3 - Le développement microbien


La croissance des microorganismes, au sein des denrées alimentaires, est dépendante de nombreux facteurs dont les plus importants sont la température, le taux d'humidité, la richesse en substances nutritives, le pH et l'oxygène.
Afin de conserver et de garantir, au mieux, les qualités organoleptiques et sanitaires des aliments, la maîtrise de ces différents paramètres est, dans la mesure du possible, nécessaire à chaque étape de la chaîne alimentaire

La température :


La température constitue un des paramètres majeurs influençant le développement microbien au sein des aliments et de l'environnement.
Certains microorganismes sont capables de croître à des températures relativement basses alors que d'autres préfèrent des températures moyennes voire élevées. Ainsi, trois groupes de microorganismes sont communément décrits dans la littérature à savoir :
• les psychrophiles, qui se développent entre - 5°C et + 25°C avec un optimum de croissance au-dessous de 20°C
• les mésophiles, entre 10°C et 45°C avec un optimum compris entre 30 et 40°C
• les thermophiles, entre + 40°C et + 75°C avec un optimum de vers 50 à 60°C.
Ces données restent théoriques dans la mesure où, par exemple, une souche appartenant à l'une de ces trois catégories peut se développer au delà de la zone de température indiquée.
Généralement, les microorganismes résistent bien aux faibles températures ce qui implique qu'une réfrigération ne permette pas de les éliminer et conduit au contraire à leur conservation. Le froid entraîne uniquement un ralentissement voire un arrêt de leur développement (effet bactériostatique).
Quant à leur résistance aux températures élevées, celle-ci est moins importante. En effet, un chauffage compris entre 60 et 70°C suffit généralement à éliminer les formes végétatives (effet bactéricide). Des températures beaucoup plus importantes devront être appliquées en vue d'éliminer la totalité des populations présentes au sein de l'aliment et notamment pour l'élimination des formes sporulées (effet sporicide, voire barèmes de pasteurisation). Malgré ces barèmes, certaines souches sporulées peuvent encore résister.
Les températures appliquées lors des process de fabrication des denrées alimentaires et des traitements thermiques (stérilisation, pasteurisation,…) destinés à leur conservation influencent la croissance et la survie des microorganismes et, par conséquent, les qualités sanitaire et/ou organoleptique de celles-ci. A noter que dans certains cas, une bonne cuisson de l'aliment suffit à éliminer les germes potentiellement pathogènes.

Le taux d'humidité (Aw) :


L'eau est un élément indispensable aux organismes vivants comme les microorganismes. La teneur en eau des denrées alimentaires, également appelée activité en eau ou taux d'humidité, a donc son rôle à jouer dans l'établissement de la croissance microbienne.
La teneur en eau influence la croissance des microorganismes pour différentes raisons. Elle est, tout d'abord, indispensable à la vie des cellules puisqu'elle permet l'entrée des nutriments et la sortie des déchets sous formes de solutés et qu'elle intervient dans certaines réactions enzymatiques. L'eau conditionne également la mobilité des microorganismes déterminant leur capacité à se déplacer vers les nutriments nécessaires à leur croissance.
Généralement, plus le taux d'humidité est élevé, plus les microorganismes se multiplient. Les moisissures résistent beaucoup plus facilement à la dessiccation que les bactéries, ce qui peut expliquer leur plus grande proportion sur les denrées alimentaires de types céréales ou fruits secs.
Certains aliments sont conservés grâce à la dessiccation. Celle-ci ne permet pas de tuer tous les microorganismes, leur croissance n'est que momentanément interrompue. Ce procédé ne permet, en effet, que l'élimination de l'eau libre. Certains microorganismes survivent et pourront se multiplier à nouveau lors d'une réhydratation de l'aliment.
Pour une bonne conservation et un bon stockage, le taux d'humidité de l'atmosphère doit être contrôlé afin d'éviter, au maximum, les échanges entre l'air et les aliments. L'idéal serait que l'air et le produit aient la même Aw pour éviter les risques de dessèchement ou d'humidification des denrées alimentaires conduisant à une modification de la microflore présente.

La richesse en substances nutritives :
Les microorganismes ont principalement besoin pour leur développement de sources de carbone, d'azote, d'hydrogène, de sels minéraux et de vitamines. Bien entendu, ces exigences varient d'un groupe, d'une famille voire d'un germe à l'autre. Ainsi, la composition de l'aliment ou de l'environnement influence la capacité des microorganismes à se multiplier.

Le pH du milieu :


La croissance microbienne au sein des denrées alimentaires est également dépendante de la concentration en ion hydrogène dans le milieu, c'est-à-dire du pH. Les populations présentes au sein de ces aliments seront fonction de son pH.
Les microorganismes sont classés en trois catégories selon la gamme de pH qu'ils affectionnent pour leur multiplication :
• les acidophiles se développent plus facilement en pH acide
• les neutrophiles en pH neutre
• les alcalophiles en pH basique.
Les germes préfèrent généralement les pH neutres. Ainsi, en abaissant volontairement le pH des denrées alimentaires, la croissance des microorganismes serait diminuée voire inhibée. Cela pourrait donc garantir une meilleure qualité sanitaire et/ou organoleptique. Malheureusement, un goût trop acide est rarement apprécié par le consommateur. La tendance serait plutôt à l'inverse, contraignant même les industriels à augmenter le pH de leurs produits afin de les rendre plus doux.

L'oxygène :
Tous les microorganismes ne présentent pas les mêmes relations vis à vis de l'oxygène. Les levures, les moisissures, par exemple, ne se développent qu'en présence d'oxygène, elles sont dites aérobies strictes. Les bactéries sont aérobies strictes, anaérobies strictes ou aérobies anaérobies facultatives. Les germes aérobies anérobies facultatifs peuvent croître en présence ou en absence d'oxygène alors que les germes anaérobies strictes ne peuvent croître qu'en absence d'oxygène, puisque ce dernier est toxique pour eux. Il existe également des souches microaérophiles qui exigent une teneur en oxygène inférieure à celle de l'air.

Sources :


http://www.fao.org/docrep/003/x6550f/X6550F01.htm
http://www.microbe-edu.org/etudiant/phisio-croissance.html