Pour des aliments sains : Savoir maîtriser les risques en alimentation Mercredi 28 novembre 2012 - Inra
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Pour des aliments sains : Savoir maîtriser les risques en alimentation Mercredi 28 novembre 2012
Monique Zagorec, INRA, UMR1014 Secalim, Nantes M.C. Champomier-Vergès, INRA, UMR1319 Micalis, Jouy en Josas P. Renault, INRA, UMR1319 Micalis, Jouy en Josas Y. Le Loir, INRA, UMR1253 STLO, Rennes F. Valence, INRA, UMR1253 STLO, Rennes M.C. Montel, INRA, URF545, Aurillac • Ecosystèmes microbiens des aliments et biopréservation • Conservation de la biodiversité microbienne des aliments : rôle des Centres de Ressources Biologiques • Diversité bactérienne au sein des aliments, apport des approches métagénomiques • Interactions microbiennes au sein des produits laitiers et biopréservation • Interactions microbiennes au sein des produits carnés et biopréservation • Conclusion
Introduction : écosystèmes microbiens des aliments et biopréservation
Introduction : écosystèmes microbiens des aliments et
biopréservation
Population
bactérienne
diverse
T0 102 TDLC 107 - 109
Croissance
Survie
Interactions
• Maîtriser l’écosystème au cours de la transformation/conservation
• Décrire, comprendre, modéliser, prédire
Conservation de la biodiversité microbienne des aliments : rôle des Centres de Ressources Biologiques
La préservation des ressources biologiques : Le CIRM, 5 sites
thématiques organisés en réseau
Développement de
Souche ayant Gestion
Valeur nouveaux produits
un intérêt (biotechnologies) = appropriée des
économique
technologique nouveaux secteurs ressources
d'activité
Biodiversité =
CRB !
"héritage " à
CIRM-Levure préserver
(INRA Grignon)
CIRM-Bactéries d'Intérêt
Alimentaire (INRA Rennes) CIRM-Bactérie
Phytopathoènes
CIRM-Bactéries
Pathogènes
(INRA Tours) ~ 20 000 souches
(INRA Angers)
Outil Collaboratif et
transversal
CIRM-Champignons Filamenteux
(INRA Marseille)
Adossé à l'expertise
Origine des ressources biologiques et missions du CIRM
Collectes
ciblées
Acquisition
dans le
cadre de Rapatriement
partenariats
de
collections
Préservation et
exploration de la
Acquérir biodiversité
microbienne pour :
Identifier
les laboratoires de
Conserver recherche INRA
Souches les partenaires
Valoriser d'intérêt académiques et
Diffuser industriels
Diversité bactérienne au sein des aliments, apport des approches métagénomiques
ADN
Ammorces Banques de clones métaG
ARN 16S
Séquences des ARN 16S
Catalogue de gènes
Phylogénie Cribles
fonctionnels
Comptage des gènes
Caractériser les flores majoritaires de l’altération
Projet ANR ECOBIOPRO
2011-2013Caractériser l’écosystème de produits non fermentés
Comparaison abondance & diversité des phylums à T0
ntaxon = 485 451 129 578 862 477 604 88
Bacteroitedes Autres phylums
Proteobacteria Actinobacteria Firmicutes
Projet ANR ECOBIOPRO
2011-2013« Top60 » d’abondance parmi 40 fromages étudiés
Voir les gènes du Munster
Muster_coeur vs Munster_surface
reference = food bacteria & fungi)
(Foodmicrobiome)
500
400
Munster_surface
300
200
L. lactis cremoris S. thermophilus
100
L. lactis lactis
0
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
Munster_coeurreference = food bacteria & fungi)
Voir les gènes du Munster (Foodmicrobiome)
500
400
Debaryomyces hansenii
Munster_surface
300 Yarowia lipolytica
P. haloplanktis
200
100
L. lactis lactis
0
0 100 200 300 400 500
Munster_coeurInteractions microbiennes au sein des produits laitiers et biopréservation
Les fromages aux communautés microbiennes complexes :
des produits auto-biopréservés
– Haut degré de sécurité microbiologique avec de faibles pourcentages de
non conformités par rapport aux critères microbiologiques (règlement
2073-2005) (EFSA, 2012)
– Responsables de seulement 3,4% des toxi-infections alimentaires en
Europe (EFSA, 2011, 2012).
