Stratégies de réduction du risque Clostridium botulinum dans les végétaux réfrigérés découpés

Un avis de rappel sur l’application RappelConso a signalé le 22 août 2022 la présence de Clostridium botulinum dans une conserve de pousses de bambou, photo ci-contre. 

Raison de plus pour vous parler des «Stratégies de réduction du risque Clostridium botulinum dans les végétaux frais découpés», source article de Laurel L. Dunn paru le 15 août 2022 dans Food safety Magazine.

NB : Par produits frais, l’auteur entend produits réfrigérés.

C. botulinum est de plus en plus considéré comme un agent pathogène préoccupant potentiel pour les légumes, les fruits et les champignons frais découpés

Le risque associé à Clostridium botulinum et aux aliments en conserve à faible acidité, aux viandes, aux produits de la mer et aux aliments conservés à des température excessives sont généralement bien établis. Cependant, on s'intéresse de plus en plus à C. botulinum et à son potentiel en tant qu'agent pathogène préoccupant pour les légumes, les fruits et les champignons fraîchement découpés.

Pour un segment de l'industrie assiégé par les récentes épidémies à Escherichia coli producteurs de shigatoxines, de Salmonella enterica et de Listeria monocytogenes, la prise en compte d'un pathogène bactérien aux caractéristiques de croissance très différentes, moins traditionnellement associé aux produits frais, peut sembler fastidieux. Cependant, les incidences récentes de C. botulinum chez des champignons conditionnés (1), la caractérisation accrue des conditions de croissance requises par C. botulinum non protéolytique, l'adoption généralisée par l'industrie du conditionnement sous atmosphère modifiée (modified atmosphere packaging ou MAP) et même l'augmentation des coûts de carburant peuvent nécessiter un deuxième examen de l'association de l’agent pathogène avec des produits frais.

Qu'est-ce que C. botulinum ?

C. botulinum est l'agent causal du botulisme. La bactérie forme une spore thermotolérante, ce qui lui permet de survivre pendant de longues périodes dans l'environnement et par des processus thermiques légers à modérés. Lorsqu'elles sont exposées à des conditions de croissance favorables (par exemple, températures ambiantes, humidité, atmosphères anaérobies ou à faible teneur en oxygène et nutriments), les spores peuvent germer, se multiplier et produire la toxine botulinique (ou botulique).

De nombreux cas de maladie peuvent survenir lorsque des aliments contenant C. botulinum sont laissés à des températures ambiantes qui permettent la production de toxines, puis réchauffés, car la toxine peut persister dans les aliments. De petites doses de toxine botulique (30 ng) peuvent être mortelles, et les premières indications de botulisme comprennent la perte de la motricité et de la fonction musculaire. Lorsque les muscles du diaphragme sont touchés, une insuffisance respiratoire peut survenir (2).

La croissance de C. botulinum et la production de toxines se produisent dans les aliments ou les substrats dont le pH est supérieur à 4,6. Cela place la plupart des légumes fraîchement découpés et certains fruits qui ont un pH plus élevé, y compris les melons, dans la plage appropriée pour la croissance de C. botulinum. Par conséquent, pour maîtriser la croissance de C. botulinum, l'industrie des produits frais découpés s'appuie sur d'autres interventions. La réfrigération est le principal moyen de maîtriser de nombreux dangers microbiens d'origine alimentaire, y compris C. botulinum. Cependant, les plages de températures de croissance de C. botulinum varient. C. botulinum protéolytique comprend des souches hautement résistantes à la chaleur qui produisent des toxines entre 10-12°C et plus. C. botulinum non protéolytique est légèrement moins tolérant à la chaleur que les souches protéolytiques, mais peut persister dans des produits en conserve ou transformés de manière inadéquate. De plus, C. botulinum non protéolytique est psychrotrophe, ce qui fait qu’il peut se développer et produire des toxines à des températures de stockage au froid aussi faibles que 3°C (3). Cette température est inférieure à celles de nombreuses installations commerciales de transformation et de stockage et des réfrigérateurs grand public, de sorte que la maîtrise de la température seul peut être insuffisante pour lutter contre l'agent pathogène.

Les abus de température survenant tout au long de la distribution peuvent exacerber le risque pour les produits. Par exemple, la désactivation des systèmes de refroidissement dans les camions frigorifiques réduit les coûts de carburant et est particulièrement susceptible de se produire lorsque les températures des remorques ne sont enregistrées que lorsque le produit est chargé et déchargé. Le produit laissé sur le quai de chargement pendant plusieurs heures peut permettre la germination des spores de C. botulinum protéolytique et non protéolytique, selon la durée pendant laquelle le produit n'est pas à température maîtrisée. Si ces produits dont la température était auparavant dépassée sont placés dans des réfrigérateurs domestiques non surveillés au-dessus de 3°C, les risques peuvent être encore accrus.

