (produits fermentés laitiers, produits à base de viande et de poisson
Dossa Paul François 14 fermentés, aliments fermentés à base de céréales et aliments fermentés aux légumes et aux fruits). Ce sont des bactéries lactiques hétérofermentaires, produisant du CO2 à partir du métabolisme des glucides et des acides lactique et acétique comme principaux produits finaux du métabolisme du glucose (Björkroth et al., 2014).
Weissella cibaria
W. cibaria est capable de croître entre 15 et 45 °C, mais pas à 4 °C (Björkroth et al., 2002).
Les bactéries tolèrent la présence de 6,5% de NaCl. Les souches de W. cibaria hydrolysent l'arginine et produisent de d'acide lactique en tant que produit final de la fermentation du glucose. Cette espèce possède une activité anti-inflammatoire et un port potentiel probiotique (Kang et al., 2011). Aussi, possède-t-elle un potentiel prébiotique, car elle peut diminuer le risque d'infections et de diarrhée, augmenter la fonction intestinale et le métabolisme, traverser le tractus gastro-intestinal et stimuler la croissance de bactéries bénéfiques résilientes, principalement les bifidobactéries. Weissella cibaria est un bon starter pour la fermentation car il produit moins d'acide lactique que les bactéries lactiques homofermentaires, et certaines souches de W. cibaria produisent des niveaux élevés d'exopolysaccharides qui ont des propriétés texturantes souhaitables (Björkroth et al., 2002).
1.4.3.4. Le genre Enterococcus
Les entérocoques sont des composants de la population microbiologique normale du tractus gastro-intestinal humain. Ils sont omniprésents et peuvent se trouver dans divers écosystèmes, tels que le sol, les eaux de surface et usées, les plantes, le tractus gastro-intestinal des animaux à sang chaud et des humains. Les espèces Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium, Enterococcus durans et Enterococcus hirae semblent être typiquement associées au tractus gastro-intestinal humain; leur présence dans les aliments peut donc indiquer une origine fécale. Le genre Enterococcus est une bactérie anaérobie facultative, non sporulée, Gram positif, catalase et oxydase négatives, qui peut apparaître à la fois sous forme de coques simples et de chaînes. Les entérocoques appartiennent à un groupe d'organismes appelés bactéries lactiques (LAB) qui produisent des bactériocines (Gilmore, 2014). Les entérocoques sont souvent présents en grand nombre dans le sol, l'eau, le tractus gastro-intestinal des animaux et des humains et les aliments, en particulier ceux d'origine animale tels que le lait et les produits laitiers. La capacité des entérocoques à coloniser différentes niches écologiques et à se propager dans la chaîne alimentaire est due à leur résistance aux conditions environnementales défavorables (Shafeek et al., 2018). Enterococcus spp est devenu l'un des
Dossa Paul François 15 pathogènes nosocomiaux les plus courants, en particulier chez les patients immunodéprimés avec un taux de mortalité élevé pouvant atteindre 61% (Poh et al., 2006). Les entérocoques ont été impliqués dans des cas d'intoxication alimentaire par production d'amines biogènes par exemple. L'intoxication alimentaire causée par l'ingestion d'amines biogènes détermine un certain nombre de symptômes, notamment des maux de tête, des vomissements, une augmentation de la pression artérielle et même des réactions allergiques de forte intensité (Shafeek et al., 2018). La présence de gènes de virulence dans les aliments est actuellement un sujet de préoccupation car les entérocoques peuvent être impliqués dans la transmission de gènes de virulence via la chaîne alimentaire (Trivedi et al., 2011). Dans de nombreux produits alimentaires, ils sont naturellement présents (Gomes et al., 2010), mais ils peuvent aussi être associés à certaines fermentations traditionnelles ou ajoutés délibérément comme cultures starter (Bourdichon et al., 2011). Les entérocoques jouent un rôle important dans la maturation des produits fromagers par la lipolyse et les propriétés protéolytiques menant au développement d'arômes et de saveurs (Pirouzian et al., 2012). Dans la région méditerranéenne, les Enterococcus spp sont utilisés depuis des siècles pour préparer divers produits à base de viande et de lait fermenté (dos Santos et al., 2015). En outre, ils présentent également la propriété bénéfique de la production de bactériocines présentant une activité contre des agents pathogènes potentiels à savoir les streptocoques du groupe D et Listeria dans divers aliments (Rasouli Pirouzian et al., 2012 ; dos Santos et al., 2015).