• Par exemple 2009 : données EFSA
• Salmonella 19 casStratégie de biopreservation
• Gestion de la biodiversité microbienne en amont au niveau
de la production de lait
– Eliminer les bactéries pathogènes et préserver la biodiversité
Connaissances des flux microbiens des environnements au lait
Ferments
airfermier
eau
trayon foin Transfert
Litières communautés
Bouses Pâture microbiennes
ensilage des laits
Machine à traire
communautés
microbiennes des
caves d’affinageInhibition de L. monocytogenes par des communautés
microbiennes de croûte de Saint-Nectaire
7,00 avec seulement Penicillium Leuconostoc
Pseudomonas mesenteroides
6,00
psychrotolerans
Enterococcus gilvus
5,00 avec suspension de Serratia
croûte de fromages Saint- proteamaculans
4,00 Marinilactibacillus
Nectaire au lait cru psychrotolerans
3,00 Brevibacterium
linens
2,00 Arthrobacter Carnobacterium
arilaitensis mobile
1,00
Staphylococcus Brochothrix Carnobacterium
0,00 maltaromaticum
pulvereri thermopshacta
Vagococcus fluvialis
0 5 10 15 20 25 30
Inhibition avec des communautés microbiennes complexes de surface de Saint-Nectaire
Dominance d’une grande diversité de bactéries lactiques non inhibitrices de Listeria in vitro
Présence d’espèces halophiles peu décrites dans le lait mais souvent détectées en surface de
fromages à croûte lavée
Callon et al, 2012Reconstitution de communautés
LogN Croissance (à 28 j) de Listeria monocytogenes
7 sur croûte de fromages au lait pasteurisé
6
5
4
3
2
Consortium REC. 1 REC. 2 REC. 3 REC. 4 REC. 5
naturel
Penicillium
Inhibition quand dominance du groupe Vagococcus-Carnobacterium-Enterococcus
Marinilactobacillus psychrotolerans au détriment des bactéries d’affinage
Inhibition associée à la production d’acides organiques (acétate) et au catabolisme du citrate
Callon et al, 2012Des communautés microbiennes de surface de fromages
aux propriétés antilistéria
Saint-nectaire munster smear cheese
Arthrobacter arilentensis
Dominance Dominance Dominance
Leuconostoc mesenteroides Arthrobacter arilentensis Vagococcus-Carnobacterium-
Lactobacillus Staphylococcus equorum Enterococcus
Vagococcus-Carnobacterium- Marinilactobacillus psychrotolerans
Enterococcus
Marinilactobacillus psychrotolerans
Les propriétés anti-listéria de communautés microbiennes ne sont pas associées
o au degré de diversité de la communauté
o aux propriétés anti-listéria des individus in vitro
Callon et al, 2012 ; Bleicher et al, 2010 ; Monnet et al,2010Lactococcus lactis influe sur l’état de la virulence
de Staphylococcus aureus
• La biopréservation peut influencer l’état physiologique (de virulence) des
bactéries dans la matrice alimentaire et ainsi influer sur l’effet après ingestion :
• En culture liquide et MCD, comme en matrice fromagère, la virulence
de S. aureus est atténuée par la présence de L. lactis
• Des gènes régulateurs de la virulence sont affectés, ainsi que certains
gènes d’entérotoxines, mais le gène de l’entérotoxine A n’est pas affectéL. lactis inhibe l’expression des 2 principaux systèmes de régulation de la
virulence chez S. aureus
Système agr Système sar
RNAIII 250 90
80
sarA
200 70
sarA expression
hld expression
60
150
Expression
50
Expression
40
100
30
20
50
10 pure
0 0
0 5 10 15 20 25 30 Temps (h) 0 5 10 15 20 25 30 Temps (h) mixte
time (h) time (h)
L. lactis module l’expression de certains gènes d’entérotoxines chez S. aureus
8 9
7 8
7
Expression sec
sel
6
sec4 expression
sel expression
6
5
Expression
5
4
4
3
3
2 2
1 1
0 0
0 5 10 15 20 25 30 Temps (h) 0 5 10 15 20 25 30 Temps (h)
time (h) time (h)Interactions microbiennes au sein des produits carnés et biopréservation
En matrice saucisson, Staphylococcus xylosus accélère la
croissance de Lactobacillus sakei
La présence de L. sakei diminue légèrement la population
finale de S. xylosus
Les deux espèces survivent bien
Projet ANR GÉNOFERMENT
2005-2008En matrice saucisson, l’effet positif de S. xylosus sur L.
sakei disparaît lorsque le sel nitrité est omis
µmax (h-1)
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
L. sakei L. sakei + S. xylosus
L. sakei - nitrite L. sakei + S. xylosus - nitrite
Projet ANR GÉNOFERMENT
2005-2008Un cocktail de souches pour la biopréservation du carpaccio
Témoin T0 Altération naturelle T14 Cocktail SFP01 T14
Projet ABA, 2008-2010
Projet MEM, 2012-2013Conclusion
Conclusion
Les travaux menés au sein de l’INRA
Permettent des avancées utiles
à la connaissance des écosystèmes microbiens des aliments
à leur maîtrise
à l’amélioration des qualités (microbiologiques)
pour la biopréservation
Garantissent
la conservation de la biodiversité microbienne utile
et son explorationVous pouvez aussi lire
