Paramètres influant la croissance microbienne
Les rôles des paramètres physico-chimiques :
Les nutriments constitutifs ou énergétiques nécessaires à un micro-organisme pour son développement doivent lui être apporté dans certaines conditions d’environnement. Un certain nombre de facteurs physiques interviennent au cours de la nutrition. Ils peuvent l’empêcher, l’inhiber ou la favoriser.
Certaines conditions environnementales (paramètres physico-chimiques) influencent la croissance des micro-organismes. Parmi celles-ci figurent le pH (acidité et alcalinité), la température, la présence d’O2, de CO2, la disponibilité de l’eau
(Aw Activity of Water).
La plupart des micro-organismes tolèrent une gamme de pH permettant la croissance.
La température.
Elle influence profondément la multiplication et le métabolisme bactérien (action sur la vitesse des réactions biochimiques). Selon la température optimale de développement, on distingue 3 catégories de micro-organismes :
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T°c optimum
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Dénomination
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Exemples et remarques
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< 0°C
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Les cryophiles
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0°C - 15°C,
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Les psychrophiles :
(psychros = froid)
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Très répandues dans les milieux naturels, ce sont surtout des bacilles gram – asporulés (
Pseudomonas, Aeromonas, Acinetobacter, levures et moisissures )
Conséquence : prolifération dans des aliments si la chaîne du froid n’est pas respectée (stockage, congélation – décongélation, …).
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Croissance entre 20°C et 45°C
avec un optimum entre 30°C et 37°C |
Les mésophiles : (méso = milieu, centre)
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Exemples :
- bactéries commensales de l’homme et des animaux, et toutes les bactéries pathogènes.
- bactéries saprophytes responsables de la dégradation de la matière organique.
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45°C et 55°C-70°C certains atteignent 110°C
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Les thermophiles :
(thermo = chaud)
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Exemples : surtout Bacillus et Clostridium qui se rencontrent à peu près partout.
De même, les bactéries peuvent être distinguées selon leur aptitude à croître en fonction de la température.
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> à 70°C
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hyperthermophiles
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Les psychrophiles possèdent des températures optimales de croissance inférieures à 15°C, alors que les bactéries
thermophiles croissent de façon optimale à des températures comprises entre 45 et 70°C.
La pression osmotique :
Sauf exception, les bactéries ne sont pas très sensibles aux variations de pression osmotique grâce à leur paroi (Lysozyme
--> destruction de la paroi des Gram + --> protoplastes : ne peut survivre que dans une solution isotonique)
Selon leur sensibilité à la pression osmotique, on distingue :
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Dénomination
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Se développent à
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Exemples et remarques
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non halophiles :
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Croissance en milieu de concentration en NaCl inférieure à 0,2 M
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Exemples : Entérobactéries, Pseudomonas, …
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halophiles
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Ne se développe que dans des milieux très salés (au moins 10 %)
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Exemples : Vibrionaceae, Staph aureus : halophiles modérés
Certaines bactéries halophiles extrêmes peuvent se développer à la surface des cristaux de sel marin. Le comportement des micro-organismes vis à vis de la pression osmotique est considéré de très près dans le domaine agroalimentaire pour éviter la dégradation des salaisons.
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Les bactéries Halotolérantes (S. aureus, enterococcus faecalis)
d'autres sont halophiles (Vibrio).
Le pH :
Le pH optimal de croissance de beaucoup de bactéries est proche de la neutralité (pH 7).
Il joue un rôle important au niveau :
- de la production d’énergie par la chaîne respiratoire : gradient de pH
- de la perméabilité membranaire et des échanges
- activité métabolique : activité des enzymes est sensible au variations de pH
On distingue 3 catégories de micro-organismes :
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Dénomination
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Se développent à
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Exemples et remarques
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acidophiles
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pH acide (3 < pH< 6)
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Exemples : Lactobacillus, ou Thermophilus thiooxydans est capable de se développer à pH = 0
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neutrophiles
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6,5 < pH < 7,5
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Exemple : E coli, etc.
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basophiles
alcalinophiles
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Se développent à pH voisin de 9
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Exemple : genre Vibrio
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L’eau biologiquement disponible ou Aw Activity of Water
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L’eau joue deux rôles : C’est le solvant des molécules organiques et inorganiques et l’eau intervient dans les réactions enzymatiques comme réactif (réaction d’hydrolyse).
On définit l’Aw : Activity of Water pour quantifier l’eau biologiquement disponible pour les bactéries.
0 < Aw < 1
Applications : confitures, salaisons, aliments séchés ou déshydratés
etc.
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BTS QIABI 1999 1.1. Définir
les termes " thermophiles" |
| BTS QIABI 2002 1-1-1 Donner la définition du terme psychrophiles.
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BTS QIABI 2005
1 1-3- Au cours de la
fabrication de ces fromages à pâte pressée les bactéries lactiques :
Lactococcus thermophilus et Lactobacillus helveticus ne doivent pas être
inhibées car elles jouent un rôle majeur dans la technologie de ces
fromages. Leur multiplication, minime au cours du travail en cuve, est
maximale au cours du pressage.
Ont été suivies au cours du
passage sous presse du fromage: l'évolution de la température au centre
et à la périphérie du fromage, la concentration en Lactobacillus
helveticus et en Lactococcus thermophilus au centre et à la périphérie
du fromage.
Aies résultats sont représentés
en annexe 7 (figures 1 et 2).
3-3.3.1 Commenter l'évolution
de la température
3-3.3.2 Commenter l'évolution
de la concentration bactérienne.
3-3.3.3 En déduire l'influence
de la température sur les bactéries étudiées. Les qualifier par
rapport à ce facteur.
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BTS QIABI 2002
1-2 Quelques aspects de la
conservation des produits de la mer.
Afin de préserver plus
longtemps les qualités du poisson frais, différents procédés sont
utilisés, dont le conditionnement sous atmosphère contrôlée et le
traitement en surface par du lysozyme. Le conditionnement sous atmosphère
contrôlée permet en particulier une augmentation de la pression
partielle en dioxyde de carbone au contact de l'aliment.
1-2-1 Donner des hypothèses
sur le mode d'action de l'augmentation de la pression partielle en dioxyde
de carbone au contact de l'aliment.
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BTS QIABI 2002
2-1-1 Donner la définition du
terme halophile.
2-1-5 Pourquoi faut-il utiliser
des milieux contenant 30 g.L-1 de NaCl ?
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BTS QIABI 2003
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BTS QIABI 2006
4. Dans le but d'industrialiser
la production de kéfir, les différents micro-organismes le composant
sont produits séparément en fermenteur industriel : l'étude porte sur
la production de biomasse de Saccharomyces kefir. Cette levure a les
caractéristiques suivantes : aéro-anaérobie, mésophile.
4.1. Préciser les conditions
de pression partielle en dioxygène et de température optimales pour
cette production. Justifier les réponses.
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Y
a-t-il des avantages / des inconvénients aux manipulations génétiques
chez les organismes vivants?
Catégoriser les bactéries au
point de vue...a) des besoins en oxygène.
b) de leur température
de croissance.
a) bactéries
aérobies strictes ont besoin d'O2 (présent dans l'air) pour
vivre et se reproduire.
bactéries anaérobies facultatives (peuvent vivre en présence d'O2 ou
en absence d'O2).
bactéries anaérobies strictes (peuvent vivre en absence d'O2 seulement). |