Enterococcus faecium
E. faecium se retrouve couramment dans l'intestin des mammifères, des oiseaux et des insectes. L'infection la plus fréquente causée par E. faecium est une infection des voies urinaires, mais elle peut également causer des infections potentiellement mortelles telles que l'endocardite et la bactériémie, en particulier chez les patients affaiblis (Wagner et al., 2018).
De nombreuses études menées au cours de la dernière décennie ont validé l‟affirmation de sécurité concernant les entérocoques dans les aliments et les probiotiques (Huys et al., 2013).
L‟application d‟Enterococci comme starter culture, par exemple Enterococcus faecium SF68 (Suisse) et comme probiotique, par exemple E. faecium T110 (Japon), a été largement utilisée (Lee et al., 2017). De plus, E. faecium T110 est un contenu de nombreux probiotiques disponibles dans le commerce et aucune cause de maladie ou de décès n'a été rapportée (Natarajan et Parani, 2015). E. faecium fait partie des microorganismes directement reconnus par l'Association of American Feed Control en 2016 comme étant Generally Regarded As
Dossa Paul François 16 Safe (GRAS). Il est autorisé comme complément probiotique dans l'alimentation des volailles, des chiens, des porcelets et des souris (Kreuzer et al., 2012).
1.4.3.5. Le genre Streptococcus
Le genre Streptococcus contient de nombreuses espèces cliniquement significatives qui sont responsables d'une grande variété d'infections chez l'homme et chez l'animal. Outre ceux qui sont considérés comme «pathogènes», un certain nombre d‟espèces de ce genre sont considérées comme des «saprophytes», qui n‟ont jamais été associées à aucune maladie connue. Les infections se transmettent des vaches infectées aux vaches non infectées pendant la traite. Il provoque également la mammite chez les bovins et infecte le pis. Il peut soit causer une maladie fébrile aiguë soit diminuer la production de lait chez les bovins (Jans et al., 2015). Le genre Streptococcus est une lignée diversifiée appartenant au groupe des bactéries lactiques. La taxonomie actuelle place ce genre, ainsi que le genre Lactococcus, dans la famille des Streptococcaceae et dans l‟ordre des Lactobaillales (Póntigo et al., 2015). Ces organismes sont Gram positif, sphériques et catalase négative, et beaucoup sont des anaérobies facultatives (Lal et al., 2011). Les caractéristiques de la pathogénicité associées au genre Streptococcus sont également diverses: la méningite, la pneumonie, l'endocardite, la fasciite et la carie dentaire font partie des conditions les plus connues (Glazunova et al., 2010). Actuellement, le complexe comprend sept sous espèces Streptococcus gallolyticus subsp. gallolyticus (Sgg), S. gallolyticus subsp macedonicus (Sgm), S. gallolyticus subsp pasteurianus (Sgp), Streptococcus infantarius subsp infantarius (Sgi), Streptococcus lutetiensis, Streptococcus alactolyticus et Streptococcus equinus (Jans et al., 2015).
