Une étude démontre comment le recours à la pulvérisation affecte l'efficacité d'un désinfectant vis-à-vis de Listeria sur des surfaces en contact avec les aliments

« Une étude démontre comment le recours à la pulvérisation affecte l'efficacité d'un désinfectant vis-à-vis Listeria sur des surfaces en contact avec les aliments », source FSM.

• Des chercheurs de l'Université Cornell ont combiné des estimations de contraintes de cisaillement issues de la modélisation informatique de la dynamique des fluides avec des mesures expérimentales de réduction microbienne.

• Des temps d'application plus longs, des distances de pulvérisation plus courtes et des schémas de pulvérisation exerçant une force physique suffisante sur les surfaces peuvent contribuer à une meilleure réduction microbienne.

• Les expériences mesurant l'efficacité des désinfectants peuvent fausser les résultats de désinfection en conditions réelles si les contraintes de cisaillement et le temps d'application ne sont pas pris en compte.

• Ces résultats remettent en question l'hypothèse selon laquelle le nettoyage élimine physiquement la contamination, tandis que la désinfection inactive principalement chimiquement les micro-organismes restants.

• La formation des opérateurs de désinfection et la conception des équipements de pulvérisation gagneraient à mieux prendre en compte l'impact du jet et les forces de cisaillement.

Une nouvelle étude menée par des chercheurs de l'Université Cornell a démontré que la technique d'application des désinfectants et la mécanique des fluides, notamment les contraintes de cisaillement, peuvent influencer significativement la réduction microbienne sur les surfaces en contact avec les aliments. Ceci suggère que les tests d'efficacité statiques classiques peuvent ne pas refléter fidèlement les performances des désinfectants en conditions réelles.

Publiée dans la revue Applied and Environmental Microbiology, l'étude, «Variable fluid mechanics explain why static efficacy tests overestimate sanitizer performance against Listeria», a estimé la contrainte de cisaillement (c'est-à-dire la façon dont un matériau réagit à une force s'exerçant sur sa surface) à l'aide de la dynamique des fluides numérique* (modélisation informatique permettant de simuler et d'analyser l'écoulement des liquides). Ces estimations ont été couplées à des mesures de réduction microbienne obtenues lors d'expériences d'application d'hypochlorite de sodium à 100 ppm sur Listeria innocua présent sur de l'acier inoxydable.

L'efficacité du désinfectant a été analysée par pulvérisation manuelle à l'échelle pilote, par pulvérisation contrôlée à l'échelle du laboratoire et par immersion statique d'échantillons.

Les chercheurs ont expliqué que les tests d'efficacité des désinfectants ont traditionnellement mis l'accent sur l'inactivation chimique dans des conditions statiques, par exemple par immersion de surfaces inoculées dans du désinfectant. Or, la désinfection par pulvérisation est un processus dynamique dans lequel des forces physiques peuvent contribuer à l'élimination microbienne, et la contrainte de cisaillement exercée sur une surface peut varier selon le lieu et le mode d'application du désinfectant. La technique d'application a eu un impact significatif sur la réduction de Listeria.

Afin d'évaluer la variabilité lors de l'application manuelle d'un désinfectant, trois chercheurs spécialisés en désinfection industrielle ont été chargés de traiter une surface en acier inoxydable inoculée à l'aide d'un pulvérisateur sous pression contenant 100 ppm d'hypochlorite de sodium. Les chercheurs ignoraient l'emplacement des sites d'inoculation et n'ont reçu aucune instruction concernant la technique d'application, hormis les consignes de sécurité.

Chaque opérateur a déterminé indépendamment le jet de pulvérisation, la durée du traitement et la distance entre la buse et la surface. Malgré une désinfection complète de la surface plane en acier inoxydable par les trois opérateurs, les réductions microbiennes ont varié significativement :

• L’opérateur ayant pulvérisé pendant six secondes à une distance de 150 cm a obtenu la plus faible réduction, soit 1,9 ± 0,5 log UFC/surface.

• L’opérateur ayant pulvérisé pendant 15 secondes à 45 cm a obtenu la plus forte réduction, soit 3,7 ± 0,7 log UFC/surface.

• Le troisième opérateur a pulvérisé pendant 13 secondes à 75 cm et a obtenu une réduction de 2,1 ± 0,6 log UFC/surface.

À noter que parmi les trois opérateurs,

• La réduction moyenne était de 2,6 ± 0,4 log UFC/surface.

• Aucun opérateur n’a atteint une réduction de 5 log, malgré l’utilisation d’une surface plane en acier inoxydable, facile à nettoyer et sans aspérités, et un temps de contact du désinfectant de 120 secondes après pulvérisation. Les résultats indiquent que des temps d'application plus longs, des distances plus courtes entre les buses et les surfaces, ainsi que des schémas de pulvérisation exerçant une force physique suffisante, peuvent contribuer à une meilleure réduction microbienne.

Contribution des contraintes de cisaillement à l'élimination physique de Listeria

Afin d'étudier l'influence de la mécanique des fluides sur l'efficacité du désinfectant, les chercheurs ont mené des expériences contrôlées à l'échelle du laboratoire à l'aide d'un pulvérisateur fixe positionné à 38 cm de surfaces verticales en acier inoxydable. Trois zones ont été évaluées : le point d'impact direct du désinfectant sur la surface, une zone immédiatement adjacente à ce point et une zone de « film de liquide (fluid-film) » située sous le point d'impact, où le désinfectant s'écoule le long de la surface.

La modélisation CFD** a estimé les contraintes de cisaillement à 25 pascals (Pa) au point d'impact, à 75 Pa immédiatement adjacent et à seulement 4 Pa au niveau du film liquide.

