Élimination des biofilms de Listeria monocytogenes sur les surfaces en acier inoxydable grâce à des solutions de nettoyage conventionnelles et alternatives

Un article, qui vient de paraître dans la revue International Journal of Food Microbiology, a pour titre, Removal of Listeria monocytogenes biofilms on stainless steel surfaces through conventional and alternative cleaning solutions (Élimination des biofilms de Listeria monocytogenes sur les surfaces en acier inoxydable grâce à des solutions de nettoyage conventionnelles et alternatives). L’article est disponible en intégralité.

Points saillants

 - L'efficacité de détachement par des détergents enzymatiques par rapport aux détergents alcalins et acides ne différait pas.
- Des traitements alcalins et acides n'ont pas pu éliminer complètement la structure du biofilm.
- Des traitements enzymatiques appliqués à 50°C ont obtenu la plus grande activité biocide.
- La dispersion cellulaire de la structure du biofilm a été observée lorsque des enzymes ont été appliquées.
- L'application de traitements consécutifs a amélioré la fonctionnalité alcalin chloré.

Résumé

Les traitements conventionnels ne sont pas assez efficaces pour éliminer complètement les biofilms de Listeria monocytogenes des surfaces, impliquant ainsi la présence de certaines formes bactériennes persistantes. Dans cette étude, onze traitements (c'est-à-dire deux agents enzymatiques appliqués à deux températures et concentrations différentes, deux nettoyants alcalins et un détergent acide) ont été utilisés pour éliminer les biofilms matures de L. monocytogenes S2-bac. Un traitement combiné a ensuite été sélectionné pour son application à quatre souches différentes de L. monocytogenes (CECT 5672, CECT 935, S2-bac, EDG-e). L'efficacité des traitements a été évaluée quantitativement à l'aide de TEMPO et qualitativement par microscopie épifluorescente directe (MED). Le détachement bactérien obtenu après l'application de traitements acide, alcalin et alcalin chloré était respectivement de 6,03, 6,24 et 4,76 Log UFC/cm2. Les traitements enzymatiques appliqués à 50°C ont obtenu le plus grand détachement et l'activité biocide. Les résultats dérivés de l'observation de la structure restante du biofilm par DEM ont prouvé que les traitements conventionnels n'étaient pas en mesure d'éliminer complètement les structures conformes avec le risque potentiel que cela implique. Enfin, l'application d'un traitement combiné utilisant un nettoyant alcalin chloré suivi d'un traitement enzymatique a amélioré la dispersion des cellules bactériennes des surfaces, consolidant ainsi cela comme une bonne option à recommander pour la procédure de nettoyage en 5 étapes.

Dans la conclusion, les auteurs notent,

L'application de traitements conventionnels tels que les détergents alcalins et acides pour l'élimination du biofilm réduit considérablement les cellules de L. monocytogenes formant des biofilms matures, le détergent alcalin chloré étant plus efficace et donc c’est une option en terme de traitement conventionnel. Cependant, la structure formée sur les surfaces n'a pas été dispersée, les cellules restant sur les coupons en acier inoxydable avec les conséquences potentielles en termes de réparation des cellules pour être à nouveau viables et potentiellement recontaminer d'autres surfaces industrielles.

En revanche, l'application de traitements enzymatiques a eu les deux effets, une capacité de détachement élevée et une dispersion élevée de la structure, se consolidant ainsi comme le traitement le plus efficace. La potentialisation de l'efficacité des détergents chimique de nettoyage avec des traitements enzymatiques pourrait être une option pour optimiser les traitements, donc le traitement combiné pourrait donc être une bonne option à recommander lors de l'application de protocoles de nettoyage en 5 étapes.

Commentaire

Cet article confirme des travaux antérieurs notamment cet article paru en 2020, disponible en intégralité, «Listeria Monocytogenes Biofilm Removal Using Different Commercial Cleaning Agents».