Streptococcus salivarius
Le groupe de Streptococcus salivarius revêt une importance particulière pour l'homme. S.
salivarius est un Firmicute qui est un constituant majeur du microbiote de la cavité buccale humaine et qui est fréquemment détecté dans le tractus gastro-intestinal humain d'individus sains (Jans et al., 2012). Peu de souches ont été associées à des infections opportunistes, en particulier dans les cas de méningite (Wilson et al., 2012), d'endocardite (Kitten et al., 2012) et de bactériémie chez les patients immunodéprimés. Plusieurs rapports ont indiqué que S.
salivarius joue un rôle positif dans l'écologie des voies buccales et digestives. S. salivarius peut avoir un impact sur la santé humaine en agissant sur la stabilité de la composition du microbiote, l'interférence bactérienne et l'interaction avec l'hôte (Delorme et al., 2015).
Dossa Paul François 17 Il a été démontré que S. salivarius inhibe la colonisation épithéliale par l'agent pathogène parodontal Aggregatibacter actinomycetemcomitans (Sliepen et al., 2009). S. salivarius a également été montré pour affecter la réponse immunitaire, en inhibant les voies inflammatoires activées par différents agents pathogènes (Delorme et al., 2015). Aussi, S.
salivarius a une histoire d‟utilité en alimentation dans diverses parties du monde. Selon la littérature, S. salivarius en tant bactérie starter culture naturel dans les laits fermentés traditionnels d'Europe et d'Afrique, n‟est pas aussi équipé pour ce rôle autant que Streptococcus thermophilus (Burton et al., 2017).
Streptococcus equinus/bovis/lutetiensis
Le complexe Streptococcus bovis / Streptococcus equinus (SBSEC) est un groupe de streptocoques d'origine humaine et animale qui sont commensaux (rumen et tractus gastro- intestinal), agents pathogènes opportunistes ou associés à la fermentation des aliments.
Streptococcus bovis a d'abord été décrit comme une espèce isolée du lait et des excréments de vaches (Tafe et al., 2007). La classification de la SBSEC a subi des modifications massives et comprend désormais 7 (sous) espèces regroupées en quatre branches basées sur les identités de séquences: Streptococcus gallolyticus, Streptococcus equinus, Streptococcus infantarius et Streptococcus alactolyticus. Chez l'homme, une forte association a été établie entre la bactériémie, l‟endocardite infectieuse et le cancer colorectal (Jans et al., 2015). Par exemple, S. bovis peut causer une acidose ruminale aiguë et un ballonnement chez la vache et est fréquemment associé à une mammite. Cependant, rien n'indique que l'infection des bovins soit affectée par la SBSEC (Herrera et al., 2009).
En outre, la SBSEC attire l'attention médicale en tant que nouveau pathogène humain impliqué dans l'endocardite infectieuse (IE) et présente une forte association avec le cancer colorectal (CRC). D'autre part, les membres de la SBSEC sont de plus en plus identifiés comme espèces prédominantes dans les fermentations alimentaires, où ils sont considérés comme contribuant à la durée de conservation et à la qualité du produit alimentaire fermenté (Jans et al., 2013). Le complexe Streptococcus bovis / Streptococcus equinus (SBSEC) a été associé à non seulement à d'infections humaines, mais aussi à la fermentation spontanée de produits laitiers (Jans et al., 2011). La nouvelle classification du complexe Streptococcus bovis/Streptococcus equinus est présentée dans le tableau 2
Dossa Paul François 18 Tableau 2: Nouvelle classification du complexe SBSEC
Ancienne dénomination Nouvelle dénomination Synonyme S. bovis biotype I S. gallolyticus subsp gallolyticus S. caprinus S. bovis biotype II.2 S. gallolyticus subsp pasteurianus S. pasteurianus S. bovis biotype II.1 S. infantarius subsp infantarius ou subsp
coli
S. lutetiensis Source : Jans et al. (2015)
1.4.3.6. Le genre Acetobacter
Bien que l'on trouve couramment des bactéries acétiques dans les aliments et les boissons fermentés spontanés ou non, des connaissances plutôt limitées sur leur occurrence et leur rôle fonctionnel dans les écosystèmes naturels de fermentation des aliments sont disponibles. Avec l‟acide lactique produit par les bactéries lactiques, celles acétiques sont responsables de la saveur acide des bières lambic grâce à la production d‟acide acétique (De Roos et De Vuyst, 2018). Les bactéries acétiques ne sont pas étudiées dans la même mesure que de nombreux autres microorganismes de qualité alimentaire et industrielle importante (Azuma et al., 2009).