Les produits frais découpés présentent-ils un risque ?

Les spores de C. botulinum se trouvent facilement dans les sols, y compris les sols agricoles pour la production de produits. Bien que tous les produits soient susceptibles d'être contaminés par C. botulinum, les produits dont la partie comestible traverse le sol, comme les champignons et les asperges, peuvent être les plus susceptibles d'être contaminés par des spores. Les données recueillies (4) par le Centers for Disease Control and Prevention (CDC) des États-Unis ont identifié les légumes comme une source majeure d'épidémies de botulisme depuis les années 1950, mais les maladies causées par les légumes étaient principalement dues à des pratiques de mise en conserve inadéquates à domicile et non à des produits frais.

Les produits fraîchement découpés sont fréquemment conditionnés et vendus dans des sachets sous atmosphère modifiée ou MAP (modified atmosphere packaging). Le produit peut subir un balayage de gaz qui modifie l'atmosphère à l'intérieur de l'emballage (MAP actif), ou les gaz peuvent se diffuser à travers l'emballage lui-même lorsque l'atmosphère à l'intérieur du récipient change en raison de l'activité métabolique du produit (MAP passif). Pour la plupart des types de produits, le rinçage au gaz comprend jusqu'à 90 à 95% d'un gaz inerte (souvent de l'azote), 1 à 5% d'oxygène et 1 à 5% de dioxyde de carbone. Cette formulation à faible teneur en oxygène ralentit l’altération de la production en diminuant le taux de respiration, tout en étant suffisante pour maîtriser la germination des spores de C. botulinum qui nécessitent une condition anaérobie.

Cependant, l'atmosphère au sein de ces types d'emballages peut varier tout au long de la durée de conservation du produit. La respiration des plantes se poursuit après la récolte, bien qu'à des rythmes variables selon le type de produit, la température de stockage et l'atmosphère de l'emballage (5).

Pendant la respiration, les tissus végétaux absorbent l'oxygène et génèrent du dioxyde de carbone et de l'eau. Pour les produits sous MAP, l'atmosphère à l'intérieur de l'emballage pourrait éventuellement devenir anaérobie, ce qui est propice à la croissance de C. botulinum (6). Pour cette raison, les produits frais découpés sont conditionnés dans des plastiques perméables ou microperforés qui permettent l'échange d'oxygène et de dioxyde de carbone, garantissant que l'environnement à l'intérieur du sac reste aérobie tout au long de la durée de conservation d'un produit.

Le degré de perméabilité de l'emballage peut être sélectionné en fonction du taux d'activité respiratoire d'un produit, réduisant ainsi la mesure dans laquelle l'atmosphère à l'intérieur de l'emballage fluctue (5). S'il n'y a pas d'échange de gaz, comme lorsque le produit est conditionné dans un récipient hermétique, alors l'environnement peut devenir anaérobie. Bien que cet environnement puisse faciliter la croissance de C. botulinum, les produits à l'intérieur du récipient passent également de la respiration aérobie à la respiration anaérobie, dont les sous-produits sont le dioxyde de carbone et l'éthanol. Les produits soumis à la respiration anaérobie se dégradent rapidement au point d'être impropres, d'un point de vue qualitatif, à la consommation.

Une série d'études dans les années 1990 a révélé que si la toxine botulique pouvait être produite sur des produits frais inoculés dans des conditions anaérobies ou autres conditions de MAP, au moment où la toxine était présente, le produit lui-même était généralement non comestible (7,8,9). En fait, après avoir examiné la laitue, le chou, le brocoli, les carottes et les haricots verts sous MAP, Larson et al. (7) ont suggéré que dans les aliments examinés, la probabilité de production de toxine botulique avant altération était inférieure à 1 sur 100 000.

Certains types de produits peuvent nécessiter une attention supplémentaire en raison de différences physiologiques qui augmentent leur sensibilité à C. botulinum. Des champignons frais ont été rappelés en raison de préoccupations concernant C. botulinum, y compris un rappel canadien qui a eu lieu au début de 2021 (1). Non seulement les champignons sont cultivés en contact étroit avec le sol et sont donc susceptibles d'entrer en contact avec des spores de C. botulinum, mais ils ont également un effet très taux de respiration élevé par rapport à d'autres produits (10). Sugiyama et Yang (11) ont déterminé que les champignons enveloppés dans un film de chlorure de polyvinyle (PVC) semi-perméable consommaient de l'oxygène plus rapidement qu'il ne pouvait imprégner le film, entraînant la formation de toxine botulique avant que les champignons ne soient visiblement altérés. Cependant, les champignons de cette étude ont été stockés à 20°C, et l'équipe a découvert qu'aucune toxine botulique n'était présente sur les champignons stockés à 4°C (11).

