Les découvertes sur les biofilms aident les chercheurs scientifiques d’AAC à lutter contre les bactéries nocives et les virus responsables des maladies d’origine alimentaire

Les normes du secteur canadien de la transformation des aliments sont parmi les plus élevées au monde en ce qui concerne la production d’aliments transformés de qualité et salubres, comme les produits de viande. Des protocoles d’assainissement rigoureux garantissent la salubrité des aliments, du producteur au consommateur. Pourtant, dans cette chaîne, les bactéries et les virus peuvent poser un risque pour la sécurité humaine, malgré tous les efforts déployés pour limiter leur présence.

Les bactéries dans les milieux naturels peuvent être utiles ou nocives. Des éclosions de maladies d’origine alimentaire peuvent survenir si des aliments contaminés par des bactéries nocives (agents pathogènes) arrivent sur le marché, ce qui déclenche des rappels et des enquêtes par les autorités sanitaires et réglementaires. Parmi les bactéries susceptibles d’être nocives pour la santé humaine, on compte notamment Escherichia Coli producteur de shigatoxines (STEC), Salmonella et Listeria monocytogenes. En plus des effets des rappels sur la santé publique et l’intégrité de l’approvisionnement alimentaire, les éclosions de maladies d’origine alimentaire peuvent nuire à la marque et à la réputation d’une entreprise et avoir des répercussions financières.

Biofilms bactériens – Qu’est-ce que c’est?

Les biofilms sont des communautés de cellules vivantes qui peuvent se former sur diverses surfaces, dont celles où les aliments sont traités, et y adhérer. Ils se trouvent à différents endroits (équipement, drains, murs, etc.) et permettent aux bactéries de résister aux processus classiques de désinfection. Les biofilms permettent aux bactéries de persister pendant de longues périodes dans les milieux de transformation, ce qui entraîne une contamination potentielle des produits alimentaires.

Par conséquent, les chercheurs d’Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) ont examiné le comportement de ces bactéries dans les établissements de transformation de la viande. Une équipe de recherche multidisciplinaire de partout au Canada a simulé et analysé divers types de biofilms bactériens pour s’attaquer à ce problème.

Présentation de l’équipe

L’équipe de recherche collaborative était composée des membres suivants :

• Centre de recherche et de développement de Kentville – Timothy Ells (Ph. D.), Dale Hebb et Michele Elliot.
• Centre de recherche et de développement de Saint-Hyacinthe – Louise Deschênes (Ph. D.), Tony Savard (Ph. D.), Julie Brassard (Ph. D.), Évelyne Guévremont (Ph. D.), Nancy Guertin, François St-Germain, Marie-Josée Gagné et Caroline Lapointe.
• Centre de recherche et de développement de Guelph – Hany Anany (Ph. D.), Sampathkumar Balamurugan (Ph. D.), Laura Arvaj et Janet Lin.
• Centre de recherche et de développement de Lacombe – Devin Holman (Ph. D.), Xianqin Yang (Ph. D.), Madhu Badoni, Frances Tran, Hui Wang (Ph. D.), Jeyachchandran Visvalingam (Ph. D.) Yuan Fang (Ph. D.), Peipei Zhang (Ph. D.), Zhaohui Xu, Scott Hrycauk, Annie He, Rebecca Lohmann, Danielle St. Jean, Katherine James-Gzyl et TingTing Liu.

Ce que l’équipe a découvert

L’équipe scientifique a simulé des milieux réels où prolifèrent les bactéries STEC, Salmonella et Listeria, et a étudié ces dernières en présence d’autres souches bactériennes et contraintes qui se trouvent habituellement dans les établissements de transformation de la viande.