Elles sont principalement connues pour leur utilisation dans la production de vinaigre, de vitamine C et de cellulose (De Roos et De Vuyst, 2018). Les bactéries acétiques sont des microorganismes strictement aérobies Gram négatif qui présentent une résistance unique à l'éthanol et à l'acide acétique. Les bactéries acétiques appartiennent aux -protéobactéries, classées en 10 genres ; les principaux étant Acetobacter, Gluconobacter et Gluconacetobacter (Azuma et al., 2009). Les espèces d'Acetobacter sont des producteurs d'acide acétique de moyenne activité et présentent une résistance relativement élevée à l'acide acétique (Matsutani et al., 2012). Acetobacter sp est l'une des bactéries les plus importantes utilisées dans la production alimentaire. Il est utilisé dans la production de vinaigre et du yaourt (Kiryu et al., 2008).
Acetobacter pasterianus
Acetobacter pasteurianus est une bactérie strictement aérobie Gram négatif largement utilisée pour la production industrielle de vinaigre (Matsutani et al., 2012). Des études récentes ont montré la présence d'Acetobacter orientalis au début de la fermentation et d'Acetobacter pasteurianus à la maturation (De Roos et De Vuyst., 2018). De même, A. pasteurianus a été isolé de la bière acide belge brun-rouge dont la maturation a lieu dans des tonneaux de bois verticaux (Snauwaert et al., 2016). Acetobacter pasteurianus est la principale espèce des bactéries acétiques dans la conduite des processus de fermentation des fèves de cacao grâce à
Dossa Paul François 19 son métabolisme adapté aux réponses aux stress acides et à la thermotolérance. Des études de caractérisation des bactéries productrices d‟acide acétique ont montré que les Acetobacter pasteurianus et de Gluconacetobacter sp sont les principales espèces présentes dans les vinaigres, sachant que A. pasteurianus était principalement présent dans les vinaigres à faible concentration d'acide acétique (Hidalgo et al., 2010).
Acetobacter orientalis
A. orientalis est une bactérie aérobie en forme de batonnet (Kiryu et al., 2012) appartenant à la classe Alphaproteobacteria. Des cellules d'A. orientalis ont été isolées à partir de fleurs de canna, de caramboles, de noix de coco, du tofu caillé, de tempeh et de yaourt traditionnel du Caucase appelé yaourt de la mer Caspienne (Kiryu et al., 2009). Dans le yaourt traditionnel caucasien, Acetobacter orientalis joue un rôle important dans la fermentation du lait, en synergie avec les bactéries Lactococcus (Nakashima et Tamura, 2018).
Dans le yaourt caucasien, les ingrédients laitiers sont principalement fermentés par Lactococcus lactis subsp cremoris. Cependant, les cellules coexistantes d'A. orientalis sont également importantes pour une fermentation stable. Les cellules d'A. orientalis ont la capacité de produire de l'acide lactobionique utile pour les industries alimentaires et pharmaceutiques et peuvent représenter un hôte convenable de qualité alimentaire (Kiryu et al., 2012).
1.5. Intérêt des bactéries lactiques
La fonction acidifiante constitue la propriété métabolique la plus recherchée des bactéries lactiques (LAB) utilisées dans les industries alimentaires. Elle se manifeste par la production de l‟acide lactique à partir de la fermentation des hydrates de carbone au cours de la croissance bactérienne (Monnet et al., 2008). Les LAB produisent une grande variété de substances antimicrobiennes comme l'acide lactique, l'acide acétique, l'ammoniaque, les bactériocines, l'éthanol, la reutérine, le peroxyde d'hydrogène et le diacétyle qui sont capables de stopper, dans les aliments, le développement de microorganismes pathogènes à l‟origine d‟intoxications alimentaire (Mahrous et al., 2013). En plus d'agir comme conservateurs alimentaires naturels qui retardent la détérioration, les LAB contribuent à la saveur et au développement des arômes dans les aliments et les boissons (Janakiraman, 2012).