Après une application de trois secondes d'hypochlorite de sodium à 100 ppm, les réductions de L. innocua variaient considérablement selon la zone d'application. Les chercheurs ont observé des réductions de :

• 7,5 ± 0,5 log UFC/surface au point d’impact

• 6,4 ± 0,7 log UFC/surface immédiatement adjacente au point d’impact

• 0,4 ± 0,1 log UFC/surface à l’emplacement du film liquide à faible cisaillement.

La différence entre la zone du film liquide et les deux zones proches du point d'impact du jet était statistiquement significative.

Rôle significatif de l'élimination physique dans la réduction microbienne

Des expériences utilisant uniquement de l'eau ont confirmé le rôle de l'élimination physique. La pulvérisation d'eau a entraîné des réductions de :

• 3,4 ± 0,6 log UFC/surface au point d'impact

• 3,2 ± 0,5 log UFC/surface immédiatement à côté du point d'impact

• 0,4 ± 0,8 log UFC/surface au niveau de la zone du film de liquide.

Bien que les différences entre les traitements à l'eau n'aient pas été statistiquement significatives, les chercheurs ont indiqué que des réductions supérieures à 3 log UFC dans les zones directement exposées au jet démontraient qu'une part importante de la réduction microbienne pouvait être attribuée à l'élimination physique plutôt qu'à l'inactivation chimique.

Les chercheurs ont suggéré que les écarts importants entre les zones directement pulvérisées et celles recouvertes d'un film liquide pourraient expliquer en partie les réductions relativement faibles obtenues lors d'une application manuelle. Des schémas de pulvérisation variables peuvent laisser certaines parties de la surface sans impact direct du désinfectant, entraînant une contrainte de cisaillement moindre et une élimination physique réduite des cellules microbiennes.

L'application et le temps de contact ont influencé l'efficacité du désinfectant

Une exposition prolongée au désinfectant a amélioré la réduction microbienne, y compris dans les zones soumises à une contrainte de cisaillement relativement faible.

Au niveau de la zone du film liquide :

• Une pulvérisation de désinfectant de trois secondes sans temps de contact supplémentaire a entraîné une réduction de 0,4 ± 0,1 log UFC/surface

• L'ajout d'un temps de contact de 120 secondes après la pulvérisation de trois secondes a porté la réduction à 2,0 ± 0,1 log UFC/surface

• La prolongation de la durée de pulvérisation à 120 secondes, sans période de contact supplémentaire, a porté la réduction à 6,3 ± 0,3 log UFC/surface.

L'immersion statique a donné des résultats différents :

• L'immersion de coupons en acier inoxydable inoculés dans le désinfectant pendant trois secondes a entraîné une réduction de 2,3 ± 0,1 log UFC/surface

• Une immersion de trois secondes suivie d'un temps de contact de 120 secondes a entraîné une réduction de 4,4 ± 0,6 log UFC/surface

• Une immersion de 120 secondes a entraîné une réduction de 6,0 ± 0,1 log UFC/surface.

Les chercheurs ont constaté que l'immersion garantissait un contact complet et uniforme avec le désinfectant, tandis que la pulvérisation entraînait une dynamique des fluides et une couverture de désinfectant variables spatialement. Par conséquent, l'efficacité mesurée à l'aide d'échantillons immergés ou de zones exposées directement au jet peut ne pas refléter les réductions obtenues sur l'ensemble d'une surface lors d'une désinfection manuelle.

Principaux enseignements et implications pour la recherche et l'industrie

Globalement, les chercheurs ont conclu que les expériences mesurant l'efficacité des désinfectants pouvaient surestimer ou sous-estimer les résultats réels de la désinfection si les contraintes de cisaillement et la durée d'application ne sont pas prises en compte.

L'étude a également remis en question la distinction simpliste selon laquelle le nettoyage élimine physiquement la contamination tandis que la désinfection inactive principalement chimiquement les micro-organismes restants. D'après les chercheurs, le détachement physique des cellules causé par le flux de désinfectant représente un élément important des réductions microbiennes obtenues lors de la pulvérisation.

Les résultats suggèrent que la formation des opérateurs de désinfection et la conception des équipements de pulvérisation pourraient bénéficier d'une meilleure prise en compte de l'impact du jet et des forces de cisaillement. L'augmentation de la durée d'application de la pulvérisation et un temps de contact suffisant avec le désinfectant ont également été identifiés comme des facteurs importants pour maximiser la réduction microbienne. Les chercheurs ont souligné que l'écart entre les tests d'efficacité contrôlés et l'application pratique a des conséquences sur l'estimation de la réduction des risques apportée par les programmes d'assainissement. Selon eux, une surestimation de la réduction microbienne due au traitement désinfectant pourrait conduire à des politiques de sécurité des aliments ne tenant pas suffisamment compte d'autres sources de réduction microbienne au sein des programmes de nettoyage-désinfection.

* La dynamique des fluides numérique est une branche de la physique qui utilise l'informatique et des méthodes mathématiques pour simuler et analyser le le mouvement des liquides et des gaz, ainsi que leurs interactions avec des surfaces.

** La modélisation CFD (Computational Fluid Dynamics, ou mécanique des fluides numérique) est une méthode de simulation par ordinateur qui permet d'étudier le mouvement des fluides (liquides et gaz) et leurs transferts de chaleur ou de masse en résolvant les équations mathématiques de la physique.

A propos de l'élimination de biofilms monospécifiques et bispécifiques de Escherichia coli O157:H7 et de Listeria monocytogenes formés sur diverses surfaces en contact avec les aliments en flux dynamique par l'acide peracétique

Longtemps, je me suis intéressé aux biofilms. Il s’agit de cette forme de vie usuelle des micro-organismes, qui, comme chacun le sait, ne vivent pas en suspension.

