Combattre les pathogènes d'origine alimentaire avec des antimicrobiens naturels

«Combattre les pathogènes d'origine alimentaire avec des antimicrobiens naturels», source ASM du 23 septembre.

En avril 2022, l'Organisation mondiale de la santé a tracé environ 150 cas d'infection à Salmonella Typhimurium multirésistant dans 11 pays liés à du chocolat produit en Belgique, ce qui a entraîné l'un des plus importants rappels de produits de chocolat à ce jour. Ce n'est pas un cas isolé. Chaque année, environ 1 personne sur 10 est la proie de maladies d'origine alimentaire, à la suite d'aliments contaminés par des micro-organismes ou des substances chimiques dangereux. La contamination peut se produire à différentes étapes de la préparation des aliments, transformation, stockage, distribution et/ou manipulation, et constitue un lourd fardeau pour la santé publique et l'économie. Par conséquent, la conservation des aliments est importante pour assurer la sécurité des aliments et réduire le gaspillage alimentaire.

L'industrie alimentaire a désormais commencé à explorer des alternatives naturelles pour conserver les aliments afin de réduire la dépendance aux conservateurs chimiques, dont certains sont liés à l'obésité et au syndrome métabolique. Plus précisément, les antimicrobiens naturels produits par des plantes et des micro-organismes tels que les bactéries et les champignons peuvent tuer des pathogènes d'origine alimentaire comme Salmonella Typhimurium, Escherichia coli, Listeria monocytogenes et Clostridium botulinum ainsi que des bactéries d'altération des aliments comme Brochothrix thermosphacta, Lactobacillus spp., Bacillus spp. et Weissella spp., entre autres. Les pathogènes d'origine alimentaire et les microbes d’altération posent un grave problème de santé pour les consommateurs et détruisent l'apparence, la texture et les caractéristiques sensorielles des aliments, affectant l'industrie alimentaire et les consommateurs.

Les huiles essentielles, des antimicrobiens essentiels issus des plantes

Les herbes comme l'origan, le thym et le romarin ne sont pas seulement d'excellentes options aromatisantes, mais elles possèdent également un trésor de potentiel antimicrobien contre les pathogènes. Les plantes produisent des liquides aromatiques et volatils appelés huiles essentielles qui ont un large spectre d'activité antimicrobienne contre les pathogènes Gram positif et Gram négatif. Les huiles essentielles sont des arsenaux importants de défense des plantes contre les bactéries, les champignons et les insectes pathogènes, et l'industrie alimentaire tire parti de ces connaissances pour éloigner les pathogènes d'origine alimentaire.

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Les bactériocines, des armes de la guerre bactérienne

Tout comme les huiles essentielles aident les plantes à combattre les pathogènes, certaines bactéries produisent de petits peptides aux propriétés antimicrobiennes contre des bactéries étroitement apparentées, ce qui devient avantageux lorsqu'elles se disputent des ressources dans des environnements partagés. Ces petits peptides sont appelés bactériocines et aident les bactéries à établir leur niche dans l'écosystème. Les bactériocines sont considérées comme sûres pour un usage humain car elles sont facilement dégradées par les enzymes du tractus gastro-intestinal humain. Beaucoup d'entre elles sont produits par des bactéries appartenant au groupe des bactéries lactiques (LAB) qui ont un statut GRAS (GRAS pour Generally Recognized As Safe). Elles peuvent être utilisés pour la conservation des aliments de différentes manières : sous forme de produits purifiés ou par addition de bactéries productrices de bactériocines directement dans les aliments.

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Fournir des antimicrobiens dans des nanocapsules

Bien que l'idée d'utiliser des huiles essentielles extraites d'herbes et d'épices et des bactériocines de LAB sonne bien en théorie, plusieurs facteurs limitent les applications pratiques. Par exemple, l'arôme (et la saveur) intense des huiles essentielles dans les aliments peut ne pas plaire à tout le monde. De plus, les huiles essentielles et les bactériocines souffrent d'une solubilité et d'une stabilité médiocres, ce qui réduit leur efficacité.

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Fournir des antimicrobiens dans des revêtements et des emballages comestibles

Si vous avez déjà cueilli des fruits dans une ferme, vous remarquerez facilement la différence entre les fruits qui poussent sur les arbres et ceux qui sont vendus dans une épicerie. Souvent, ce dernier est traité avec de la cire alimentaire ou des films comestibles qui donnent aux fruits leur aspect brillant. La cire peut être composée de produits chimiques ou de sources naturelles qui protègent les produits de l'humidité et de l’altération.

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Préoccupations concernant la résistance aux antimicrobiens

Lors du déploiement de tout antimicrobien sur le terrain, il est essentiel de résoudre les problèmes associés à l'émergence de pathogènes résistants. Nous ne savons pas grand-chose sur le développement de la résistance aux antimicrobiens chez les pathogènes d'origine alimentaire ou les microbes d’altération lorsque les huiles essentielles et les bactériocines sont utilisées comme conservateurs alimentaires.

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Considérations futures pour les antimicrobiens naturels

Alors que la demande de produits frais augmente parmi les consommateurs soucieux de leur santé, il en va de même pour la nécessité de prévenir leur altération par des microbes pathogènes. Les antimicrobiens naturels offrent une alternative plus sûre aux conservateurs chimiques pour la conservation des aliments. Cependant, certaines préoccupations doivent être abordées.

L'une des principales préoccupations est de déterminer la concentration d'antimicrobiens naturels dans les aliments. De nombreuses études portant sur l'effet des huiles essentielles et des bactériocines sur les microbes pathogènes sont réalisées in vitro sur des espèces bactériennes isolées. Cependant, elles ne traduisent pas bien lorsque ces antimicrobiens sont ajoutés aux aliments, probablement en raison d'interactions sous-jacentes complexes entre les antimicrobiens, la structure chimique de l'aliment et l'environnement. Souvent, une concentration plus élevée d'antimicrobien est nécessaire dans les aliments par rapport aux études in vitro, et les autorités réglementaires doivent s'assurer que ces concenrations restent sans danger pour la santé humaine.

Les méthodes d'application et d'administration des antimicrobiens doivent également être optimisées pour différents aliments et différents types de pathogènes, sans perturber les caractéristiques sensorielles du produit. Certaines solutions potentielles consistent à fournir des antimicrobiens naturels dans des nanoencapsules et des revêtements respectueux de l'environnement, ainsi qu'à tester l'efficacité synergique d'une combinaison d'antimicrobiens.

Plus important encore, l'industrie alimentaire et les autorités réglementaires ont l'obligation morale d'impliquer activement les consommateurs dans le processus de manière transparente. Des études supplémentaires sont nécessaires pour garantir que ces systèmes préservent les propriétés chimiques, biologiques et sensorielles des aliments, sans provoquer d'effets secondaires dangereux pour la santé des consommateurs.