Persistance de Listeria monocytogenes dans les ateliers agro-alimentaire

323 Pages·2017·12.46 MB·French

by  Anaïs Overney

Persistance de Listeria monocytogenes dans les ateliers
agro-alimentaire: influence de facteurs
environnementaux et étude des mécanismes
d’adaptation aux stress
Anaïs Overney
To cite this version:
Anaïs Overney. Persistance de Listeria monocytogenes dans les ateliers agro-alimentaire: influence
de facteurs environnementaux et étude des mécanismes d’adaptation aux stress. Alimentation et
Nutrition. Université Paris-Est, 2016. Français. ￿NNT: 2016PESC1018￿. ￿tel-01624502￿
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T H È S E
pour obtenir le grade de docteur délivré par

L’Université Paris Est
et
L’Ecole Doctorale ABIES

Spécialité : Sciences de la Vie et de la Santé

Présentée et soutenue publiquement par

Anaïs OVERNEY

Le 9 décembre 2016

Persistance de Listeria monocytogenes dans les ateliers
agro-alimentaires : influence de facteurs environnementaux
et étude des mécanismes d’adaptation aux stress
Directeur de thèse : Mme Brigitte CARPENTIER
Co-directeur de thèse : M. Jean-Christophe AUGUSTIN
Encadrant : M. Olivier FIRMESSE
Jury
M. Frédéric CARLIN, Directeur de Recherche, INRA, Avignon, France Rapporteur
M. Pascal PIVETEAU, Maître de Conférences, INRA/Université de Bourgogne, Dijon, France Rapporteur
M. Romain BRIANDET, Directeur de Recherche, INRA/AgroParisTech, Massy, France Examinateur
M. Eric METTLER, Soredab, France Examinateur
Mme Christine FAILLE, Directeur de Recherche, INRA, Villeneuve d’Ascq, France Invité
Mme Brigitte CARPENTIER, Directeur de Recherche, Anses, Maisons-Alfort, France Invité
M. Jean-Christophe AUGUSTIN, Professeur, ENVA/Anses, Maisons-Alfort, France Co-directeur
M. Olivier FIRMESSE, Ingénieur d’Etude, Anses, Maisons-Alfort, France Encadrant
Anses – Laboratoire de sécurité des aliments – Unité SEL – Equipe Listeria
14 rue Pierre et Marie Curie – 94701 Maisons-Alfort cedex