Ainsi en est-il de nouvelle article à paraître où il va être question de biofilms en flux dynamique, comme dans la vraie vie, et du rôle d’un désinfectant majeur en entreprise alimentaire, l’acide peracétique.

On sait que les désinfectants ne sont pas des produits qui font des miracles sur les surfaces en contact avce les aliments, le nettoyage préalable est toujours indispasable. Ici les auteurs de l’étude montre une nouvelle donne des surfaces en contact avec les aliments avec la notion d'aplatissement d'une surface (ou kurtosis* surfacique), en résumé la topographie de la surface et non pas la seule rugosité. L’étude a aussi utilisé une bactérie environnementale** Gram négatif, reconnue comme ayant un fort producteur de biofilm. Voilà, vous lire dans cet article, les Faits saillant, le résumé et la conclusion, et vous vous direz avec les auteurs qu’il est particulièrement difficile d’éliminer un biofilm avec un désinfectant, fut-ce l’acide peracétique. Mais n’anticipons pas, bonne lecture !

Va paraître dans Journal of Food Protection un article intitulé, « Efficacy of Peracetic Acid in Removing Escherichia coli O157:H7 and Listeria monocytogenes from Single- and Dual-Species Biofilms formed on Various Food Contact Surfaces under Dynamic Flow » (Efficacité de l'acide peracétique pour l'élimination des biofilms monospécifiques et bispécifiques de Escherichia coli O157:H7 et de Listeria monocytogenes formés sur diverses surfaces en contact avec les aliments en flux dynamique).

Faits saillants

• Le stress lié aux forces de cisaillement influence la formation du biofilm et son élimination par l'acide peracétique.
• Les pathogènes sont plus difficiles à éliminer des surfaces en EPDM (Éthylène-Propylène-Diène Monomère un caoutchouc synthétique).
• L. monocytogenes est plus résistant que E. coli O157:H7 au sein du biofilm.
• La bactérie indigène Ralstonia insidiosa protège les pathogènes présents dans les biofilms contre le désinfectant.

Résumé

Les biofilms de Escherichia coli O157:H7 et de Listeria monocytogenes survivent souvent aux procédures de nettoyage et de désinfection standardisées, ce qui représente un risque majeur pour la sécurité des aliments dans le secteur de la transformation alimentaire. Pour étudier ce phénomène, nous avons cultivé des biofilms monospécifiques et bispécifiques de ces pathogènes en co-culture avec la bactérie Ralstonia insidiosa, jouant le rôle de promoteur, sur des coupons de différents matériaux en contact avec les aliments (acier inoxydable, PTFE et EPDM), dans des conditions de contrainte de cisaillement contrôlées. Les coupons portant les biofilms ont ensuite été transférés dans un réacteur Bio-inLine® afin d'évaluer l'efficacité de décontamination de l'acide peracétique selon diverses conditions hydrodynamiques.

L'efficacité de l'acide peracétique a varié en fonction du type de surface, des conditions de cisaillement lors de la formation du biofilm et de la durée d'exposition. L'EPDM s'est révélé être systématiquement la surface la plus difficile à nettoyer ; le traitement à l'acide peracétique a permis une réduction de E. coli significativement plus faible sur EPDM que sur l'acier inoxydable (0,81 contre 5,09 log UFC/cm²) pour les biofilms formés sous une force de cisaillement élevée. Une force de cisaillement élevée durant le développement du biofilm a probablement favorisé une architecture matricielle plus résistante dans les biofilms monospécifiques des pathogènes, tandis que R. insidiosa a offert une protection supplémentaire à ces derniers, agissant potentiellement comme une barrière structurelle.

Nos résultats suggèrent que les protocoles de nettoyage et de désinfection pourraient nécessiter une optimisation en fonction du matériau de surface afin de garantir une élimination plus efficace des biofilms. Par ailleurs, la gestion des zones opérationnelles soumises à un cisaillement élevé et le choix des types de surfaces seront essentiels, car ces facteurs physiques peuvent influencer la pénétration de l'acide peracétique et l'élimination ultérieure du biofilm.

Conclusion

Cette étude met en évidence le fait que le matériau de surface et la force de cisaillement hydrodynamique lors de la transformation influencent considérablement l'efficacité de l’acide peracétique, pour l'élimination des biofilms.

La valeur élevée de l'aplatissement d'une surface (ou kurtosis surfacique) de l'EPDM crée un environnement protecteur pour les bactéries et favorise la formation de biofilms persistants sur les lignes de transformation alimentaire ; cela met en évidence que la topographie de la surface peut jouer un rôle plus déterminant que la simple rugosité dans l'efficacité anti-biofilm des désinfectants.

L'écoulement hydrodynamique du fluide affecte considérablement la résistance des biofilms, car ceux qui se forment sous un fort cisaillement peuvent présenter une résilience accrue aux traitements par les désinfectants. Par ailleurs, le rôle de R. insidiosa comme promoteur de croissance ou d'activité métabolique dans les environnements plurispécifiques souligne la nécessité de protocoles de désinfection ciblant les bactéries facilitatrices présentes dans l'environnement, lesquelles uniformisent la résistance microbienne sur divers matériaux.

Nos résultats démontrent que le choix du désinfectant est complexe et dépend des paramètres du procédé de transformation alimentaire. Les conditions de cisaillement, la nature des matériaux de surface ainsi que l'usure structurelle de la surface polymère peuvent influencer l'efficacité anti-biofilm du désinfectant.

** L’aplatissement d'une surface (ou kurtosis surfacique est un paramètre métrologique et statistique qui mesure l'acuité et la distribution des pics et des vallées d'une texture de surface par rapport à une loi normale.

