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MICROBIOLOGIE(partie thorique)
Formationau profit de
GSK, Rabat25 & 26 avril 2008
2
Donnes techniques
Partie thorique suivie de Travaux Pratiques
Document pdagogique; projection Data Show
Discussion sur cas concrets Evaluation de lanimateur par les
participants Evaluation chaud des participants Dure: 2 jours Programmation: 25 & 26/04/2008
3
L animateur
Nom: Abdelrhafour TANTAOUI ELARAKI Spcialit: Microbiologie et Hygine
Alimentaires et Biotechnologie Fonctions: Professeur de lEnseignement Suprieur
(ex. IAV Hassan II; SUPAGRO) Directeur de SUPAGRO Animateur TP: Prof. Hamid AMAROUCHE
4
Objectifs Connaissance des
microorganismes et de leurs principales proprits;
Connaissance des exigences de la croissance microbienne;
Connaissance des principes de la culture et de la recherche des microorganismes dans les produits pharmaceutiques.
5
Plan gnral
o 1- Nature biologique des microbeso 2- Contamination des produits par les
microbeso 3- Croissance des microorganismeso 4- Lutte contre les microorganismes
indsirableso 5- Principes des techniques de
recherche et de numration
6
Plan gnralo 1- Nature biologique des 1- Nature biologique des
microbesmicrobeso 2- Contamination des produits par les
microbeso 3- Croissance des microorganismeso 4- Lutte contre les microorganismes
indsirableso 5- Principes des techniques de
recherche et de numration
7
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes
Dfinition Notion de vie Les bactries Les levures et moisissures
(microorganismes fongiques) Les protozoaires Les virus
8
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes
Dfinition: Les Microbes sont des tres vivants
microscopiques, invisibles lil nu- Virus: taille < 0,3 m- Bactries: 1 10 m environ- Levures: 10 25 m environ- Moisissures: myclium taille
indtermine- Protozoaires: jusqu 300 m
9
Taille compare des Bactries et des virus
10
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes
Notion de vie
o Manifestations de la vie: - Nutrition - Respiration - Reproductiono Vie: Interactions entre tre vivant
et son milieu
11
Souris en plastique Souris vivante
bl bl
12
Microbes
Virus Bactries Lev. Algues unic. Protoz.
Micr. fongiques
Microorganismes
Diffrentes catgories de microbes
Moisis.
13
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes
Les Bactries
- Morphologie- Classification Gram + / Gram - Structure cellulaire- Sporulation- Mode de division
14
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbesLes bactries
Morphologie
Diffrentes formes de cellules bactriennes
15
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbesLes bactries Morphologie
Formes dominantes: ronde (coccus) ou allonge (btonnet)
16
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbesLes bactries Morphologie
Formes dassociation- paires: diplocoque, diplobacille;- Chanettes: Streptocoques;- Grappes: Staphylocoques;- Gerbes: bacille de Koch.
Streptocoque Bacille de KochStaphylocoque
http://www-iut-bv.univ-fcomte.fr/HSEPrjFo/LAURENT/microbes%20page1.htmlhttp://usinfo.state.gov/fr/img/assets/8136/bacille_de_koch.jpghttp://www-iut-bv.univ-fcomte.fr/HSEPrjFo/LAURENT/microbes%20page1.html
17
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbesLes bactries
Structure cellulaire- Cellules procaryotes (simples):
paroi, membrane cytoplasmique, cytoplasme, noyau avec un chromosome unique circulaire et sans paroi nuclaire
- Prsence de flagelles ou de capsule chez certaines espces
18
19
Structure dune cellule bactrienne avecflagelle et capsule
http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Diagramme_d_une_cellule_procaryote.jpg
20
Schma de la coloration de Gram
Classification en Gram positives et Gram ngatives (coloration de Gram)
21
Observation microscopique de bactries Gram positif et de bactries Gram ngatif
+
-
22
Structure de la paroi desBactries Gram positif
Structure de la paroi desBactries Gram ngatif
Comparaison paroi des bactries Gram
positif et Gram ngatif
23
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbesLes bactries
Sporulation- Formation de spores rsistantes
(certaines espces)
Spores
24
Forme vgtative
Spore libre
SPORULATION
GERMINATION
Survie
Multiplication
Sporulation et germination de la spore bactrienne
Conditions favorables Conditions dfavorables
LIBERATIO
N
25
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbesLes bactries
Reproduction Reproduction
par division de la cellule mre en 2
cellules filles identiques
http://www.gch.ulaval.ca/agarnier/bcm20329/ecolism.gifhttp://www.gch.ulaval.ca/agarnier/bcm20329/ecolism.gif
26
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes
Les Levures
Morphologie Structure cellulaire Reproduction Formation de pseudomyclium
27
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes Les Levures
Morphologie- Etat unicellulaire dominant, formes
varies, souvent ovode ou globuleuse
http://www.csdm.qc.ca/fseguin/classe/fseguin.3aj/0405/terre/levures/images/levure2.jpg
28
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes Levures
Structure cellulaire Cellule eucaryote avec paroi, membrane cytoplasmique, cytoplasme, noyau vrai (membrane nuclaire et plusieurs chromosomes)
Structure cellulaire variable selon conditions doxygnation
29
1: paroi2: membrane nuclaire3: noyau4: vacuole5: rticulum endoplasmique6: membrane cytoplasmique7: inclusions cytoplasmiques8: mitochondries
Lgende:
30
