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.

La tolérance des désinfectants vis-à-vis de Listeria aux concentrations d'utilisation montre une association limitée avec les marqueurs génétiques

Un récent article de 2026 rapporte que la tolérance des désinfectants vis-à-vis de Listeria aux concentrations d'utilisation montre une association limitée avec les marqueurs génétiques.

Résumé

La capacité de Listeria à présenter une sensibilité réduite aux désinfectants couramment utilisés dans les environnements de conditionnement et de transformation des fruits et légumes réfrigérés demeure une source de préoccupation. Nous avons évalué la survie de 501 isolats de Listeria associés à des fruits et légumes (328 Listeria monocytogenes [LM] et 173 Listeria spp. [LS]) après 30 secondes d'exposition au chlorure de benzalkonium (CB, 300 ppm) et à l'acide peracétique (PAA, 80 ppm). Un sous-ensemble de 108 isolats a également été exposé à l'hypochlorite de sodium (NaOCl, 500 ppm) pendant 30 secondes. Les isolats ont présenté des réductions logarithmiques variables, allant de 2,76 à 5,73 log pour le CB, de 0,15 à 6,16 log pour le PAA et de 1,34 à 7,02 log pour le NaOCl ; la variation des réductions logarithmiques était significativement plus faible pour le CB que pour le PAA et le NaOCl. L'analyse de regroupement des données de réduction logarithmique a identifié quatre groupes, dont un de cinq isolats de LM présentant une sensibilité réduite aux trois désinfectants. Les réductions logarithmiques de LS étaient significativement inférieures à celles de LM après exposition au PAA, indiquant une sensibilité réduite au PAA chez LS. La caractérisation de tous les isolats par séquençage du génome entier (WGS) a révélé que la présence de gènes de résistance connus au CB n'était pas significativement associée aux réductions logarithmiques du CB, et que la présence de l'îlot de survie au stress n'était pas significativement associée aux réductions logarithmiques du PAA et du NaOCl. Les études d'association pangénomiques n'ont révélé aucune association des gènes du pangénome avec la sensibilité phénotypique aux désinfectants, mais ont identifié plusieurs polymorprismes nucléotidiques simples dans des gènes essentiels comme étant associés à cette sensibilité.

Importance

Malgré des inquiétudes fréquemment exprimées concernant la sensibilité réduite de Listeria monocytogenes (LM) et de Listeria monocytogenes (LS) aux désinfectants (ce qui pourrait favoriser leur persistance et accroître le risque de contamination des produits), les données disponibles sur la sensibilité de Listeria aux désinfectants utilisés dans les environnements de conditionnement et de transformation des produits frais, aux concentrations recommandées, restent limitées. Nos données ont montré que la sensibilité réduite de Listeria aux désinfectants n'est pas liée à la présence de gènes de résistance aux désinfectants déjà répertoriés. Cependant, nous avons identifié un groupe de cinq isolats de LM présentant une sensibilité réduite aux trois désinfectants testés ; ces isolats appartenaient aux lignées I, II et III. L'ensemble de ces données suggère l'absence de groupes clonaux distincts de Listeria « résistants aux désinfectants » et indique que les données de séquençage du génome entier pourraient ne pas être particulièrement pertinentes pour prédire la sensibilité aux désinfectants aux concentrations d'utilisation. De plus, la forte variabilité des réductions logarithmiques observées pour les trois désinfectants souligne l'importance de prendre en compte cette variabilité, en plus de la réduction logarithmique moyenne, lors de l'évaluation de différents désinfectants.

Conclusions

Nos résultats confirment que la tolérance génétiquement déterminée aux désinfectants chez les espèces de Listeria stricto sensu pourrait être moins importante qu'on ne le pensait. Plus précisément, les données présentées ici suggèrent que la présence ou l'absence de gènes de résistance aux désinfectants et de réponse au stress ne contribuerait à la tolérance de Listeria aux désinfectants qu'à de faibles concentrations, avec un impact limité sur la réduction de la sensibilité de Listeria aux concentrations utilisées dans l'industrie. Nous avons également observé une forte variabilité des rédutions logarithmiques de Listeria après exposition à certains désinfectants, notamment l'acide peracétique (PAA). Compte tenu de ces résultats, il serait judicieux de fonder les critères de sélection des désinfectants et les décisions relatives à la rotation des désinfectants sur des facteurs autres que ceux liés à l'émergence d'une tolérance aux désinfectants. Cependant, nos données suggèrent que des recherches supplémentaires sur les impacts potentiels des polymorphismes nucléotidiques simples, y compris ceux associés à des phénotypes de tolérance accrue aux désinfectants, pourraient s'avérer précieuses pour identifier des marqueurNos résultats confirment que la tolérance génétiquement déterminée aux désinfectants chez les espèces de Listeria stricto sensu pourrait être moins importante qu'on ne le pensait. Plus précisément, les données présentées ici suggèrent que la présence ou l'absence de gènes de résistance aux désinfectants et de réponse au stress ne contribuerait à la tolérance de Listeria aux désinfectants qu'à de faibles concentrations, avec un impact limité sur la réduction de la sensibilité de Listeria aux concentrations utilisées dans l'industrie. Nous avons également observé une forte variabilité des rédutions logarithmiques de Listeria après exposition à certains désinfectants, notamment l'acide peracétique (PAA). Compte tenu de ces résultats, il serait judicieux de fonder les critères de sélection des désinfectants et les décisions relatives à la rotation des désinfectants sur des facteurs autres que ceux liés à l'émergence d'une tolérance aux désinfectants. Cependant, nos données suggèrent que des recherches supplémentaires sur les impacts potentiels des polymorphismes nucléotidiques simples, y compris ceux associés à des phénotypes de tolérance accrue aux désinfectants, pourraient s'avérer précieuses pour identifier des marqueurs de différences de sensibilité aux désinfectants.s de différences de sensibilité aux désinfectants.