** Ralstonia insidiosa est une bactérie environnementale Gram négatif, reconnue comme un fort producteur de biofilm jouant un rôle de « pont » ou de promoteur pour l'adhésion d'autres pathogènes. La bactérie survit en milieu pauvre en nutriments, les réseaux d'eau et les milieux industriels. Voir aussi ici.

Une nouvelle étude suggère que les particules de plastique renforcent les biofilms de E. coli ; les chercheurs soulignent les implications pour la sécurité sanitaire de l'eau potable

« Une nouvelle étude suggère que les particules de plastique renforcent les biofilms de E. coli ; les chercheurs soulignent les implications pour la sécurité sanitaire de l'eau potable », source Food Safety Magazine.

Les microplastiques et les nanoplastiques pourraient aider les bactéries pathogènes à survivre aux efforts d'élimination, leur permettant ainsi de persister dans les systèmes d'eau potable, selon une nouvelle étude publiée dans Water Research.

Plus précisément, les chercheurs ont constaté que les nanoplastiques peuvent renforcer les biofilms bactériens qui se développent à l'intérieur des canalisations d'eau potable et autres infrastructures hydrauliques. Ces biofilms deviennent plus résistants à la désinfection au chlore, ce qui peut rendre l'éradication des bactéries pathogènes des systèmes de traitement et de distribution d'eau plus difficile.

Les microplastiques et les nanoplastiques constituent déjà une préoccupation croissante de santé publique en raison de l'exposition alimentaire via l'eau et les aliments, dont l'ampleur et les conséquences sanitaires restent encore mal connues. L’étude récente suggère que ces particules de plastique pourraient affecter indirectement la santé humaine en influençant le comportement de pathogènes comme Escherichia coli dans les systèmes aquatiques.

« Il est crucial de mieux comprendre les effets néfastes des nanoplastiques sur la santé humaine, mais aussi sur l'environnement, ce qui a une incidence indirecte sur la santé humaine », a déclaré Jingqiu Liao, co-auteur de l'étude. « Les nanoplastiques peuvent favoriser la survie des agents pathogènes résistants aux antimicrobiens, ce qui pourrait nuire à l'environnement et avoir des conséquences sur la santé publique. »

L'étude a été réalisée par des chercheurs de Virginia Tech, de l'Université Rice, de l'Académie chinoise des sciences, de l'Institut fédéral suisse des sciences et technologies aquatiques et de l'Université du Zhejiang

Les nanoplastiques renforcent les biofilms de E. coli et de Pseudomonas

Les biofilms sont des communautés de bactéries qui adhèrent aux surfaces et s'entourent d'une matrice protectrice appelée substances polymériques extracellulaires (extracellular polymeric substances pour EPS). Ces communautés microbiennes qui se développent dans les réseaux de distribution d'eau potable peuvent héberger des pathogènes opportunistes et rendre leur élimination plus difficile.

Pour comprendre l'influence des nanoplastiques sur la dynamique des biofilms, les chercheurs ont exposé des biofilms composés de deux espèces bactériennes, Escherichia coli et Pseudomonas aeruginosa, à des nanoplastiques de polystyrène chargés positivement et négativement, à des concentrations environnementales pertinentes allant de 100 à 1 000 nanogrammes par litre (ng/L). Les nanoplastiques chargés positivement ont produit les effets les plus marqués.

Les chercheurs ont constaté que les nanoplastiques pénétraient dans les cellules bactériennes et augmentaient le stress oxydatif, faisant augmenter les niveaux de dérivés réactifs de l'oxygène d'environ 2,2 fois. Ce stress activait les bactériophages dormants, des virus infectant les bactéries, provoquant une lyse partielle des cellules de E. coli et la libération de matériel intracellulaire dans le biofilm environnant.

Parallèlement, des analyses transcriptomiques et protéomiques ont montré que les nanoplastiques activaient les réponses au stress chez les bactéries, stimulaient la réplication des bactériophages et renforçaient le quorum sensing, un système de communication chimique utilisé par les bactéries pour coordonner leur comportement collectif. En communiquant entre elles, les bactéries sécrétaient de plus grandes quantités d'EPS, produisant ainsi des biofilms plus épais, plus denses et plus protecteurs.

Les chercheurs ont également observé l'activation des systèmes de défense antiviraux bactériens en réponse aux prophages, des bactériophages qui insèrent leur génome dans l'ADN de bactéries hôtes et détruisent les cellules bactériennes qu'ils infectent tout en produisant un grand nombre de nouvelles particules virales. Pour se défendre contre ces prophages, les bactéries utilisent le système CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), un ensemble de séquences d'ADN ou d'ARN.

Ensemble, ces processus ont augmenté la quantité d'ADN extracellulaire au sein du biofilm, amélioré sa résistance mécanique d'environ 1,5 fois et accru significativement sa résistance à la désinfection au chlore. L'analyse métagénomique des biofilms présents dans les pipelines a suggéré que ces interactions bactéries-phages favorisaient également le développement de communautés de biofilms multi-espèces plus résilientes.

Les auteurs ont conclu que des biofilms plus résistants et plus robustes aux désinfectants pourraient créer de nouveaux défis pour les systèmes de traitement et de distribution d'eau potable en rendant les biofilms plus difficiles à éradiquer des surfaces des infrastructures.

Des recherches futures sont nécessaires pour identifier les processus moléculaires qui régissent les réponses des biofilms complexes contenant plusieurs espèces microbiennes aux particules de plastique, ainsi que pour comprendre le rôle de la taille des particules (c.-à-d. microplastiques vs nanoplastiques) sur la dynamique bactéries-phages.