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes Levures
Reproduction- Reproduction surtout par
bourgeonnement
bourgeons
Cicatrices de bourgeonnement
31
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes Levures
Pseudomyclium- Parfois pseudomycelium
http://images.google.fr/imgres?imgurl=http://membres.lycos.fr/microzoo/levure.jpg&imgrefurl=http://membres.lycos.fr/microzoo/biotech.html&h=651&w=932&sz=73&hl=fr&start=12&tbnid=6UFnrDVRysNwfM:&tbnh=103&tbnw=147&prev=/images%3Fq%3Dlevures%26gbv%3D2%26hl%3Dfr%26sa%3DG
32
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes Levures
Levures mieux adaptes que les bactries aux
milieux acides et/ou
riches en sucres
33
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes
Moisissures
Morphologie et structure Reproduction
34
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbesMoisissures
Morphologie et structure - Micro-organismes filamenteux
35
Filaments cloisonns filaments non cloisonns
Moisissure sur lpiderme dune plante
Structure filamenteuse des moisissures
36
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes Moisissures
Reproduction Reproduction par spores (pas spcialement rsistantes)
37
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes Moisissures
Moisissures mieux adaptes aux milieux acides
et/ou relativement secs que les bactries
38
Aspects des culturesen milieu solide
Colonies deBactries
Levures
Thalles demoisissures
http://images.google.fr/imgres?imgurl=http://artic.ac-besancon.fr/svt/act_ped/svt_lyc/second/mutalevures/levure_Bl_IR3.jpg&imgrefurl=http://artic.ac-besancon.fr/svt/act_ped/svt_lyc/second/mutalevures/Mutations%2520Levures.htm&h=420&w=423&sz=14&hl=fr&start=8&tbnid=cxomuYYzV46FHM:&tbnh=125&tbnw=126&prev=/images%3Fq%3Dcolonies%2Bde%2Blevures%26gbv%3D2%26hl%3Dfr
39
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes Protozoaires
Animaux unicellulaires Cellules eucaryotes Nombreuses espces pathognes
(parasites) pour lHomme
40
Paramcie Amibe
Protozoaires
http://www.futura-sciences.com/uploads/tx_oxcsfutura/img/amoeba_proteus.jpg
41
Acanthaire (diamtre: 100-300
m)
Favella sp. (longeur: 210
m
Protozoaires (suite)
http://www.diatomloir.eu/Siteplancton/Protozo.htmlhttp://www.diatomloir.eu/Siteplancton/Protozo.html
42
Microbiologie (partie thorique)1- Nature biologique des microbes
Les virus
- Invisibles au microscope optique- Structure simple, non cellulaire- Un seul acide nuclique: ADN ou ARN- Une capside protique- Une enveloppe pour les virus dits
envelopps (pas pour les virus nus)- Parasites intracellulaires obligatoires
43
Structure schmatique des virus
Acide nuclique
Capside protiqueEnveloppe
Virus nu Virus envelopp
44
Virus du SIDA
http://images.google.fr/imgres?imgurl=http://www.gsk.fr/gsk/votresante/vih/images/virus_grd.jpg&imgrefurl=http://www.gsk.fr/gsk/votresante/vih/comprendre.html&h=276&w=267&sz=64&hl=fr&start=65&tbnid=iHvGVzAvhBr7GM:&tbnh=114&tbnw=110&prev=/images%3Fq%3Dvirus%26start%3D60%26gbv%3D2%26ndsp%3D20%26hl%3Dfr%26sa%3DN
45
Virus de la grippe
http://images.google.fr/imgres?imgurl=http://www.hi.is/pub/tungumala/Forum/articlesenfrancais06/Eva/grippe1.jpg&imgrefurl=http://www.hi.is/pub/tungumala/Forum/articlesenfrancais06/Eva/lagrippeaviaire.htm&h=325&w=348&sz=21&hl=fr&start=4&tbnid=t9oEu2QC94wh7M:&tbnh=112&tbnw=120&prev=/images%3Fq%3Dvirus%26gbv%3D2%26hl%3Dfr
46
Plan gnral
o 1- Nature biologique des microbeso 2- Contamination des produits 2- Contamination des produits
par les microbespar les microbeso 3- Croissance des microorganismeso 4- Lutte contre les microorganismes
indsirableso 5- Principes gnraux des techniques
de recherche et de numration
47
Microbiologie (partie thorique)2- Contamination des produits par les microbes
2.1- Les microbes sont partout 2.2- Sources de contamination
des produits 2.3- LHomme: source de
contamination majeure
48
Le sol Leau Lair Les plantes, les animaux domestiques Les insectes et autres nuisibles LHomme Lenvironnement en gnral
Microbiologie (partie thorique)2- Contamination par les microbes
2.1- Les microbes sont partout
49
Microbiologie (partie thorique)2- Contamination par les microbes2.1- Les microbes sont partout
Le sol: plusieurs milliards par gramme (sol cultiv)
Leau: ocans, mers, lacs, cours deau, marcages, eaux uses, etc.
Lair: poussires et autres particules
50
Microbiologie (partie thorique)2- Contamination par les microbes2.1- Les microbes sont partout
Les plantes, les animaux domestiques et les produits qui en drivent
Les nuisibles (vermine): insectes, rongeurs, oiseaux, etc. ;
LHomme
51
Microbiologie (partie thorique)2- Contamination par les microbes2.1- Les microbes sont partout
Lenvironnement en gnral: parterre, murs, plafonds, vtements, ustensiles, matriel, etc.
52
Matires premires Milieu Main-duvre Matriel Manipulations ou Modes opratoires
Microbiologie (partie thorique)2- Contamination par les microbes2.2- Sources de contamination des produits
Les 5 M
53
Microbiologie (partie thorique) 2- Contamination par les microbes2.2- Sources de contamination des produits
Matires premires
La contamination varie selon:- la nature des intrants (matires
premires, additifs, emballages, etc.)- les traitements appliqus
(histoire de chaque intrant depuis son origine)
- les conditions de stockage et de transport
54
Microbiologie (partie thorique) 2- Contamination par les microbes2.2- Sources de contamination des produits
Milieu
- Btiment- Sol- Air (poussires)- Eau- etc.