« Nous avons découvert des caractéristiques uniques des biofilms bactériens qui nous permettent de comprendre comment se comportent les bactéries pathogènes dans le milieu de la transformation. Ces découvertes permettront d’orienter l’utilisation des matériaux appropriés ayant des propriétés antisalissures dans les milieux de transformation et d’améliorer les protocoles d’assainissement dans la chaîne d’approvisionnement de la transformation. »

– Sampathkumar Balamurugan (Ph. D.), chercheur scientifique, Agriculture et Agroalimentaire Canada

Ces travaux ont permis de faire des découvertes importantes qui renforcent la compréhension de l’équipe sur les comportements des bactéries pathogènes dans les usines de transformation des aliments. Ces découvertes permettraient d’améliorer les stratégies et les pratiques exemplaires de façon à réduire au minimum la présence de biofilms pathogènes :

• Les bactéries pathogènes présentes dans un biofilm se font compétition pour l’espace et, de ce fait, peuvent entretenir des relations mutuellement bénéfiques ou de compétition avec d’autres bactéries utiles ou nocives qui s’établissent parfois dans des biofilms existants sur les surfaces de transformation de la viande.
• Dans un milieu composé de plusieurs bactéries, certaines (par exemple, Pseudomonas) peuvent contribuer à la survie et à la prolifération des agents pathogènes, même en présence de produits chimiques d’assainissement, tandis que d’autres peuvent inhiber la croissance des bactéries pathogènes.
• La rugosité de la surface ne permet pas de prédire la mesure dans laquelle la bactérie Listeria adhérera à une nuance précise d’acier inoxydable.
• D’autres cellules vivantes (microorganismes) peuvent agir efficacement contre les bactéries Listeria, STEC ou Salmonella.
• Un moyen efficace d’éliminer les cellules présentes dans les biofilms denses serait de réduire l’utilisation de produits chimiques dans le processus d’assainissement et d’adopter de nouvelles approches écologiques (par exemple l’utilisation d’eau électrolysée légèrement acide.
• Une meilleure compréhension du comportement des bactéries pathogènes dans les usines de transformation des aliments peut aider le secteur à élaborer des pratiques exemplaires et des stratégies améliorées visant à réduire au minimum la présence de biofilms pathogènes dans les usines, ce qui améliorera les normes de qualité déjà élevées du Canada en matière de transformation des aliments.

« Notre équipe s’est concentrée sur les biofilms non pathogènes en culture mixte, notamment les bactéries lactiques, afin de lutter contre l’attachement potentiel d’agents pathogènes ou leur développement dans des biofilms complexes. Toutes les surfaces peuvent être colonisées. Il est donc préférable de disposer de bactéries utiles qui permettent de réduire le risque de colonisation des agents pathogènes sur les surfaces et l’équipement en contact avec des aliments. Nos recherches nous ont permis de mieux comprendre la complexité de l’écologie des biofilms composés de plusieurs espèces. Cette approche de biocompétition peut être appliquée dans l’ensemble de l’industrie alimentaire. »

- Tony Savard (Ph. D.), chercheur scientifique, Agriculture et Agroalimentaire Canada

L’avenir de la salubrité des aliments

Les découvertes fournissent des renseignements précieux sur les interactions bactériennes qui inhibent ou favorisent la croissance des bactéries nocives dans les usines de transformation des aliments. Une meilleure compréhension de ces interactions est essentielle à la mise au point de technologies propres visant à lutter contre les biofilms nocifs dans la chaîne de transformation des aliments.

En fin de compte, l’amélioration des protocoles de nettoyage et de désinfection peut prévenir la contamination de la viande et d’autres produits alimentaires par E. coli, Salmonella ou Listeria. Ainsi, le nombre de Canadiens qui tombent malades à cause de ces bactéries et les coûts associés aux rappels d’aliments peuvent être réduits, ce qui permet d’établir des normes de qualité encore plus élevées dans la chaîne de valeur de la transformation des aliments au Canada.

Galerie de photos

Renseignements connexes

• Centre de recherche et de développement de Guelph
• Centre de recherche et de développement de Kentville
• Centre de recherche et de développement de Lacombe
• Centre de recherche et de développement de Saint-Hyacinthe