Ces conclusions s'appuient sur des preuves émergentes liant les plastiques aux risques microbiens.

Ces nouvelles découvertes viennent s'ajouter à un ensemble croissant de recherches suggérant que les microplastiques et les nanoplastiques peuvent modifier le comportement bactérien de manière à accroître la persistance microbienne, la résistance aux antimicrobiens (RAM) et la virulence.

Par exemple, une étude menée en 2025 par l'Université de Boston a révélé que les microplastiques augmentaient la résistance aux antimicrobiens et la formation de biofilms chez E. coli, ce qui soulève des inquiétudes quant au fait que la pollution plastique pourrait contribuer à la propagation de la résistance aux antimicrobiens parmi les agents pathogènes d'origine alimentaire.

Des chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign avaient rapporté des résultats similaires concernant les nanoplastiques. Cette étude avait révélé que les nanoplastiques chargés modifiaient la croissance, la viabilité, les réponses au stress physiologique, la virulence et la formation de biofilm de E. coli pathogène. Une autre étude avait également montré que les nanoplastiques augmentaient la virulence de Salmonella, favorisaient la formation de biofilm et exacerbaient la résistance aux antimicrobiens, les effets étant plus marqués à des concentrations plus élevées.

Prises ensemble, ces études suggèrent que les particules de plastique peuvent influencer les communautés microbiennes par de multiples voies biologiques, augmentant potentiellement la persistance des bactéries pathogènes dans les matrices alimentaires et les systèmes aquatiques.

Environnement de fabrication et Listeria monocytogenes

« Impact of surface type and sanitizer use on reduction of Listeria monocytogenes biofilms subjected to varying nutrient availability », source Journal of Food Protection, In Press (Impact du type de surface et de l'utilisation de désinfectants sur la réduction de biofilms de Listeria monocytogenes soumis à des conditions variables de disponibilité en nutriments).

Faits saillants

• L. monocytogenes est capable de persister sous forme de biofilm sur diverses surfaces en contact avec les aliments.
• L. monocytogenes a survécu sur des surfaces pendant 17 jours malgré une disponibilité limitée en nutriments.
• L'efficacité des désinfectants dépend du type de surface en contact avec les aliments.
• L'acide lactique a montré une efficacité accrue vis-à-vis L. monocytogenes.

Résumé

La capacité de Listeria monocytogenes à adhérer aux surfaces et à former un biofilm tout en survivant dans des environnements froids accroît le risque de transfert de contamination dans les environnements de transformation alimentaire. Cette étude vise à déterminer quels matériaux de surface en contact avec les aliments favorisent la formation et la survie de biofilms de L. monocytogenes dans des conditions favorisant ou limitant la disponibilité en nutriments. L'efficacité antimicrobienne de trois désinfectants (acide lactique à 5%, chlore à 200 ppm, ammonium quaternaire à 200 ppm) vis-à-vis debiofilms formés dans deux environnements nutritionnels a également été évaluée. Un cocktail de cinq souches de L. monocytogenes a été utilisé pour développer des biofilms sur quatre types de coupons (1 × 1 cm) : acétal, nitrile, caoutchouc et acier inoxydable. Dans les conditions favorisant les nutriments, les coupons ont été soumis à une incubation de 72 heures, avec renouvellement du milieu de culture toutes les 24 heures, suivie d'un traitement par un désinfectant. Pour les conditions limitant les nutriments, les coupons ont subi les traitements après une période de stockage supplémentaire de 14 jours à 4,4°C sans apport de nutriments, faisant suite à la période initiale d'incubation de 3 jours. Les résultats ont montré que les populations cellulaires associées aux biofilms dépassaient 6,75 log UFC/cm² sur tous les types de surfaces dans les conditions favorisant les nutriments. Les conditions limitant les nutriments ont entraîné une réduction des populations microbiennes sur tous les types de surfaces, atteignant des niveaux compris entre 6,21 et 6,48 log UFC/cm². Bien que l'efficacité des désinfectants ait varié selon le type de surface, tous les désinfectants ont permis d'obtenir des réductions significatives (P < 0,05) par rapport au témoin dans les deux conditions. L'acide lactique a systématiquement entraîné une réduction plus importante (P < 0,05) dans les deux conditions testées. Cette étude confirme la capacité de L. monocytogenes à adhérer à diverses surfaces en contact avec les aliments utilisées dans les installations de transformation alimentaire et à y former un biofilm, ainsi qu'à survivre dans un environnement pauvre en nutriments ; elle suggère également que l'efficacité des désinfectants vis-à-vis des biofilms dépend du type de surface servant de substrat.

Conclusion

Les résultats de cette étude indiquent que L. monocytogenes peut adhérer à diverses surfaces en contact avec les aliments utilisées dans les installations de transformation alimentaire et y former un biofilm. Des facteurs tels que la température de croissance et la disponibilité des nutriments influencent l'ampleur de la formation du biofilm. Les biofilms de L. monocytogenes formés dans un environnement riche en nutriments et transférés dans un environnement pauvre en nutriments peuvent survivre et maintenir une population relativement stable pendant 14 jours. L'application des désinfectants a permis de réduire les biofilms sur différents types de surfaces. Par rapport à un témoin négatif (sans traitement), tous les désinfectants se sont révélés efficaces (P ≤ 0,05) pour réduire les biofilms, contrairement à l'eau seule (P > 0,05). L'acide lactique s'est parfois montré plus efficace que le chlore et les composés à base d'ammonium quaternaire. Les récentes épidémies liées à L. monocytogenes dans des produits alimentaires prêts à consommer soulignent le défi que ce micro-organisme représente pour les producteurs de denrées alimentaires. Les recherches sur les interactions entre la disponibilité des nutriments, le type de surface et l'utilisation de désinfectants apportent un éclairage précieux sur le comportement et l'écologie de L. monocytogenes dans les installations de transformation alimentaire. Plus précisément, ces travaux ont confirmé la capacité de L. monocytogenes à survivre dans diverses conditions nutritionnelles et sur différents types de surfaces. Ils ont démontré que l'efficacité des désinfectants peut dépendre du type de surface et que diverses interventions de désinfection restent efficaces si elles sont correctement appliquées. Des essais supplémentaires portant sur les surfaces, les désinfectants et les souches de L. monocytogenes permettront de mieux comprendre le comportement de cette bactérie.