55
Microbiologie (partie thorique) 2- Contamination par les microbes2.2- Sources de contamination des produits
MatrielLa flore apporte par le matriel
varie notamment avec:- La nature des produits traits
laide de ce matriel- Lusage du matriel en question- Le nettoyage et la dsinfection
adopts
56
Microbiologie (partie thorique) 2- Contamination par les microbes2.2- Sources de contamination des produits
Manipulations- Tout traitement appliqu depuis
lobtention des matires premires jusqu lutilisation des produits finis
- Chaque traitement peut avoir un effet sur la qualit hyginique dun produit
57
Matriel Manipulations
Matires premires
Milieu Main-doeuvre
Microbiologie (partie thorique)
2- Contamination par les microbes2.2- Sources de contamination des produitsDiagramme de cause effet dIshikawa
58
Microbiologie (partie thorique)2- Contamination par les microbes2.3- Lhomme: source de contamination
Lindividu sain: flore commensale
Lindividu malade: flore pathogne et/ou toxinogne
Le porteur sain
59
Microbiologie (partie thorique) 2- Contamination par les microbes2.3- LHomme source de contamination
Lindividu sain- Peau (surtout la main)- Cheveux et cuir chevelu- Sous les ongles- Dans les cavits ouvertes: bouche,
narines, oreilles, etc.- Dans lintestin: plusieurs milliards
de cellules microbiennes par gramme.
60
Cuir chevelu:102 103 bactries /cm2
Aisselles:106 107 bactries /cm2
Mains:106 bactries/cm2
Front: 104 105 Bactries/cm2
Scrtions nasales:107 bactries /g
Salive:108 bactries /g
Matires fcales:109 bactries /g
61 Nombre de particules de plus de 0,5 m mises par minute selon lactivit de lindividu
62 une toux faible:
4 500
mission de GouttelettesDe Pflgge
Un ternuement:20 000 40 000
63
Microbiologie (partie thorique) 2- Contamination par les microbes 2.3- LHomme source de contamination
Lindividu maladeFlore pathogne et/ou toxinogne- Sur la peau (plaies ouvertes,
furoncles) et dans le cuir chevelu- Dans la gorge et les voies
respiratoires: tuberculose, grippe, angine, pharyngite, bronchite, etc.
- Dans lintestin: maladies parfois trs graves (cholra, typhode), gastro-entrites, etc.
- Dans les yeux: conjonctivites
64
Microbiologie (partie thorique) 2- Contamination par les microbes2.3- LHomme source de contamination
Le porteur sain
- Individu hbergeant un microbe pathogne sans montrer de signes de maladie
- Constitue une source de contagion pour son entourage
- Contamine les produits quil manipule
65
Microbiologie (partie thorique) 2- Contamination par les microbes2.3- LHomme source de contamination
Conclusion- Toute personne libre dans
lenvironnement des microbes varis- Toute personne peut contaminer les
personnes de son entourage avec des microbes dangereux
- Toute personne peut contaminer les produits manipuls avec des microbes indsirables
66
Plan gnral
o 1- Nature biologique des microbeso 2- Contamination des produits par les
microbeso 3- Croissance des microorganismes3- Croissance des microorganismeso 4- Lutte contre les microorganismes
indsirableso 5- Principes gnraux des techniques de
recherche et de numration
67
Microbiologie (partie thorique)
3- Croissance des microorganismes
3.1- Allure de la croissance microbienne
3.2- Vitesse de la croissance et du mtabolisme
3.3- Paramtres de la croissance et le mtabolisme
68
Microbiologie (partie thorique)3- Croissance des microorganismes3.1- Allure de la croissance microbienne
Modle dtude: microorganisme unicellulaire (bactrie ou levure) en culture pure sur milieu liquide simple
Courbe de croissance: trac du Log N (nombre de cellules microbiennes) en fonction du temps
Temps de gnration et Taux de croissance horaire
69
III
III
IV V VI
VII
Log N
Temps
I: phase de latenceII: phase dacclrationIII: phase exponentielle
IV: phase de dclrationV: phase stationnaire
VI: phase de dbut de dclinVII: phase de dclin acclr
Trac de la courbe de croissance (micro-organisme unicellulaire
en culture pure enmilieu liquide simple)
70
Microbiologie (partie thorique)3- Croissance des microorganismes3.1- Allure de la croissance microbienne
Temps de gnration Tg: dure ncessaire pour que leffectif de la population soit doubl (cart entre 2 divisions cellulaires successives)
Log N
Temps
Log N2
Log N1
T1 T2
Tg
Exemples de valeurs de Tg(conditions optimales)
Escherichia coli: 20 minStaphylococcus aureus: 20 minMycobacterium tuberculosis:
800 900 min (15 h)
N2 = 2 N1
71
Microbiologie (partie thorique)3- Croissance des microorganismes3.1- Allure de la croissance microbienne
Taux de croissance horaire Tc: nombre de divisions cellulaires lheure
Tc
Tg: temps de gnration (en h)
=1
Tg Exemples de taux de croissance
horaire:
Escherichia coli: 3 h-1Staphylococcus aureus: 3 h-1
Saccharomyces cerevisiae: 0,6h-1Mycobacterium tuberculosis: 0,066h-1
72
Microbiologie (partie thorique)3- Croissance des microorganismes3.2- Vitesse de la croissance et du mtabolisme
VR bactries > VR levures > VR moisissures
Exemples:Escherichia coli (bactrie) se divise toutes les 20 min dans les conditions optimales (temps de gnration Tg); chaque heure: 3 divisions cellulaires, soit multiplication de leffectif de population par 8Saccharomyces cerevisiae (levure) a besoin de 100 min pour se diviser; multiplication leffectif de population par 1,6 en une heure
73
Microbiologie (partie thorique)3- Croissance des microorganismes3.2- Vitesse de la croissance et du mtabolisme
0 h1 h2 h3 h4 h5 h6 h7 h8 h9 h
10 h
18
64512
4 09632 768
262 1442 097 152
16 631 216133 049 728
1 064 397 824
Evolution de leffectif dEscherichia coli en fonction du temps
74
Microbiologie (partie thorique)3- Croissance des microorganismes3.2- Vitesse de la croissance et du mtabolisme
Consommation trs rapide des nutriments
Libration trs rapide de substances de dchets pouvant tre:
o responsables dodeurs, de couleurs, de gots anormaux, etc.