Quelques années plus tard, un groupe de la FDA des États-Unis a publié une étude indiquant que lorsque deux trous de 1/8 de pouce étaient ajoutés au film PVC, aucune toxine botulique n'était présente dans les emballages de champignons inoculés (12). Maintenir des champignons à des températures de réfrigération et assurer la ventilation dans le film d'emballage est important non seulement pour réduire le risque de croissance de C. botulinum, mais aussi pour préserver la qualité de cet aliment hautement périssable.

Meilleures pratiques pour maîtriser C. botulinum sur les produits frais

Le maintien et la surveillance de la chaîne du froid sont peut-être les contrôles de sécurité et de qualité des aliments les plus critiques pour garantir que les consommateurs reçoivent des légumes, des fruits et des champignons frais coupés de haute qualité. Les fluctuations de température peuvent exacerber les risques microbiens, y compris C. botulinum, et réduire considérablement la qualité et la durée de conservation des produits. Lorsque le contrôle de la température est associé à un emballage bien ventilé pour des produits comme les champignons, ou à un film perméable permettant un échange d'oxygène et de dioxyde de carbone correspondant aux taux de respiration approximatifs des produits sous MAP, la probabilité de formation de la toxine de C. botulinum est faible. Les entreprises doivent évaluer les compositions atmosphériques de leurs produits sous MAP dans des conditions d'abus de température probables afin de déterminer si les produits supporteraient la croissance de C. botulinum tout au long de leur durée de conservation prévue.

Les consommateurs peuvent également réduire leur risque d'exposition en s'assurant que les produits qu'ils achètent ne sont pas entreposés dans des contenants hermétiques, qu'ils sont consommés pendant la durée de conservation du produit et qu'ils sont entreposés à la température appropriée. Pour les produits réfrigérés, l'utilisation d'un thermomètre calibré dans le réfrigérateur domestique peut garantir le maintien de températures sûres. Santé Canada (13) recommande aux consommateurs de conserver les champignons dans des emballages ventilés ou des sachets en papier sous réfrigération pour s'assurer qu'il n'y a pas de croissance de C. botulinum et de formation de toxines, et que tout produit altéré doit être jeté.

Références

1. Canadian Health Inspection Agency. Food Recall Warning-Belle Grove brand Whole White Mushrooms recalled due to potential presence of dangerous bacteria. January 9, 2021.
2. Peck, M. W. Clostridium botulinum and the safety of minimally heated, chilled foods: An emerging issue? Journal of Applied Microbiology 101, no. 3 (2006): 556-570.
3. Lindström, M., K. Kiviniemi, and H. Korkeala, Hazard and control of Group II (non-proteolytic) Clostridium botulinum in modern food processing. International Journal of Food Microbiology 108, no. 1 (2006): 92-104.
4. U.S. Centers for Disease Control and Prevention. Botulism in the United States, 1899-1996. Handbook for Epidemiologists, Clinicians, and Laboratory Workers. 1998.
5. Sandhya. "Modified atmosphere packaging of fresh produce: Current status and future needs. LWT-Food Science and Technology 43, no. 3 (2010): 381-392.
6. Lilly, T. Jr., H. M. Solomon, and E. J. Rhodehamel. Incidence of Clostridium botulinum in vegetables packaged under vacuum or modified atmosphere. Journal of Food Protection 59, no. 1 (1996): 59-61.
7. Larson, A. E., E. A. Johnson, C. R. Barmore, and M. D. Hughes. Evaluation of the botulism hazard from vegetables in modified atmosphere packaging. Journal of Food Protection 60, no. 10 (1997): 1208-1214.
8. Larson, A. E. and E. A. Johnson. Evaluation of botulinal toxin production in packaged fresh-cut cantaloupe and honeydew melons. Journal of Food Protection 62, no. 8 (1999): 948-952.
9. Hao, Y. Y., R. E. Brackett, L. R. Beuchat, and M. P. Doyle. Microbiological quality and production of botulinal toxin in film-packaged broccoli, carrots, and green beans. Journal of Food Protection 62, no. 5 (1999): 499-508.
10. Ares, G., C. Lareo, and P. Lema. Modified atmosphere packaging for postharvest storage of mushrooms: A review. Fresh Produce 1, no. 1 (2007): 32-40.
11. Sugiyama, H. and K. H. Yang. Growth potential of Clostridium botulinum in fresh mushrooms packaged in semipermeable plastic film. Applied Microbiology 30, no. 6 (1975): 964-969.
12. Kautter, D. A., T. Lilly, Jr., and R. Lynt. Evaluation of the botulism hazard in fresh mushrooms wrapped in commercial polyvinylchloride film. Journal of Food Protection 41, no. 2 (1978): 120-121.
13. Health Canada. Food Safety Tips for Mushrooms. 2019.

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