Aux lecteurs du blog

La revue PROCESS Alimentaire censure pour une triste question d’argent les 10 052 articles initialement publiés gracieusement par mes soins de 2009 à 2017 sur le blog de la revue, alors que la revue a bénéficié de la manne de la publicité faite lors de la diffusion de ces articles. La revue PROCESS Alimentaire a fermé le blog et refuse tout assouplissement. Derrière cette revue, il faut que vous le sachiez, il y a une direction aux éditions du Boisbaudry, pleine de mépris, et un rédacteur en chef complice !

Détergent enzymatique et biofilm bactérien

Voici une étude tout à faite intéressante et utile parue dans Applied and Environmental Microbiology sur la perturbation de l'adhésion bactérienne irréversible et la formation de biofilm avec une enzyme conçue à cet effet (Disrupting Irreversible Bacterial Adhesion and Biofilm Formation with an Engineered Enzyme).

Résumé

La formation de biofilm est souvent attribuée à la persistance de bactéries présentes après récolte sur des produits frais et les surfaces de manipulation des aliments. Dans cette étude, une enzyme prévue, la glycosyl hydrolase, a été exprimée, purifiée et validée pour l'enlèvement de biofilms microbiens des surfaces biotiques et abiotiques dans les conditions utilisées pour les agents chimiques de nettoyage. Les tests de coloration du biofilm au cristal violet ont révélé que 0,1 mg/mL d'enzyme inhibait jusqu'à 41% de la formation de biofilm par E. coli O157:H7, E. coli 25922, Salmonella Typhimurium et Listeria monocytogenes. En outre, l'enzyme était efficace pour enlever des biofilms matures, fournissant une amélioration de 35% par rapport au rinçage avec une solution saline seule. De plus, une chambre d'écoulement de fluide à plaques parallèles a été utilisée pour observer et quantifier directement l'impact des rinçages enzymatiques sur les cellules de E. coli O157:H7 adhérant à la surface de feuilles d'épinard. La présence de 1 mg/L d'enzyme a entraîné des coefficients de taux de détachement près de 6 fois plus élevés qu'un rinçage à l'eau désionisée tandis que le nombre total de cellules enlevées de la surface a augmenté de 10% à 25% au cours des 30 minutes de rinçage, inversant les phases initiales de formation de biofilm.

Le traitement enzymatique de tous les 4 types de cellules a entraîné une hydrophobicité de la surface cellulaire considérablement réduite et un effondrement des cellules de E. coli 25922 colorées négativement imagées par microscopie électronique, suggérant une modification potentielle de la surface polysaccharidique des bactéries traitées par l'enzyme. Collectivement, ces résultats soulignent la grande spécificité du substrat et la robustesse de l'enzyme à différents types d'étapes de biofilm, conditions de solution et types de biofilm pathogène, et peuvent être utiles comme méthode d'enlèvement ou d'inhibition de la formation de biofilm bactérien.

Importance

Dans cette étude, la capacité d'une enzyme modifiée à réduire l'adhésion bactérienne et la formation de biofilm de plusieurs pathogènes d'origine alimentaire a été démontrée, ce qui représente une option prometteuse pour améliorer ou remplacer le chlore et d'autres désinfectants chimiques dans les applications de transformation des aliments. Plus précisément, des réductions significatives de biofilms par des pathogènes tels que Escherichia coli O157:H7, Salmonella Typhimurium et Listeria monocytogenes sont observées, ainsi qu'une réduction de l'adhésion initiale. Les enzymes ont l'avantage supplémentaire d'être une alternative verte et durable aux désinfectants chimiques, ainsi que d'avoir un impact minimal sur les propriétés alimentaires, contrairement à de nombreuses options antimicrobiennes alternatives telles que l'eau de Javel qui visent à minimiser les risques pour la sécurité des aliments.

Précision. J'ai traduit le terme 'remove' ou 'removal' par enlever ou enlèvement et non pas éliminer ou élimination comme cela se voit habituellement. Ainsi, le nettoyage enlève les souillures ou salissures sur les surfaces, mais ne les éliminent pas.