Référence

Listeria sanitizer tolerance at use-level concentrations shows limited association with genetic loci. AAE, 2026.

NB : Le blog a écrit trois articles au sujet du chlorure de benzalkonium que l’on peut retrouver sur les liens suivants, 1, 2 et 3. Sur l’acide peracétique et l’hypochlorite de sodium, les articles sont respectivement ici et ici.

De l'emploi de l'ozone, en tant qu'auxiliaire technologique, pour le lavage des salades prêtes à l'emploi

L’Anses vient de rendre public un avis du 26 novembre 2019 relatif à une demande d’autorisation d'extension d'utilisation de l'ozone dans l'eau, en tant qu'auxiliaire technologique, pour le lavage des salades prêtes à l'emploi (dites de 4 ème gamme).

L’Anses a été saisie le 25 juin 2019 par la Direction générale de la concurrence, de la consommation et de la répression des fraudes (DGCCRF) d’une demande d’avis relatif à l’autorisation d’extension d’utilisation de l’ozone sur les salades prêtes à l’emploi (dites de 4ème gamme).

L’Anses signale :

La présente demande porte sur une extension d’emploi d’ozone en tant qu’auxiliaire technologique dans l’eau utilisée pour le lavage des salades dites de 4ème gamme. L’ozone est un gaz oxydant dont l’emploi en tant qu’auxiliaire technologique est actuellement autorisé en France dans deux applications pour le traitement des grains de blé avant mouture. L’ozone peut aussi être utilisé en France pour la désinfection des eaux destinées à la consommation humaine. Au niveau européen, l’air enrichi en ozone est autorisé pour le traitement des eaux minérales naturelles et des eaux de source.

Pour rappel, l’emploi d’hypochlorite de sodium est autorisé en France depuis de nombreuses années en tant qu’agent de décontamination dans l’eau de lavage des produits d'origine végétale : les fruits et légumes et champignons destinés à la mise en conserve et à la congélation et fruits, légumes, champignons et herbes aromatiques prêts à l'emploi (dits de 4 ème gamme) à une concentration en chlore libre de 80 mg/kg (L) au maximum, avec rinçage obligatoire.

Cette précision est utile car de nombreuses personnes pensent à tord que l’hypochlorite de sodium est utilisé pour désinfecter les produits d’origine végétale comme le lavage des poulets aux Etats-Unis ...

Sur les travaux proposés à l’évaluation par l’Anses,

Il n’a pas été démontré dans le dossier que ces conditions d’utilisation puissent être maintenues pendant au moins 150 min, ni pendant une durée de production classique.

Par ailleurs, quel que soit l’auxiliaire technologique utilisé (ozone ou chlore), cet essai semi-industriel présente des contaminations microbiennes élevées. Du point de vue microbiologique, le circuit fermé de l’essai semi-industriel n’est peut-être pas représentatif des conditions rencontrées dans une installation industrielle.

En l’absence d’indication sur le taux de renouvellement de l’eau de lavage et la tendance d’augmentation de la charge microbienne des salades observée au bout de 130 min, il n’a pas été démontré si une journée de production reste compatible avec la bonne qualité microbiologique des produits.

Cela fait beaucoup d’où cette conclusion laconique,

Concernant les aspects microbiologiques, dans les conditions testées, les essais tendent à montrer un effet similaire entre un lavage à l’eau ozonée (couples concentration et temps calculés ou CT compris entre 0,22 et 0,75 mg.min/L) et un lavage à l’eau chlorée (CT cible de 30 mg.min/L) sur le maintien de la qualité microbiologique des eaux de lavage, endessous d’un seuil cible fixé par le pétitionnaire (100 UFC/ml pour les microorganismes aérobies mésophiles). Concernant les salades, la qualité microbiologique par lavage à l’eau ozonée semble être similaire à celle obtenue par lavage à l’eau chlorée. Le CES BIORISK regrette le petit nombre de réplicats et l’absence de certains témoins ce qui ne permet pas de conclure sur la base d’une analyse statistique quant à l’efficacité antimicrobienne du procédé.