Les bactéries lactiques interviennent dans de nombreuses transformations du lait (crème maturée, laits fermentés comme le yaourt, fromage frais et affinés), mais également dans la
Dossa Paul François 20 vinification, la fermentation traditionnelle des végétaux (chapalo) et la fabrication traditionnelle des pains
La conversion des hydrates de carbone en acide lactique par les bactéries lactiques (LAB) peut être considérée comme la fermentation la plus importante dans l'industrie alimentaire.
L'arôme, la saveur et la texture caractéristiques des aliments fermentés (par exemple les produits laitiers, la viande et les légumes) sont souvent dus à la croissance de ces bactéries.
Certaines souches de LAB isolées de produits laitiers et d'autres produits fermentés peuvent contribuer à la salubrité et à la qualité des aliments en raison de la présence d'agents antimicrobiens. Les effets bactéricides de tels agents sur de larges gammes de pathogènes tels que Listeria monocytogenes, Escherichia coli et Staphylococcus aureus ont été étudiés.
D'autre part, certaines souches de LAB jouent un rôle vital dans le tube digestif en produisant des métabolites antimicrobiens tels que les bactériocines et en empêchant la croissance de micro-organismes pathogènes et infectieux (Azizi et al., 2017).
1.6 Aptitudes technologiques
Les bactéries lactiques possèdent diverses propriétés technologiques que sont :
l‟acidification des aliments par production d‟acide lactique ;
leur exturation par libération d‟exopolysaccharides (yaourts) ;
la production d‟arômes (acétaldéhyde) (fromages) et ;
l‟amélioration de leurs propriétés digestives (Bifidobacterium) (Branger et al., 2007).
1.7. Les bactériocines
La production de bactériocines est un trait souhaitable chez les LAB dans la perspective de contrôler les populations microbiennes dans les aliments fermentés afin d'augmenter la durée de conservation et la sécurité des produits. Les bactériocines sont des peptides synthétisés par voie ribosomique ou des protéines ayant une activité antimicrobienne, produits par différents groupes de bactéries. Bien que les bactériocines soient produites par de nombreuses espèces Gram positif et Gram négatif, celles produites par les LAB présentent un intérêt particulier pour l'industrie alimentaire, puisque ces bactéries ont généralement été considérées comme sûres. De nombreuses bactéries lactiques produisent des bactériocines dont le spectre d'inhibition est plutôt large. Les consommateurs ont toujours été préoccupés par les éventuels effets néfastes sur la santé de la présence d'additifs chimiques et de conservateurs dans leurs aliments. Cela a orienté l'‟intérêt des consommateurs à des aliments naturels et «frais» sans
Dossa Paul François 21 conservateurs chimiques ajoutés. Cette perception, associée à la demande croissante d'aliments transformés minimalement avec une durée de conservation plus longue et plus pratique, a stimulé les intérêts des chercheurs dans la recherche de conservateurs naturels, mais efficaces. Les bactériocines, produites par les LAB, peuvent être considérées comme des conservateurs naturels ou des biopréservateurs qui répondent à ces exigences (Adesina et al., 2016).