Par ailleurs, même des articles scientiques sont envahis par la mode soit-disant élogiste en parlant d'alternative verte, quézako ?

Pourquoi il ne faut pas augmenter la date limite de consommation ?

Une information diffusée par Bruno Longhi sur tweeter rapporte « Biotechnologie : Realco prolonge la date de péremption des produits alimentaires », source agro-média du 29 septembre 2020.

Je savais déjà que la Date Limite d'Utilisation Optimale (DLUO) ou la DDM pour date de durabilité minimale était mal utilisée par les consommateurs, et que parfois, elle était confondue avec la DLC (date limite de consommation) ; des produits avec une une DLUO dépassée étaient jetés, d'où gaspillage alimentaire, alors qu'ils étaient encore parfaitement comestibles et sûrs.

Quant à la DLC, la maxime selon laquelle, la DLC la plus courte est la meilleure, reste, à mon sens, d'actualité ! On lira ici la fiche sur ce sujet réalisée par les services publics.

Pourtant, on peut lire

La Date Limite de Consommation (DLC) a de lourdes conséquences si l’on tient compte du fait que 88 millions de tonnes de nourriture sont jetées chaque année en Europe avec un coût associé de 143 milliards d’euros. Ce phénomène est alarmant tant sur le plan éthique et écologique que socio-économique puisqu’il impacte directement le producteur, le transformateur, le distributeur, …

Peut-être qu'il y a ici confusion entre DLC et DDM ?

La DLC est aussi une source de gaspillage quand les consommateurs achètent sans regarder la date lors de l'achat, mais au moment de consommer. Si la date est dépassée, ils jettent ...

Le projet appelé «Biofilm Expert» visait à analyser l’impact de différents protocoles de nettoyage, dont l’implémentation d’un nettoyage enzymatique régulier, sur la qualité et donc la durée de vie d’aliments dans les secteurs très sensibles des plats préparés, de la cuisine collective, de la production de fromages, des ateliers de découpe et de la boucherie. «Notre hypothèse de base était relativement simple : la qualité microbiologique des installations est en relation avec la qualité du produit fini. Si les infrastructures de production sont contaminées par des bactéries altérantes, ces dernières peuvent contaminer la nourriture qui deviendra plus rapidement avariée», explique Laurent Delhalle, Senior Scientist au département Food Science de l’Université de Liège. 

«Alors, que faut-il faire pour réduire au maximum les risques de contamination microbiologique tout au long de la chaîne de production ? Nous avons comparé les résultats obtenus suite à un nettoyage à base de chimie traditionnelle avec ceux obtenus suite à des traitements enzymatiques à différentes fréquences».

« L’éradication des biofilms sur tout le processus augmente la qualité des produits alimentaires finis. » : en fait, ça dépend ! Mais au fait est-ce possible ?

Pour Realco, cela marche :

En dégradant la membrane des biofilms, les enzymes rendent les bactéries accessibles à une désinfection en profondeur : l’infrastructure est alors plus propre et le risque de contamination des aliments est, lui, amoindri. «Sur la base de centaines d’échantillonnages rigoureux, il nous a été possible de prouver scientifiquement que l’éradication des biofilms sur les surfaces et les outils utilisés tout au long du processus de fabrication augmente la qualité des produits alimentaires finis et donc leur durée de conservation», précise Sébastien Fastrez, R&D Director chez Realco. «Dans le cas concret d’hamburgers frais, dont la chaîne de production fut traitée de manière régulière et préventive avec les solutions enzymatiques de Realco, nous sommes même passés de 11 à 24 jours».

24 jours de DLC pour un steak haché, cela me laisse sans voix !

Songez au boucher près de chez vous qui va vous prépare devant vous en quelques minutes votre steak haché que vous allez consommer ce midi ou le soir, épatant, non ?

Si on travail en ultra-propre, c'est bien de nettoyer correctement, et si des enzymes sont réellement efficaces, pourquoi ne pas les utiliser ? Mais sont-ils réellement efficaces ?

