Impact des fluctuations de température sur la formation des biofilms et l'élimination des souches de Listeria monocytogenes dans la transformation de la crème glacée

Introduction

La contamination par Listeria monocytogenes demeure un défi majeur dans l’industrie agroalimentaire, et en particulier dans le secteur de la crème glacée. Ce pathogène opportuniste est connu pour sa capacité à former des biofilms résistants, qui offrent une protection accrue contre les mesures sanitaires classiques. Les variations de température, inhérentes aux processus industriels, influencent directement la formation et la persistance des biofilms de Listeria monocytogenes sur les surfaces des équipements. Cette problématique devient d’autant plus préoccupante lorsque la capacité de cette bactérie à survivre, s’adapter et résister au nettoyage entre en jeu.

Contexte et enjeux de la formation des biofilms

Un biofilm est une association structurée de microorganismes adhérents à une surface, encapsulés dans une matrice extracellulaire produite par les cellules elles-mêmes. Chez Listeria monocytogenes, cette capacité à s’organiser en biofilms est exacerbée sous l’influence de variations thermiques fréquentes, notamment dans des environnements de production de crème glacée. Les fluctuations de température impactent le niveau d’adhésion initial des bactéries, la croissance du biofilm, ainsi que sa maturité, modifiant in fine la robustesse du biofilm et sa résistance aux traitements antibactériens.

Influence des variations thermiques sur Listeria monocytogenes

Adaptation métabolique de Listeria

Listeria monocytogenes dispose de mécanismes adaptatifs extrêmement efficaces lui permettant de tolérer des chocs thermiques répétés. Cette tolérance est particulièrement significative lors du passage de températures de réfrigération à des températures ambiantes ou légèrement supérieures lors des phases de nettoyage ou de manipulation.

• Synthèse de protéines de choc thermique : ces protéines protègent les cellules contre la dénaturation et favorisent la survie lors de variations brusques.
• Modification de la composition membranaire : Listeria ajuste la fluidité de sa membrane, adaptant sa perméabilité et sa résistance face aux stress thermiques.

Formation et persistance des biofilms

Lors des cycles de transformation de la crème glacée, les transitions de températures génèrent des créneaux favorables à l’initiation de biofilms. Les études démontrent que des alternances régulières entre froid (4°C) et températures modérées (22°C) provoquent une activation simultanée de plusieurs voies de résistance chez Listeria :

• Augmentation de l’expression des gènes d’adhérence : favorise l’attachement initial sur les surfaces d’inox, de plastique, ou de caoutchouc.
• Renforcement de la matrice extracellulaire : confère une protection additionnelle contre les agents de nettoyage et les désinfectants.

Conséquences sur les opérations de nettoyage

Les biofilms matures de Listeria monocytogenes formés sous conditions de fluctuation thermique montrent une réaction nettement atténuée à l’égard des procédures usuelles de décontamination. La diversité clonale des souches, couplée à l’adaptabilité métabolique, rend leur élimination multifactorielles difficile à réaliser.

Méthodologie d'étude : analyse du comportement des souches

Une approche comparative de différentes souches de Listeria monocytogenes, isolées de divers environnements de production de crème glacée, a permis de révéler leur potentiel variable à former des biofilms sous conditions fluctuantes. Les études s’appuient sur :

• Des tests d’adhésion sur surfaces représentatives de l’industrie (inox, polymères).
• Des analyses quantitatives de biomasse biofilmique via coloration cristalline.
• L’évaluation de la résistance post-nettoyage/ désinfection selon les protocoles standards.

Résultats principaux

Impact notoire des variations de température

Les cycles de hausse et baisse de température accroissent significativement la proportion de biofilm persistante après traitements de nettoyage classiques. Les souches précédemment exposées à des cycles de température présentaient une biomasse résiduelle jusqu’à trois fois supérieure.

Disparités de résistance entre les souches

Les divergences inter-souches, évaluées par la viabilité bactérienne subsistant post-nettoyage, soulignent une hétérogénéité importante dans l’adaptabilité et la survie. Certaines souches combinent une production abondante de matrice et une résistance accrue aux biocides courants.

Effet limité des protocoles traditionnels

Les stratégies conventionnelles de décontamination, telles que le nettoyage alcalin ou détergent, s’avèrent insuffisantes face aux biofilms formés en contexte de fluctuation thermique. Les résultats recommandent l’intégration de traitements alternatifs ou complémentaires.

Recommandations pour l’industrie de la crème glacée

• Renforcement de la gestion des températures : surveiller et contrôler rigoureusement les plages thermiques lors de la production et du nettoyage.
• Alternance des méthodes de décontamination : combiner traitements mécaniques, chimiques et enzymatiques pour augmenter la vulnérabilité du biofilm.
• Sélection d’agents spécifiques : privilégier des biocides ciblant les matrices polysaccharidiques des biofilms.
• Surveillance régulière de l’adaptation bactérienne : mettre en œuvre des analyses périodiques pour détecter rapidement l’émergence de souches hautement résistantes.

Perspectives de recherche et conclusions

L’étude met en lumière le rôle prépondérant des variations de température dans la formation, la maturité et la résistance des biofilms de Listeria monocytogenes dans l’ensemble de la filière crème glacée. Une compréhension affinée de ces mécanismes ouvre la voie à de nouvelles stratégies de gestion du risque, combinant surveillance microbiologique renforcée et innovation en matière de procédés de nettoyage et de désinfection.

Source : https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996925017545?dgcid=rss_sd_all