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Impact Des Fluctuations De L'humidité Relative De L'air Sur La Survie De

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Impact Des Fluctuations De L'humidité Relative De L'air Sur La Survie De Impact des fluctuations de l’humidité relative de l’air sur la survie de Listeria monocytogenes : application à l’amélioration de l’hygiène dans les ateliers de production alimentaire Fiona Zoz To cite this version: Fiona Zoz. Impact des fluctuations de l’humidité relative de l’air sur la survie de Listeria monocyto- genes : application à l’amélioration de l’hygiène dans les ateliers de production alimentaire. Microbiolo- gie et Parasitologie. Université de Bourgogne, 2016. Français. NNT : 2016DIJOS064. tel-01745975 HAL Id: tel-01745975 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01745975 Submitted on 28 Mar 2018 HAL is a multi-disciplinary open access L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est archive for the deposit and dissemination of sci- destinée au dépôt et à la diffusion de documents entific research documents, whether they are pub- scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, lished or not. The documents may come from émanant des établissements d’enseignement et de teaching and research institutions in France or recherche français ou étrangers, des laboratoires abroad, or from public or private research centers. publics ou privés. UNIVERSITÉ BOURGOGNE-FRANCHE COMTÉ Ecole doctorale Environnement-Santé THÈSE Pour obtenir le grade de Docteur de l’Université de Bourgogne-Franche Comté Discipline : Science de l’Alimentation – Spécialité : Microbiologie Par Fiona Zoz Soutenue le 13 décembre 2016 Impact des fluctuations de l’humidité relative de l’air sur la survie de Listeria monocytogenes : application à l’amélioration de l’hygiène dans les ateliers de production alimentaire Directeur de thèse : Pr Laurent Beney Co-encadrants : Dr Cosette Grandvalet et Dr Stéphane Guyot Pr L. COROLLER LUBEM, Quimper Rapporteur Dr N. OULAHAL UCBL, Bourg en Bresse Rapporteur Pr N. LEBLOND-BOURGET Université de Lorraine, Nancy Présidente du jury Pr L. BENEY AgroSup, Dijon Directeur de thèse Dr C. GRANDVALET AgroSup, Dijon Co-encadrante de thèse Dr S. GUYOT AgroSup, Dijon Co-encadrant de thèse Remerciements Ce travail a été réalisé au sein de l'Unité Mixte de Recherche de Procédés Alimentaires et Microbiologiques, sous la direction du Pr. Laurent Beney et co-encadré par le Dr. Cosette Grandvalet et le Dr. Stéphane Guyot. Je tiens tout d'abord à remercier le Pr. Louis Coroller et le Dr. Nadia Oulahal d'avoir accepté d'être mes rapporteurs de thèse. Merci au Pr. Nathalie Leblond-Bourget d'avoir accepté d'être présidente du jury et examinatrice de ce travail de thèse. Je tiens à remercier le Pr. Patrick Gervais, directeur de l'UMR PAM, de m'avoir accueilli au sein de l’Unité de recherche pour réaliser cette thèse. Un grand merci au Pr. Laurent Beney en tant que Directeur de thèse pour son aide, ses précieux conseils, sa disponibilité et ses encouragements malgré mes lacunes en génie des procédés. Merci également au Dr. Cosette Grandvalet et au Dr. Stéphane Guyot pour leur disponibilité, leur soutien, leurs conseils et leurs qualités humaines. Je remercie les membres de mon comité de thèse, Michel Hébraud, Laurent Gal et Pascal Piveteau pour leurs conseils pertinents et avisés pendant ces réunions annuels. Merci à l'Agence Nationale de la Recherche d'avoir financé cette thèse. Un remerciement tout particulier à tous les partenaires du projet EcoSec : Olivier Firmesse, Danielle Chassaing, Laurent Guillier, Anaïs Overney, Michel Hébraud, Julia Esbelin, Onrawee Laguerre, Denis Flick, Evelyne Derens, Logan Lecoq, Jacques Guilpart, Adam Tchaikowski et Yves Gasnier. J'espère n'avoir oublié personne. Merci pour tous ces moments passés ensemble toujours dans la bonne humeur que ce soit pendant les séminaires, les réunions et les promenades sur les volcans d'Auvergne. Ce fût pour moi une expérience très enrichissante autant professionnellement qu'humainement et je les en remercie. Bien sûr, une énorme pensée et un grand merci au Dr. Brigitte Carpentier, Directrice de recherche à l'Anses de Maison Alfort, sans qui ce projet n'aurait pu voir le jour. Je remercie particulièrement le Pr. Eric Lesniewska, du laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB), et Cédric Thomas pour qui la Microscopie à Force Atomique n'a plus de secret et sans qui les manipulations n'auraient pu se faire. Merci pour leur accueil et leur sympathie ainsi que le temps qu'ils m'ont consacré, leur aide, leur contribution aux manips et à l'analyse des résultats. Je souhaite remercier toute l'équipe du laboratoire, professeurs et maîtres de conférence, pour leur accueil, leur aide et leurs conseils : Jean-Marie, Hélène, Mélanie, Pascale, Karine, Alex G, Sylvie, Christine, sans oublier les anecdotes de Saliha pendant le repas de midi ô combien enrichissante