Comment passer d'un état viable mais non cultivable à un état réactif ? L'exemple démonstratif de L. monocytognes et du hareng fumé

Listeria monocytogenes viable mais non cultivable peut se réactiver après transfert de biofilms sur de l'acier inoxydable vers du hareng fumé conditionné sous-vide.

Faits saillants

• Listeria monocytogenes viables mais non cultivables (VBNC) ont été induits dans des biofilms par de l’ammonium quaternaire.
• Les populations de VBNC sont transféré à des surfaces de hareng fumé.
• Listeria monocytogenes VBNC retrouvent leur capacité de culture lors du stockage réfrigéré.
• Les populations réactivées atteignent 6 à 7 log UFC/g à la date limite de consommation.

Résumé

Listeria monocytogenes est un pathogène persistant d’origine alimentaire, capable de survivre lors des conditions d’hygiène et de basse température fréquemment rencontrées dans les environnements de transformation des aliments. En situation de stress environnemental, cette bactérie peut entrer dans un état viable mais non cultivable (VBNC), caractérisé par le maintien de sa viabilité mais la perte de sa capacité de culture, la rendant indétectable par les méthodes microbiologiques conventionnelles. Cette étude visait à déterminer si des populations de Listeria monocytogenes VBNC issues de biofilms pouvaient être transférées à un produit de la mer prêt à consommer et se réactiver lors de la conservation réfrigérée. Des biofilms ont été formés pendant 24 h sur des supports en acier inoxydable à 8°C et exposés à un désinfectant à base d'ammonium quaternaire. Les populations totales, viables et cultivables ont été quantifiées par qPCR, PMA-qPCR et dénombrées. Le traitement par de l'ammonium quaternaire a réduit significativement les populations cultivables (réduction de 3 log) tout en maintenant des populations viables élevées (≈ 5,2 log GE/cm²) [GE = genome equivalent ou équivalent génomique], suggérant une induction du caractère VBNC. Les biofilms traités et non traités ont ensuite été mis en contact avec des morceaux de hareng fumé-salé stériles afin de simuler une contamination croisée. Dans tous les cas, des populations de Listeria monocytogenes ont été transférées, avec des populations viables atteignant environ 4 à 6 log GE/g pour les biofilms non traités et environ 3 log GE/g pour les biofilms traités par de l’ammonium quaternaire, où la plupart des populations étaient à l'état VBNC. Lors du stockage sous-vide et réfrigéré (7 jours à 4°C suivis de 14 jours à 8°C), les populations présentes à la surface du hareng ont progressivement retrouvé leur capacité de culture, les populations cultivables passant de faibles niveaux initiaux à 5 à 7 log UFC/g à la fin de la durée de conservation du produit (21 jours). Ces résultats montrent que les populations de Listeria monocytogenes VBNC présentes sur les surfaces en contact avec les aliments peuvent être transférées aux produits de la mer prêts à consommer et retrouver leur capacité de culture pendant le stockage. Ceci met en évidence une voie de contamination potentielle et souligne la nécessité de prendre en compte les populations VBNC dans les stratégies de surveillance de l'hygiène et d'évaluation des risques pour les aliments conditionnés sous-vide.

Ces résultats ont des implications majeures pour la gestion de la sécurité des aliments. Les méthodes conventionnelles de maîtrise de l'hygiène, basées sur le dénombrement des cellules cultivables, sous-estiment probablement la présence de Listeria monocytogenes viable dans les environnements de transformation, notamment après des procédures de désinfection susceptibles d'induire un état VBNC plutôt que d'inactiver les populations. Par conséquent, des produits considérés comme microbiologiquement conformes peuvent encore héberger des populations viables et potentiellement réanimables de L. monocytogenes. La détection de L. monocytogenes VBNC est donc cruciale pour améliorer la surveillance environnementale, en particulier dans les installations de transformation des produits de la mer et des plats cuisinés prêts à consommer, où les basses températures et l'anaérobiose peuvent favoriser la réanimation bactérienne pendant le stockage. Ces résultats soulignent également la nécessité d'évaluer les formulations de désinfectants non seulement pour leur létalité immédiate, mais aussi pour leur potentiel à induire une dormance bactérienne.

En conclusion, cette étude a montré que les populations de Listeria monocytogenes survivantes à la désinfection à l'état de VBNC au sein de biofilms peuvent être transférées aux produits de la mer prêts à consommer et se réactiver lors du stockage réfrigéré sous-vide. Ces résultats révèlent une voie de contamination jusqu'alors inconnue et soulignent la nécessité d'intégrer la quantification des bactéries VBNC aux systèmes de surveillance de la sécurité des aliments.

NB : L’article est disponible gratuitement en intégralité.

Un nouvel agent, le phage W5, combat Salmonella sur les surfaces et les produits alimentaires

Un nouvel agent combat Salmonella d'origine alimentaire, source ASM News du 26 mars 2026.