o toxiques
75
LHommeConsomme
lquivalent de
son poids en
10 jours
La sauterelleConsomme
lquivalent de
son poids en 24h
La bactrieConsomme
lquivalent de 10000 fois son poids
de sucre en 1 heure
76
Microbiologie (partie thorique)3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme
- Composition du milieu- Temprature- pH- Oxygnation- Humidit relative de lair
77
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu
Leau Source de Carbone (souvent aussi
source dnergie) Source dAzote Elments minraux: P, S, lments
majeurs et lments mineurs (oligo-lments)
Facteurs de croissance
78
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu
Leauo Gnralits, notion dactivit de
leauo changes entre micro-organisme et
milieuo aw minimale et aw optimale de
croissanceo Micro-organismes osmophileso Micro-organismes halophiles
79
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Leau
Gnralits, notion dactivit de leau
- Leau: 80 90% du poids des micro-organismes
- Seule leau libre du milieu est utilisable- La proportion deau libre sexprime par lactivit de leau ou aw (activity of
water) ERH= Humidit relative dquilibre
Pression de vapeur du milieu
Pression de vapeur de leau pure =aw
ERH=
100
80
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Leau
changes entre micro-organisme et milieu- Expression en pression osmotique . Milieu isotonique: quilibre . Milieu hypotonique: turgescence; le
micro-organisme absorbe de leau; son aw augmente (clatement en cas dcart important: lyse)
. Milieu hypertonique: le micro-organisme perd de leau, son aw interne diminue
81
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Leau
Valeurs cardinales de law pour les micro-organismes:
- aw optimale de croissance- aw minimale de croissance
Remarque: pour un mtabolisme donn (ex.: production dune toxine), ces valeurs peuvent diffrer de celles de la croissance
82
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Leau
- Aw optimale de croissance (souvent 0,9 1)
En gnral, bactries plus hygrophiles que levures et moisissures
Exemples: Bactries: Clostridium, Salmonella,
Staphylococcus: 0,990-0,995Moisissures: Aspergillus glaucus: 0,93;
Xeromyces bisporus: 0,90
83
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Leau
Bactries Gram ngatif, quelques levures 0,95- 1
Majorit des cocci, lactobacilles, qq moisissures 0,91-0,95
Majorit des levures 0,87-0,91
Majorit des moisissures, Staphylococcus aureusMoisissures xrophiles
Levures osmophiles
0,80-0,870,67-0,75
0,60-0,65
Valeurs moyennes des aw minimales des diffrents groupes microbiens
84
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Leau
Minimum absolu daw pour les
micro-organismes connus: 0,6
85
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Leau
Micro-organismes adapts aux faibles activits de leau (fortes pressions osmotiques):
osmophiles: supportent ou mme exigent de fortes concentrations en sucres (sirops, miel, etc.)
Ex.: Saccharomyces rouxii, Aspergillus glaucus
halophiles: exigent de fortes concentrations en sel (les halotolrants les supportent)
86
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Leau
Exemples de micro-organismes adapts aux milieux sals
- Halotolrants: Staphylococcus aureus, streptocoques fcaux
- Faiblement halophiles: microflore marine
- Extrmement halophiles: microflore des saumures (Halobacterium, Halococcus, etc.)
87
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Source de C
La source de Carbone
- Pour les Autotrophes: CO2- Pour les Htrotrophes- Mtabolisme des glucides
88
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Source de C
CO2o Utilisable comme seule source de
C par certaines bactries dites autotrophes, surtout les Photosynthtiques (dans les tendues deau)
89
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Source de C
Pour les Htrotrophes:o Glucides simples: pentoses, hexoses
(glucose, fructose, mannose, etc.)o Diholosides: saccharose, lactose,
maltose (ncessit denzymes spcifiques)
o Glucides complexes: amidon, cellulose, etc. (ncessit dun systme enzymatique); micro-organismes cellulolytiques, amylolytiques, etc.
90
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Source de C
Pour les Htrotrophes (suite)o Hydrocarbures: hexadcane C16H34
notamment dans les sous-produits ptroliers
o Acides amins: si pas de source de C plus simple
o Acides gras et lipides: idem
91
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Source de C
Mtabolisme des glucides- Mtabolisme arobie: respiration
(production de CO2, H2O et beaucoup dnergie)
- Mtabolisme anarobie: fermentation alcoolique, lactique, etc.(produit principal + produits secondaires de fermentation; peu dnergie)
92
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Source de C
Exemple dapplication:- Coliformes totaux: fermentation
du lactose avec production de gaz 32C
- Coliformes fcaux: fermentation du lactose avec production de gaz 44,5C
93
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Source dAzote
La source dAzote- Gnralits- Formes inorganiques- Formes organiques- Consquences
94
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Source dAzote
Gnralits:
Azote ncessaire pour:o Protines (dont enzymes)o Acides nucliqueso Autres molcules vitales: DPN,
TPN, ATP, ADP, etc.