Si on veut des fromages ou des saucissons, avec une écologie microbienne dirigée, c'est-à-dire la présence permanente de micro-organismes contribuant aux caractéristiques organoleptiques de l'aliment, veut-on de l'ultra-propre ?

De l’intérêt des détergents enzymatiques sur l’enlèvement des biofilms matures de L. monocytogenes

Voici un article qui souligne l’intérêt des détergents enzymatiques sur l’enlèvement des biofilms matures de L. monocytogenes.

Faits saillants

• L'efficacité de l'enlèvement du biofilm par un traitement enzymatique et un traitement alcalin chloré a été évaluée.
• Le traitement enzymatique a démontré une efficacité élevée du détachement des cellules du biofilm (74,75% - 97,73%).
• L'efficacité du traitement pourrait être liée à la robustesse de la matrice extracellulaire produit et du sérotype L. monocytogenes.
• Une dispersion complète de la structure du biofilm a été retrouvée lors de l'application d'enzymes, différemment de l'alcalin chloré.
• L'augmentation du nombre de cycles enzymatiques à trois a significativement potentialisé l'efficacité d'enlèvement.

Résumé

L'un des principaux objectifs de l'industrie alimentaire est de garantir la sécurité aliments en fournissant des produits alimentaires sans danger. Par conséquent, ce secteur doit considérer toutes les voies possibles de contamination biotique ou abiotique depuis l'entrée des matières premières jusqu'à la libération du produit final.

Actuellement, un problème important à cet égard est la présence de biofilms sur les surfaces en contact avec les aliments qui peuvent transmettre des pathogènes tels que L. monocytogenes. Dans les conditions industrielles, les biofilms se trouvent à l'état mûr, il est donc essentiel que lors des études d'efficacité de l'enlèvement in vitro, les tests soient réalisés avec des modèles qui produisent ces structures dans un état de maturité similaire.

L'objectif principal de cette étude était d'évaluer l'efficacité d'un traitement alternatif (c'est-à-dire un détergent enzymatique comprenant des agents antimicrobiens naturels) et d'un traitement conventionnel (c'est-à-dire un alcalin chloré) pour l'enlèvement des biofilms matures de L. monocytogenes.

Les résultats ont montré un détachement cellulaire des biofilms matures formés avec une efficacité comprise entre 74,75%-97,73% et 53,94%-94,02% respectivement pour le traitement enzymatique et le traitement par un détergent alcalin chloré.

Sur le plan qualitatif, il a été observé que la dispersion dans la structure était beaucoup plus élevée pour le traitement enzymatique que pour l'alcalin chloré, qui continuait à montrer une intégrité de structure évidente.

Tout cela conduit à la conclusion que les traitements avec un détergent enzymatique ont un impact significativement plus important sur l'enlèvement des biofilms matures de L. monocytogenes, bien qu'un processus de désinfection supplémentaire soit nécessaire, améliorant encore plus l'efficacité du traitement. Cela peut impliquer que l'approche industrielle pour résoudre ce problème devrait être modifiée pour inclure de nouvelles perspectives plus efficaces que les approches traditionnelles.

Mots-clés

Biofilms matures, L. monocytogenes, surfaces en contact avec les aliments, Nettoyage, Enlèvement, Alternatives

Référence

C.Ripolles-Avila, M.Ramos-Rubio, A.S.Hascoët, M.CastilloJ.J., Rodríguez-Jerez. New approach for the removal of mature biofilms formed by wild strains of Listeria monocytogenes isolated from food contact surfaces in an Iberian pig processing plant. International Journal of Food Microbiology Available online 19 March 2020, In Press.

NB : La photo représente la formation d’un biofilm de Listeria monocytogenes à 20°C sur de l’acier inoxydable. Photo MEB : P. Chavant, M. Hébraud, B. Martinie (INRA, site de Theix).

Information. Dans la traduction de ce texte en Français, j’ai utilisé le mot ‘enlèvement’ lorsque le terme ‘removal’ était utilisé dans le teste original et non pas le terme ‘élimination’ souvent rencontré à tort à mon sens.