Faits saillants

• Salmonella résistant aux antimicrobiens pose de graves problèmes pour la sécurité alimentaire mondiale et la santé publique.
• Des biofilms formés par Salmonella sur des aliments et des équipements de transformation alimentaire sont difficiles à éliminer par les méthodes classiques de désinfection.
• Des chercheurs ont découvert une méthode alternative utilisant le bactériophage W5, qui cible spécifiquement Salmonella, ouvrant la voie à de nouveaux désinfectants à base de phages.

Des chercheurs chinois ont identifié un nouveau bactériophage qui offre une solution «verte» de biocontrôle très prometteuse contre Salmonella d'origine alimentaire. L'étude a été publiée dans Applied and Environmental Microbiology, un revue de l'American Society for Microbiology. Cette étude a été menée pour répondre aux graves défis posés par Salmonella résistants aux antimicrobiens à la sécurité des aliments et à la santé publique mondiales. Les méthodes de désinfection classiques échouent souvent à éliminer efficacement les biofilms tenaces formés par Salmonella sur les aliments et les surfaces des équipements de transformation alimentaire, et la surutilisation des antibiotiques a encore accéléré l'émergence de souches résistantes. Il est urgent de développer des stratégies antibactériennes alternatives, novatrices, ciblées et durables. Les bactériophages lytiques, virus capables de lyser spécifiquement les bactéries, offrent une solution très prometteuse.

Dans cette nouvelle étude, des chercheurs ont isolé des bactériophages ciblant Salmonella dans les eaux usées et ont sélectionné le plus efficace, le phage W5, parmi plusieurs candidats. Les chercheurs ont caractérisé la morphologie, la stabilité dans diverses conditions, la cinétique de croissance et la séquence génomique du bactériophage W5 afin de confirmer son efficacité et son innocuité. Ils ont également évalué sa capacité à réduire la présence de Salmonella et à détruire des biofilms sur les aliments (lait, viande, œufs) et les surfaces en contact avec les aliments dans des conditions de stockage réalistes.

« Nous avons découvert un virus naturel sûr et très efficace (le bactériophage W5) qui agit comme un missile de précision, capable d'éliminer Salmonella pathogène présent sur divers aliments et matériaux d'emballage, ce qui représente un atout majeur pour la sécurité des aliments », a dit Huitian Gou, professeur à la Faculté de médecine vétérinaire de l'Université agricole du Gansu à Lanzhou, Chine, et auteur principal de l'étude. « La recherche démontre que W5 peut lyser efficacement les bactéries planctoniques et éradiquer les biofilms avec une grande spécificité. L'analyse génomique confirme par ailleurs son profil d'innocuité, puisqu'il est dépourvu de gènes de virulence et de résistance aux antibiotiques. »

Les chercheurs disent que ces résultats constituent une base solide pour le développement de nouveaux désinfectants ou conservateurs à base de phages, ouvrant ainsi une voie innovante pour lutter contre la résistance aux antibiotiques et améliorer la sécurité des aliments. En tant qu'entité biologique naturelle, le phage W5 offre une solution écologique de décontamination, répondant ainsi à la demande des consommateurs pour des produits naturels et des méthodes de production durables. Il ne laisse aucun résidu chimique dangereux sur les aliments ni dans l'environnement.

« Nous sommes convaincus que le phage W5 recèle un immense potentiel pour une intégration harmonieuse tout au long de la chaîne d'approvisionnement, de la production à la consommation. Il peut être incorporé à de multiples étapes critiques : par exemple, comme additif alimentaire dans l'élevage, désinfectant de surface dans les abattoirs ou encore comme agent de conservation pour les fruits et légumes frais », a dit M. Gou. « Nous avons hâte de collaborer avec nos partenaires industriels pour commercialiser cette solution écologique efficace, issue des laboratoires, et œuvrer ensemble pour garantir la sécurité des aliments. »

NB : L’image représente le phage W5 en microscopie électronique à transmission.

Un nouveau désinfectant composé d'eau activée par plasma tue Salmonella en quelques secondes

«Un nouveau désinfectant tue Salmonella en quelques secondes», source communiqué de l’University of Adelaide du 12 décembre 2023.

Les épidémies d'intoxications alimentaires causées par des bactéries telles que la Salmonella pourraient être considérablement réduites si un nouveau désinfectant s'avérait efficace lors de la prochaine étape des essais.

Des chercheurs de l'Université d'Adélaïde développent de l'eau activée par plasma comme désinfectant alimentaire respectueux de l'environnement, capable de tuer les superbactéries d'origine alimentaire en quelques secondes.

«Les résultats de nos essais de prototypes sont vraiment passionnants et ont montré que notre désinfectant détruisait les salmonelles sur la viande de poulet et les œufs en seulement cinq secondes» a dit la chercheuse principale, Katharina Richter de l'Université d'Adélaïde. et la faculté de médecine d'Adélaïde.

«Nous envisageons que ce désinfectant puisse être utilisé sous forme de spray ou de trempage pour les aliments à risque tels que les œufs, les viandes, la volaille et les produits à base de plantes pendant le processus de fabrication, offrant ainsi potentiellement une alternative sans produits chimiques aux désinfectants actuels et prévenant les maladies.»

On estime que plus de quatre millions de cas de maladies d'origine alimentaire surviennent chaque année en Australie. Les symptômes peuvent varier de légers à graves et inclure la diarrhée, les vomissements, la fièvre, les courbatures et les douleurs.

«Les personnes vulnérables telles que les jeunes enfants, les personnes âgées, les femmes enceintes et les personnes dont le système immunitaire est affaibli sont les plus exposées à de graves conséquences et pourraient même mourir de maladies d'origine alimentaire», a dit la Dr Richter.