95
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Source dAzote
Formes inorganiques dAzote: N2 gazeux: par micro-organismes
fixateurs dazote Bactries symbiotiques avec
Lgumineuses (nodosits sur les racines): genre Rhizobium
Micro-organismes libres (sol, eaux): genre Azotobacter
96
Nodosits de Rhizobium sur des racines de Lgumineuses
http://demicervo.free.fr/licence/ecologievegetale/symbiosevegetale/d147.JPGhttp://www.mapaq.gouv.qc.ca/NR/rdonlyres/6A3E8883-C325-4A56-B45F-7C0E0A5D22DB/8907/FerlandChantale_InoculationLegumineuses.jpg
97
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Source dAzote
Formes inorganiques dAzote (suite)
NO2-: genre Nitrobacter NO3-: Enterobacteriaceae + autres
bactries, des levures et moisissures
NH4+: genre Nitrosomonas + toutes levures et moisissures
98
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Source dAzote
Formes organiques: groupement amine R-NH2, par dsamination ou par transamination:
R-NH2 + R R+R-NH2 o simples: acides amins libres,
amines, ureo complexes: protines (par les
microorganismes protolytiques)
99
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Source dAzote
Consquences:
o Rle essentiel des micro-organismes dans laltration des produits contenant des protines
o Rle trs important des micro-organismes dans le cycle biogochimique de lAzote
100NO3-
R-NH2
NH4+
NO2-
N2
NO
N2O
NO2-
c
a
a
a
i
g
h
bb d e
f
Anarobie Arobie Cycle biogochimique de lAzote:R-NH2: groupes amins des protines
a: dnitrification
b: ammonification du nitrite
c: rduction dissimilatoire du nitrate
d: ammonification
e: assimilation de lammonium
f: rduction assimilatoire du nitrate
g: oxydation de lammonium
h: oxydation du nitrite
i: fixation de lAzote
101
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ lments minraux
lments minraux
o P et So Autres lments majeurso lments mineurs
(oligolments)
102
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ lments minraux
P et So Phosphore: pour les acides nucliques et dautres molcules
vitales: ATP, ADP, TPN, DPN, etc. forme: phosphate H2PO4-
o Soufre Pour les protines (dont enzymes) Forme: sulfate SO4-
103
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ lments minraux
Autres lments majeurs (plastiques)
- Participent la construction des constituants cellulaires: Ca,
- Assurent les quilibres osmotiques et ioniques de la cellule avec le milieu: K, Na, etc.
104
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ lments minraux
lments mineurs (oligolments)
- Font partie de la constitution de co-enzymes (Mg de la chlorophylle, Fe des cytochromes)/ ou
- Jouent le rle de co-facteurs enzymatiques: Cu et Fe pour les enzymes respiratoires
105
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Composition du milieu/ Facteurs de croissance
Facteurs de croissance- Substances organiques
indispensables la croissance et que le microorganisme ne peut pas synthtiser lui-mme: apport ncessaire dans le milieu
- Nature: acides amins, vitamines, bases puriques ou pyrimidiques
106
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme
Temprature Tempratures cardinales Vitesse de croissance en fonction de
la temprature Classification des microorganismes en
fonction de leur temprature optimale Applications
107
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Temprature
Tempratures cardinales
Pour chaque espce microbienne:
. Temprature minimale . Temprature maximale de croissance . Temprature optimale
108
V
TT min T opt T max
Z. dysgnsique Z. eugnsique Z. ltale
Vitesse de croissance dun micro-organisme en fonction de la temprature
Vitesse de croissance V dun microorganisme en fonction de la temprature T
109
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Temprature
Classification des micro-organismes en fonction de leur temprature optimale de croissance:
Micro-organismes msophiles Micro-organismes thermophiles Micro-organismes psychrophiles
110
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Temprature
Applications: Respect de la temprature optimale pour la
culture des microorganismes Rfrigration (tempratures positives) ou
conglation (tempratures ngatives) des produits ou des souches pour les conserver
Attention! - Le froid ne tue pas les microbes- Le froid namliore pas la qualit hyginique
des produits
111
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme pH
Valeurs cardinales de pH Vitesse de croissance en fonction du
pH Classification des microorganismes en
fonction du pH optimal
112
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme pH
Valeurs cardinales de pH pour la croissance:
o pH minimumo pH optimum de croissanceo pH maximum
113
V
pHpH min pH opt pH max
Vitesse de
croissance V en
fonction du pH
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme pH
114
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme pH
Diffrentes classes dfinies:
Micro-organismes acidophiles (pH optimum acide: infrieur ou gal 6-6,5)
Micro-organismes basophiles (pH optimum basique: suprieur ou gal 8)
Micro-organismes neutrophiles (pH optimum neutre: 6,5-7,5)
115
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme
Oxygnation Oxygnation- Micro-organismes arobies stricts- Micro-organismes anarobies stricts- Micro-organismes aro-anarobies
facultatifs (ex.: levures)
On dfinit aussi :- Les micro-arophiles- Les mso-anarobies
116
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Oxygnation
Arobie strict
Micro-arophile
Mso-anarobie
Anarobie strict
Aro-anarobie facultatif
Diffrents types respiratoires des micro-organismes
117
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismes3.3- Paramtres de la croissance et du mtabolisme Oxygnation
Rpartition des diffrents groupes microbiens:
- Bactries: toutes catgories possibles
- Levures: aro-anarobies facultatives (mtabolisme dominant oxydatif ou fermentatif)
- Moisissures: arobies strictes ou micro-arophiles
118
Microbiologie (partie thorique) 3- Croissance des microorganismesParamtres de la croissance et du mtabolisme Humidit relative de lair
aw > HR airH2O
H2O
aw < HR air
Law du produit diminue
Law du produit augmente
http://recit.csdm.qc.ca/local/panier/aliments/produits_cerealiers/images/g_pain_croute.gifhttp://recit.csdm.qc.ca/local/panier/aliments/produits_cerealiers/images/g_pain_croute.gif
119
Plan gnral
o 1- Nature biologique des microbeso 2- Contamination des produits par les
microbeso 3- Croissance des microorganismeso 4- Lutte contre les 4- Lutte contre les
microorganismes indsirablesmicroorganismes indsirableso 5- Principes gnraux des techniques
de recherche et de numration
120
4.1- Les empcher de se multiplier (se dvelopper)
4.2- Protger les produits de la contamination
4.3- Les tuer
Microbiologie (partie thorique)
4- Lutte contre les microorganismes
121
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.1- Les empcher de se dvelopper
Froid: rfrigration ou conglation
Schage (vaporation de leau, ou sublimation sous vide: lyophilisation)
Salage (aliments) Sucrage (sirops) Ajout dadditifs antimicrobiens
(conservateurs chimiques)
122
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.2- Protger les produits de la contamination
Emballage Couverture des produits Atmosphre confine avec air filtr Comportement responsable vis--
vis des produits (Bonnes Pratiques dHygine)
123
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuer
laide de la chaleur laide des radiations laide de produits chimiques
124
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuer A laide de la chaleur
Effets de la chaleur Courbe de destruction thermique dun
microorganisme Applications Paramtres influents (temprature,
dure, humidit, densit de population, etc.)