Les bactériocines peuvent être consommées sans danger et être appliquées comme conservateurs alimentaires. Elles peuvent être dégradées par l'enzyme protéolytique dans la digestion humaine, donc sans danger pour la santé humaine. De nombreuses bactériocines ont montré une activité stable à la température de -20 à 100 °C, alors qu'elles pourraient être sensibles au pH. Les bactéries lactiques peuvent produire de la bactériocine dans des milieux synthétiques tels que le bouillon de Man Rogosa et Sharpe (bouillon MRS), ou d'autres milieux synthétiques. Cependant, le bouillon MRS est mieux indiqué pour la production de ces bactériocines qui sont potentiellement utilisées dans le contrôle des bactéries contaminantes dans l'industrie alimentaire. La disponibilité de la bactériocine est très limitée et le prix est très élevé, donc trouver des producteurs de bactériocines LAB à partir d'aliments fermentés traditionnels comme le bekasam est toujours nécessaire (Sari et al., 2018).
Les bactériocines sont divisées en deux classes principales : les antibiotiques tels que la nisine (classe I) et les non antibiotiques tels que la pédiocine et la plantaricine EF (classe II) (Noda et al., 2015). Au cours des dernières années, les bactériocines produites par les LAB ont été considérées comme des bio-conservateurs alimentaires en raison du fait que les LAB sont parmi les microorganismes généralement considérés comme sûrs (GRAS) (Verma et al., 2014).
Dossa Paul François 22
CHAPITRE II : CADRE, MATERIEL ET
METHODES
Dossa Paul François 23 2.1 Cadre d’étude
Nos travaux se sont déroulés d‟une part au Niger pour la collecte des échantillons et d‟autre part à l‟Unité de Recherche sur les Maladies Transmissibles (URMAT) de l‟Ecole Polytechnique d‟Abomey-Calavi au Bénin pour l‟identification des souches microbiennes du lait avec l‟appui technique de la Division Ressources Microbiennes de l‟Institut des ressources biologiques et du développement durable en Inde.
Zone d’étude
L‟étude a été réalisée dans la zone du Liptako-Gourma au Niger, vaste pays de 1.267.000 km2 et désertique au 2/3. Cette zone occupe environ les 9,7% du pays, et comprend les régions de Dosso, de Niamey et de Tillabéri. La région de Tillabéri couvre une superficie de 97 251 km2. Les sols sont de texture sableuse, pauvres en matière organique et à faible capacité de rétention et d‟échange en cations. La végétation se caractérise par une prédominance de brousses tigrées à combrétacées et une savane arborée constituant une relique des formations forestières denses sèches soudaniennes. Les températures varient en fonction des saisons entre 16 et 45°C. Le niveau des précipitations et la présence du fleuve Niger et de quelques affluents en font une région propice à l'agriculture et à l‟élevage. Malgré le déficit fourrager chronique enregistré dans la région depuis 2010, Tillabéri est la région qui héberge le plus important cheptel bovin du Niger en 2015. La région de Dosso située dans la partie sud du pays, couvre une superficie de 33 844 km². Les principaux types de sols rencontrés sont les sols de la vallée du fleuve et des cuvettes des dallols ; les sols sableux des dallols (très lessivés) et les sols des terrasses et des plateaux (mince couche fertile). La végétation est constituée de forêts classées et d‟un domaine protégé à dominance des combrétacées et d‟autres espèces de valeur telles que le karité, le kapokier, le palmier doum et le Parinari microphylla. Les températures moyennes varient entre 23,2°C et 36,1°C. La région de Dosso est la plus arrosée du Niger. Elle regorge alors d‟importantes ressources en eaux. La Commune Urbaine de Niamey (CUN) couvre une superficie de 255 km2. Trois types de sols se distinguent dont les sols des plateaux cuirassés, qui sont très dégradés et n‟offrent aucune possibilité agricole du fait de leur profondeur et de leur perméabilité et surtout de leur extrême aridité, les sols à texture sableuse et les sols hydromorphes localisés dans la vallée du fleuve sont réservés aux cultures de contre saison. Son climat est de type soudano-sahélien (592 mm par an). La région de Niamey dispose d‟un potentiel forestier appréciable dominée par des parcs agro forestiers notamment à Acacia albida localisés dans les zones