et permettant de soulever de grands débats. Merci à Florence pour sa capacité à gérer avec succès les problèmes administratifs du quotidien ô combien indispensable au laboratoire. Un grand merci aux thésards du laboratoire : Aurore, Bao, Dat, Antonio et aux anciens rencontrés pendant ma première année de thèse : Pauline, Julia, Alex C. Merci tout particulièrement à Seb, Lucie, Alex, Cécile, Adeline, Richtier pour tous ces moments de rigolades, de courses (oui c'est grâce à vous que je m'y suis mise !!!) et qui ont rendu ces années de thèse vraiment agréables. Merci à mes supers colocataires de bureau, Cyril, Chloé et Emilie, pour nos fabuleuses discussions du vendredi et ces moments de rigolades ! Merci à Cyril pour ces explications statistiques toujours très "claires" et sa manie de toujours vouloir tout modéliser. Merci à Chloé pour sa bonne humeur à toute épreuve et sa capacité à lancer de grands débats sur tout et n'importe quoi ! Et un merci tout particulier à Emilie qui a été là depuis le début. On aura tout vécu ensemble pendant nos thèses (les guêpes, les congrès, les manips seules au P2...). Tellement de choses à dire mais merci d'avoir été là, ça n'aurait pas été pareil sans toi ! Enfin, je voudrais remercier mes proches. Merci à ma famille et mes amis, particulièrement Audrey, Justine, Claire, Marion, Lilian, Seb et ceux que je ne cite pas pour leurs encouragements et leur soutien. Enfin, un énorme merci à Xavier. Merci pour ton soutien sans faille, ta patience et ta présence indispensable. Résumé Les fluctuations hydriques influencent l'activité et la viabilité des microorganismes. L’humidité relative de l’air est ainsi un paramètre potentiellement efficace pour maîtriser le développement et la persistance de microorganismes pathogènes. Cependant, l’efficacité de ce paramètre reste peu connue par rapport à d’autres facteurs environnementaux comme le pH ou la température. Le séchage est l'étape finale des procédures de nettoyage et de désinfection en industrie agroalimentaire. Cependant, il est aujourd'hui utilisé de façon empirique alors qu'il pourrait permettre d'améliorer la décontamination des surfaces dans les ateliers et diminuer la persistance des microorganismes. Malgré les procédures de nettoyage et de désinfection, la bactérie Listeria monocytogenes est fréquemment retrouvée dans l'industrie agroalimentaire et y persiste pendant de longues périodes. Evaluer et comprendre l'impact des fluctuations hydriques sur la survie de L. monocytogenes afin d'en optimiser la destruction sur une surface, constituent ainsi les principaux objectifs de cette thèse. Dans un premier temps, 30 souches de L. monocytogenes isolées de différents environnements de transformation des aliments et présentant différents sérotypes et niveaux de virulence ont été exposées à un stress hyperosmotique et à un séchage. Cette approche a permis d'analyser les différences de résistance entre les souches et de sélectionner quatre souches présentant différents profils de résistance pour poursuivre les travaux. Afin de définir les conditions de fluctuations hydriques les plus létales pour les souches de L. monocytogenes, différents paramètres ont été étudiés tels que la vitesse de déshydratation, le niveau d’humidité relative, la vitesse de réhydratation, l’application de cycles successifs de déshydratation-réhydratation et le milieu de séchage. Enfin, les mécanismes cellulaires induisant la mort de L. monocytogenes lors des fluctuations hydriques ont été explorés par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, microscopie à force atomique, cytométrie en flux et par séchage en anaérobiose. Ces différentes méthodes ont permis de révéler qu'un stress mécanique et structural sont majoritairement responsables de la mort de L. monocytogenes. L’ensemble de ce travail démontre que la maîtrise du niveau et des variations de l’humidité relative de l’air est un moyen efficace pour détruire L. monocytogenes et offre de réelles perspectives d’application pour améliorer l’hygiène des ateliers de production alimentaire. Mots clés : Listeria monocytogenes, humidité relative, réhydratation, stress oxydatif, stress osmotique, contraction cellulaire, surface, industrie agroalimentaire Abstract Environmental hydration fluctuations influence microorganism viability and activity. The air relative humidity (RH) is a potentially effective parameter to control the development and the persistence of pathogenic microorganisms. However, efficiency of this parameter remains not well characterized compared to others environmental factors such as pH or temperature. Drying is the final step of cleaning and disinfection processes used in the food industry. However, if this process is empirically used, it could also be used to improve the decontamination of surfaces in premises and reduce the persistence of microorganisms. Despite cleaning and disinfection, Listeria
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