125
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de la chaleur
Effets de la chaleur Agent de destruction universel
des microbes Dtruit aussi les enzymes Agit surtout par dnaturation des
protines (enzymes), mais aussi sur lipides (membranaires), vitamines, etc.
126
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de la chaleur
N0
T
Log N
Temps
Courbe de destruction thermique dun microorganisme:
Temprature constante
Paramtres fixs (pH, milieu, etc.)
127
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de la chaleur
Applications Strilisation: vise la destruction de
lensemble des microbes prsents (milieux de culture, ustensiles de laboratoire, aliments, produits pharmaceutiques, etc.)
Pasteurisation: vise les microbes pathognes et ceux responsables daltration (aliments)
128
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de la chaleur
Paramtres influents: La temprature de traitement La dure du traitement Chaleur humide plus efficace que chaleur sche
Espces sporules plus rsistantes que non sporules
Spores plus rsistantes que formes vgtatives
Autoclave (chaleur humide): 120C, 15-20 minFour Pasteur (chaleur sche): 180C, 1h ou 160C, 2h
Temps
Log N
t1 t1
T2
T1
T1 > T2t1 < t2
129
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de la chaleur
Densit de population
Log N
Temps
N2
N1
T1 T2
Un produit plus contamin quun autre exigera une temprature plus leve et/ou un temps plus long
pour un traitement de
mme efficacit
130
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de radiations
Dfinition Spectre des radiations
microbicides Applications Paramtres defficacit
131
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuer A laide de radiations
Dfinition o Radiation: mission et propagation
dnergie travers lespace ou travers un matriau
o Les les plus courtes sont les plus actives contre les microbes: micro-ondes, ultraviolets, rayons X, rayons
132
Rayons X
Ray.
Rayons cosmiques
Ultra violet
InfrarougeOndes hertziennes
Pour radio communication
Rayons solaires
atteignant la Terre
Ultra violet Visible
Violet
Rouge
Vert
Bleu
Jaune
Orange
Infr
a ro
ugeBactricide
Bronzage
Ant
irach
itiqu
e
0,001 0,01 0,06 1,4 136 1000 4000 8000 1x106 4x106 1x1011 2x1012 5,5x1012 3x10
136 1000 2000 2800 3300 4000 8000
En Angstrom
En Angstrom
Spectre des radiations montrant les principales zones microbicides
133
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de radiations
Applications Strilisation des blocs
opratoires dans les hpitaux Strilisation de matriel mdical Irradiation des aliments (rayons
gamma par exemple) Strilisation des emballages
134
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de radiations
Paramtres defficacito Nature des microorganismes- Bactries Gram + plus rsistantes que Gram -
-Sporules plus rsistantes que non sporules
- Gnralement, radiorsistance et thermorsistance parallles
- Exceptions : rsistance sans spores (Micrococcus radiodurans)
Les plus sensibles: Pseudomonadales et Flavobactries
135
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de radiations
o Nature des micro-organismes (suite)- Gnralement, micro-organismes
fongiques moins sensibles que bactries Gram
- Levures plus rsistantes que moisissures
- Virus beaucoup plus rsistants que Bactries
136
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de radiations
o Autres paramtres Plus N est grand, moins le traitement
est efficace Protines: effet protecteur Cellules sches (ou congeles) plus
rsistantes que cellules normales (radiolyse de leau)
Bactries plus rsistantes dans la phase de latence que dans la phase exponentielle
137
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
Gnralits Effets des agents antimicrobiens sur
les cultures microbiennes Mesure de lactivit antimicrobienne Paramtres defficacit des agents
antimicrobiens chimiques Diffrents usages des agents
antimicrobiens chimiques
138
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques Gnralits
o Agent peut tre antibactrien, antifongique, antiviralo Un mme agent peut agir sur plusieurs groupes: agent
antimicrobieno Effet ltal: agent bactricide, fongicide, virucide;
germicide ou microbicide si action plus gnrale; leffet ltal peut tre suivi de lyse cellulaire
o Effet inhibiteur: agent bactriostatique ou fongistatiqueo Une substance peut avoir action ltale ou inhibitrice sur
un microbe selon la concentration
139
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
o Slectivit de laction antimicrobienne dune substance:
Entre diffrentes espces microbiennes: notion de spectre dactivit
- large spectre: substance peu slective- spectre troit: substance trs slective
Entre cellules microbiennes (sensibles) et cellules humaines ou animales (rsistantes): substances chimiothrapiques
140
Log N Log N Log N
TempsTemps Temps
Cellules totales Cellules vivantes
Ajout de la substance antimicrobienne
BACTERIOSTASE BACTERICIDIE BACTERIOLYSE
Effets des agents antimicrobiens sur les cultures microbiennes (ex.: bactries)
141
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
Mesure de lactivit antimicrobienne
o Technique de dilution en tube (milieu liquide)
o Technique de diffusion en glose (milieu solide)
Antibiogramme Recherche de leffet conjugu de 2
substances
142
C0 C1 C2 C3 C4 C5
Incubation Ensemencement
143
Technique de diffusion en milieu glos pour ltude du pouvoir
antimicrobien des substances chimiques
Auroles dinhibition