«Les résultats de nos essais de prototypes sont vraiment passionnants et ont montré que notre désinfectant détruisait les Salmonella sur la viande de poulet et les œufs en seulement cinq secondes.»

«La volaille crue peut souvent être contaminée par les bactéries telles que Campylobacter et Salmonella et ces microbes se propagent facilement à d'autres surfaces. Si nous parvenons à les tuer avant qu'ils n'atteignent le consommateur, nous pourrions réduire considérablement le nombre de cas d'intoxication alimentaire, rendre les aliments plus sûrs, améliorer la santé publique et peut-être même sauver des vies», a dit la Dr Andrea McWhorter, chercheur à l'école de sciences de l'Université d'Adélaïde. Animal and Veterinary Science, qui est également impliqué dans cette étude.

Actuellement, des désinfectants de qualité alimentaire sont utilisés pour laver la viande de poulet et les œufs avant qu'ils ne soient vendus aux consommateurs, mais il est aussi possible que les bactéries développent une résistance à certains types de désinfectants.

L’utilisation de ces produits chimiques a également un impact environnemental en raison des eaux usées générées lors du processus de désinfection.

«Notre solution d'eau activée par plasma est respectueuse de l'environnement et fournira une nouvelle forme de défense plus durable contre les superbactéries. Surtout, cela ne changera pas l’odeur ou le goût des aliments, car une fois que les ingrédients actifs ont réagi, ils sont inactivés, ne laissant que de l’eau», a dit la Dr Richter.

Les chercheurs étudient également d’autres applications de l’eau activée par le plasma comme nettoyant pour les plaies chroniques telles que les ulcères du pied diabétique, les premiers essais cliniques étant prévus en 2024.

Commentaire

Autant je trouve que ce nouveau désinfectant réalisé à partir l'eau activée par plasma peut s’avérer utile et présente un réel intérêt, autant les applications proposées me paraissent inutiles. On ne remplace pas des bonnes pratiques d’hygiène par un désinectant. Laver des œufs avec un désinfectant ne paraît pas utile du tout.

Vendredi 15 décembre 2023, le blog fera paraître le Top 10 de l’année 2023 de la sécurité des aliments en France. Il s’gait d’une mise en perspective de quelques faits saillants, mais aussi avec des absents …

Un désinfectant à base de chlore n’est pas plus efficace que l’eau pour détruire Clostridioides difficile, selon une étude

On sait que les désinfectants peuvent faire beaucoup de choses, mais ils n’ont rien de magique …

Ainsi, selon le CDC, «Un désinfectant pour les mains ne fonctionne pas bien contre norovirus. Vous pouvez utiliser un désinfectant pour les mains en plus du lavage des mains, mais le désinfectant pour les mains ne remplace pas le lavage des mains, qui est le meilleur.» Le lavage des mains avec du savon et de l’eau est efficace.

Voci qu’«Un désinfectant à base de chlore inefficace contre Clostridioides difficile, selon une étude», source article de Chris Dall paru le 22 novembre 2023 dans CIDRAP News.

Une nouvelle étude menée par des chercheurs du Royaume-Uni montre qu'un désinfectant à base de chlore utilisé sur les surfaces des hôpitaux britanniques est inefficace contre la bactérie Clostridioides difficile.

L'étude, menée par des chercheurs de l'Université de Plymouth et publiée dans la revue Microbiology, a examiné l'effet de concentrations cliniques de désinfectant à base d'hypochlorite de sodium (NaOCL) sur les spores de C. difficile, qui peuvent survivre sur les surfaces des hôpitaux pendant des mois. C. difficile est la principale cause de diarrhée nosocomiale et cause chaque année environ 29 000 décès aux États-Unis et 8 382 en Europe. Alors que des agents libérant du chlore sont utilisés dans la désinfection des liquides renversés, du sang et des matières fécales dans les hôpitaux britanniques, des études récentes ont mis en évidence des signes d'émergence d'une résistance aux sporicides.

Trois souches différentes de C. difficile ont été exposées au NaOCL à des concentrations de 1 000, 5 000 et 10 000 parties par million (ppm) pendant 10 minutes. La récupération des spores a été réduite pour l'une des souches, mais l'examen des spores des trois souches n'a montré aucun changement dans l'enveloppe externe des spores, ni aucune réduction significative de la viabilité des spores, ce qui indique une tolérance au désinfectant.

Les blouses et les vêtements pourraient agir comme des vecteurs passifs

Les chercheurs ont ensuite appliqué les spores de trois souches de C. difficile sur les blouses des patients et les blouses chirurgicales et les ont traités avec du NaOCL. Bien que moins de spores aient été récupérées des tissus que du liquide, les chercheurs ont quand même constaté que les blouses et les vêtements retenaient les spores et que les spores survivaient encore au traitement avec NaOCL lorsqu'il était appliqué directement sur le tissu. Cela indique que les blouses et les vêtements pourraient servir de vecteurs de transmission du C. difficile dans les hôpitaux.

Les auteurs de l'étude disent que les résultats mettent en évidence la nécessité urgente de revoir les directives actuelles en matière de désinfection vis-à-vis de C. difficile.

«Cette étude met en évidence la capacité des spores de C. difficile à tolérer la désinfection lors de l'utilisation et les concentrations de chlore actif recommandées», a dit l'auteur principal de l'étude, Tina Joshi, professeur agrégé de microbiologie moléculaire à l'Université de Plymouth, dans un communiqué de presse de l’Université. «Cela montre que nous avons besoin de désinfectants et de lignes directrices adaptés à leur objectif et fonctionnant en accord avec l'évolution bactérienne, et l’étude devrait avoir un impact significatif sur les protocoles de désinfection actuels dans le domaine médical à l'échelle mondiale.»