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RESUME
La capacité de Listeria monocytogenes à adhérer et à persister sur les surfaces dans les ateliers
agro-alimentaires pendant de longues périodes malgré l’application correcte et fréquente des
opérations de nettoyage & désinfection (N&D), peut être responsable de la contamination
croisée de produits alimentaires par simple contact avec une surface contaminée. De plus, il est
important de prendre en considération la présence potentielle de bactéries viables non
cultivables (VNC) qui ne sont pas détectées par les méthodes culturales utilisées lors de la
recherche de L. monocytogenes dans un prélèvement de surface.
Un des objectifs a été de vérifier si les milieux de culture conventionnels fréquemment
utilisés pour les expérimentations en laboratoire étaient représentatifs des conditions
environnementales des ateliers agro-alimentaires et de définir pour la suite des
expérimentations un milieu synthétique pouvant modéliser une souillure alimentaire. Pour
assurer la sécurité sanitaire des aliments et préserver la santé des consommateurs, optimiser les
opérations d’hygiène est une nécessité. Dans ce but, la survie des cellules adhérentes de
L. monocytogenes soumises à des conditions simulant en laboratoire l’alternance des phases de
N&D et de production a été étudiée. Plusieurs facteurs pouvant influencer la survie de ces
cellules ont été pris en considération et combinés par un plan d’expériences fractionnaire : la
souillure alimentaire, la souche de L. monocytogenes, le matériau de surface, la présence d’une
souche de Pseudomonas fluorescens qui favorise l’adhésion de L. monocytogenes et le scénario
de l’opération d’hygiène. Dans les industries agro-alimentaires, les bactéries sont soumises à
de nombreux stress, nécessitant pour survivre l’expression et l’induction appropriées de gènes
et de protéines de réponse aux stress. Les mécanismes de réponse aux stress mis en place par
les cellules adhérentes de L. monocytogenes après stress hydrique (dessiccation), stress
chimique (N&D) et stress froid ont été déterminés par une analyse transcriptomique.
Selon les critères étudiés (croissance, forces d’adhésion, distribution spatiale et état
physiologique des cellules adhérentes), il s’avère que le milieu TSB/5 peut modéliser le jus de
m
saumon fumé. Au contraire, aucun des milieux synthétiques testés ne permet de remplacer
l’utilisation de l’exsudat de viande pour mimer les conditions de terrain. Concernant les facteurs
influençant la survie de L. monocytogenes, les opérations d’hygiène impactent uniquement la
cultivabilité des cellules adhérentes ; toutefois, le séchage des surfaces permet une optimisation
de l’efficacité de la procédure de N&D, d’autant plus lorsqu’il est réalisé quotidiennement.
Mots-clés : Listeria monocytogenes, persistance, nettoyage & désinfection, séchage, adaptation
aux stress, viable non cultivable
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ABSTRACT
Despite the correct and frequent application of cleaning & disinfection (C&D), Listeria
monocytogenes has the ability to adhere to and persist on surfaces in food processing plants for
long periods. Consequently, L. monocytogenes may be responsible for cross-contamination of
food through contact with contaminated surfaces. In addition, it is important to consider the
potential presence of viable but non culturable (VBNC) bacteria that are not detected by the
microbiological methods used in the research of L. monocytogenes in a surface sample.
One aim was to verify whether the conventional culture media commonly used for laboratory
experiments were representative of the environmental conditions of food processing plants and
define for further experiments a synthetic medium that can model a food soil. Optimization of
the C&D procedures is necessary to ensure food safety and protect the health of consumers. For
this purpose, the survival of L. monocytogenes adherent cells subjected to laboratory conditions
simulating alternating phases of C&D and production was studied. Several factors that may
influence the survival of these cells were considered and combined with a fractional factorial
design, including: the food soil, the strain of L. monocytogenes, the surface material, the
presence of a strain of Pseudomonas fluorescens, which enhances the adhesion of
L. monocytogenes, and the scenario of the sanitation procedure. Moreover, in the food industry,
bacteria can be subjected to many stresses; thus, the expression and induction of appropriate
genes and stress response proteins are required for survival. The stress
response mechanisms set up by the adherent L. monocytogenes cells after hydric stress
(i.e. desiccation), chemical stress (i.e. C&D), and cold stress were determined by a
transcriptomic analysis.
According to the criteria studied (i.e. growth, adhesion forces, spatial distribution, and
physiological state of adherent cells), TSB/5 medium was found to be a sufficient model for
m
smoked salmon juice. In contrast, none of the tested synthetic media can replace the use of meat
exudate to mimic field conditions. About the factors influencing the survival of
L. monocytogenes, C&D procedures were found to only impact the culturability of adherent
cells; however, drying surfaces were found to optimize the effectiveness of the C&D
procedures, especially when performed daily.
Keywords: Listeria monocytogenes, persistence, cleaning & disinfection, drying, stress
adaptation, viable but non culturable
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REMERCIEMENTS
Bien que cette page soit la première d’un mémoire de thèse, c’est souvent la dernière et
probablement la plus difficile à écrire, la difficulté résidant dans le désir et le devoir de n’oublier
aucune des personnes ayant contribué, de près ou de loin, à la réalisation de ce travail. La
rédaction des remerciements, symbole de l’accomplissement et de la conclusion d’une aventure
humaine et scientifique, fait remonter à la surface des souvenirs et des anecdotes. Fruit d’une
graine plantée il y a déjà trois ans, ce mémoire récapitule un travail qui n’aurait pu aboutir sans
l’aide de nombreuses personnes que je remercie sincèrement :
Frédéric CARLIN et Pascal PIVETEAU pour le temps consacré à l’évaluation de ce travail en
tant que rapporteurs de la thèse,
Romain BRIANDET, Christine FAILLE et Eric METTLER pour leur participation à la
soutenance de la thèse en tant que membres du jury,
Laurent LALOUX, Michel-Yves MISTOU, Renaud LAILLER, David ALBERT et Sophie
ROUSSEL pour l’accueil qu’ils m’ont réservé au sein du Laboratoire de sécurité des aliments
de l’Agence et plus particulièrement dans l’unité Salmonella, E. coli et Listeria du département
de microbiologie,
Jean-Christophe AUGUSTIN, Mickaël DESVAUX, Christine FAILLE, Cosette
GRANVALET et Colin TINSLEY, membres du comité de la thèse, pour leurs conseils avisés,
Brigitte CARPENTIER, à qui j’ai pensé chaque jour de cette thèse, pour m'avoir donné
l'occasion d'intégrer une équipe pleine de valeurs humaines et m'avoir fait confiance pour la
réalisation de cette thèse,
Jean-Christophe AUGUSTIN pour avoir accepté de prendre le flambeau de la direction de la
thèse,
Olivier FIRMESSE "juste" pour avoir persisté à mes côtés pour m'épauler dans ce projet,
Laurent GUILLIER pour son aide qui a significativement fait la différence, inutile de le
démontrer statistiquement, tous les modèles mathématiques corroborent cette hypothèse,
Danielle CHASSAING pour son accueil à bras ouverts au laboratoire, son implication à me
former avec rigueur, son oreille attentive et sa gentillesse qui ont été autant d’éléments m’ayant
permis d’atteindre les objectifs fixés,
Patricia NG pour son investissement dans mon travail de thèse mais aussi pour toutes ses
délicates attentions qui ont rendu mon quotidien plus doux et agréable,
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