Disques de cellulose imprgns de
substance inhibitrice
C1 C2 C3
144 Antibiogramme
Aurole dinhibition
145
Exemples dantibiogrammes
http://images.google.fr/imgres?imgurl=http://www.geniebio.ac-aix-marseille.fr/biospip/IMG/jpg_antibiogramme_sans_fluoresceine.jpg&imgrefurl=http://www.geniebio.ac-aix-marseille.fr/biospip/spip.php%3Farticle253&h=572&w=670&sz=183&hl=fr&start=19&tbnid=-g5bVSOxQAnD4M:&tbnh=118&tbnw=138&prev=/images%3Fq%3Dantibiogramme%26gbv%3D2%26hl%3Dfr
146
Antibiotique A seul
AntagonismeSynergie
Addition Indiffrence
Antibiotique B seul
Associations de 2 substances antimicrobiennes (antibiotiques)
147
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
Paramtres defficacit des agents antimicrobiens chimiques
o Nature de la substanceo Concentration de la substanceo Dure de contact avec le micro-organismeo Nature du micro-organismeo Effectif de la population microbienneo tat physiologique des celluleso Composition et caractristiques du milieu
148
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
o Nature de la substance Structure chimique Ractivit Solubilit Etc.
149
Log N
Temps
N0
C2
C1
o Effet de la concentration sur lefficacit des
substancesantimicrobiennes
(C1>C2)
150
N0
N1
N2
T1 T2 T Temps
Log No Effet de la dure de contact
sur lefficacit des substances chimiques
antimicrobiennes
151
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
o Nature du micro-organisme
Bactries, levures, moisissures et virus ne sont pas forcment sensibles aux mmes agents
Bactries Gram positif et bactries Gram ngatif diffrent dans leur sensibilit
Bactries sporulantes plus difficiles liminer que les non sporulantes (substances sporicides)
152
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
o tat physiologique des cellules
ge de la culture (ex.: pnicilline) Conditions nutritionnelles Stress physiologique
153
N0
N0
Log N
Temps
o Effet de la densit de la populationmicrobienne initiale sur
lefficacit des substances chimiques
antimicrobiennes
t1 t2
154
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
o Composition du milieu Protines et autres substances organiques
rduisent lefficacit dsinfectante du Chlore
Les ions Ca++ et Mg++ rduisent celle de lIode
Prsence dautres substances antimicrobiennes: cas de synergie, daddition ou dantagonisme
155
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
Diffrents usages des agents antimicrobiens chimiques
o Dsinfectants o Antiseptiqueso Agents chimiothrapiques
156
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
Dsinfectants: pour les objets ou les surfaces inertes
Antiseptiques: en usage externe pour lHomme et les animaux
Agents chimiothrapiques: par voie gnrale pour lHomme et les animaux
157
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
Dsinfectants En mdecine: strilisation du matriel et
produits sensibles la chaleur En industrie pharmaceutique et
alimentaire : sols, murs, surfaces de travail, machines, tuyauteries, etc.
Traitements des eaux: eaux de boisson, eaux de process dans lindustrie, eaux uses avant rejet dans lenvironnement
158
Dsignation Utilisation Mode dactionDichlorure mercuriqueSulfate de cuivreIode (solution)Chlore (gaz)Composs chlors
Composs phnoliquesDtergents cationiques (ammoniums quaternairesOxyde dthylne (gaz)
Ozone
Tables, solsPiscines (algicide), eauxInstruments mdicauxEauxquipements en industries alimentairesSurfacesInstruments mdicaux, quipements industries alimentairesMatriel de laboratoire en plastiqueEau potable
Se combine avec SHPrcipite les protinesIodation de la tyrosineAgent oxydantAgents oxydants
Dnaturent les protinesInteragissent avec les phospholipides
Agent alkylant
Agent oxydant
Exemples de dsinfectants, avec leurs usages et leur mode daction
159
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
Antiseptiques
- Beaucoup utiliss sur la peau directement
- Aussi dans les yeux, la bouche, le pharynx
160
Dsignation Utilisation Mode daction
Organo-mercuriquesNitrate dargentIode (solution)thanol (70%)
Bis-phnols (hexachlorophne)Dtergents cationiques (ammoniums quaternairesPeroxyde dHydrogne
PeauYeux (nourrissons)PeauPeau
Savons, lotions, dodorantsSavons, lotions
Peau
Se combine avec gr. SHPrcipite les protinesIodation de la tyrosineDnature prot., solub. lip. Dtruit membrane cellulaireInteragissent avec phospholipides
Agent oxydant
Exemples dantiseptiques, avec leurs usages et leur mode daction
161
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
Agents chimiothrapiques Antimtabolites Antibiotiques- Dfinition- Facteurs de sensibilit des bactries- Modes daction- Rsistance des bactries aux antibiotiques
162
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques Antimtabolites- Analogues de structure avec mtabolites essentiels ou
facteurs de croissance- Exemple :PAS (sulfamides) avec PAB; agissent en comptition avec PAB- Nombreux autres antimtabolites connus
FC: facteur de croissanceME: mtabolite essentiel
FC ou ME AnaloguePhnylalani
nep-fluoro-
phnylalanineUracile 5-fluoro-uracilethymine 5-bromo-uracile
163
Mcanisme de laction antibactrienne du PAS (analogue de structure du PAB)
164
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
o Antibiotiques
- DfinitionSubstances chimiques produites par des micro-
organismes et actives contre dautres micro-organismes (essentiellement bactries)
Peuvent tre plus efficaces aprs transformation chimique: antibiotiques semi-synthtiques
Certains peuvent tre obtenus par voie chimique
165
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
o Antibiotiques (suite)- Paramtres de sensibilit des
bactries
. Gram + gnralement plus sensibles que Gram
. Certains nagissent que sur Gram+, dautres que sur Gram-
. ge des cultures (pnicilline agit seulement sur cellules en division)
. Densit cellulaire
166
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
o Antibiotiques (suite)- Modes daction
. Inhibition de synthse de la paroi (pnicilline, cphalosporine)
. Dsorganisation de la membrane cytoplasmique: Polymixine B
. Inhibition de la transcription (rifamycines)
. Inhibition de la traduction (chloramphnicol, streptomycine, ttracycline)
167
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
o Antibiotiques- Rsistance des bactries:
dterminisme gntique
. Gne de structure: rsistance la pnicilline de Staphylococcus aureus; peut tre perdue par mutation gntique
. Plasmide: frquente chez Gram -; plasmide transfrable dune cellule une autre parfois despce diffrente (RTf: plasmide de polyrsistance)
168
Microbiologie (partie thorique)4- Lutte contre les microorganismes 4.3- Les tuerA laide de substances chimiques
Antibiotiques- Rsistance des bactries:
physiologie
Plusieurs mcanismes possibles; exemples:. Production dune enzyme qui dtruit lantibiotique
(pnicillinase ou -lactamase, enzyme inductible chez S. aureus)
. Modification de structure de la cible sensible lantibiotique (par mutation)
169
Cible cellulaire Type dagent ExemplesParoi bactrienne
Membrane cellulaire-Procaryotes-EucaryotesSynthse de protines-Procaryotes
-EucaryotesSynthse de lARNAnalogues de fact. crois.Inconnu
PnicillinesCphalosporines
PolymixinesPolynes
NitroaromatiqueAminoglycosidesTtracyclinesMacrolidesLincomycinesGlutarimideRifamycinesSulfonamidesPyridineBenzofurane
Pnicilline G, AmpicillineMthicilline, Cephalotine, cephamycinePolymixine BNystatine, Amphotericine
ChloramphnicolStreptomy.; tobramycineTtracycline, chloretetrac.ErythromycineLincomycine, Clindamyc.CycloheximideRifampineSulfanilamideIsoniazideGrisofulvine
Exemples dantibiotiques, avec leurs cibles dans les cellules sensibles
170
Plan gnral
o 1- Nature biologique des microbeso 2- Contamination des produits par les
microbeso 3- Croissance des microorganismeso 4- Lutte contre les microorganismes
indsirableso 5- Principes des techniques de 5- Principes des techniques de
recherche et de numrationrecherche et de numration
171
Microbiologie (partie thorique)
5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.1- Principes gnraux 5.2- Numration par culture en Botes
de Petri 5.3- Numration en Botes de Petri
dans les liquides faiblement contamins
5.4- Numration par culture en glose profonde (Anarobies)
5.5- Dtermination du Nombre le Plus Probable (NPP)
172
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration
5.1- Principes gnraux
Prlvement et prparation de lchantillon
Dilution Ensemencement Incubation Lecture des rsultats
173
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.1- Principes gnraux Prlv.t et prpar.t de lchantillon
Prlvement aseptique (flacons ou sachets striles)
Transport et entreposage (en cas de besoin) au froid
Broyage (produits solides) aseptique Homognisation (produits liquides ou
pulvrulents): au moment du prlvement, puis avant de procder aux tapes suivantes
174
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.1- Principes gnraux Dilution
chantillon ou suspension mre
Dilution 100 10-1 10-2 10-3 10-n
1ml 1ml 1ml 1ml
Solution de
dilution: tubes de 9ml
Dilutions dcimales des chantillons en vue de lanalyse microbiologique
175
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.1- Principes gnraux Ensemencement: choix des milieux Satisfaire aux exigences:- nutritionnelles des espces vises- de comptitivit: milieu plus
slectif pour un groupe donn car dfavorable aux autres groupes
- physico-chimiques des espces cultives: pH, aw, potentiel Redox, etc.
176
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.1- Principes gnraux Ensemencement: choix des milieux
Permettre de mettre en vidence les proprits spcifiques. Exemples:
- Acidification par fermentation dun sucre;
- Production de gaz;- Production de H2S- Prcipitation des sels biliaires
(Coliformes)
177
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.1- Principes gnraux Incubation: paramtres respecter Temprature; on choisit:- La temprature optimale de
croissance;- Une temprature slective (ex.:
Psychrotrophes)- Une temprature favorisant une
activit donne pour diffrencier entre groupes microbiens (ex.: fermentation du lactose avec production de gaz chez les Coliformes)
178
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.1- Principes gnraux Incubation: paramtres respecter
Dure dincubation; on choisit la dure ncessaire :
- Un dveloppement visible des colonies (taille des colonies: critre didentification)
- Lapparition des effets dun mtabolisme donn
Dure ne pas dpasser: dans certains cas, linterprtation peut changer
179
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.1- Principes gnraux Incubation: paramtres respecter
Conditions doxygnation:- Anarobies stricts: culture labri
de loxygne (divers procds)- Arobies: rapport surface/volume
le plus lev; agitation (milieu liquide)
- Microarophiles: culture en double couche
180
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.1- Principes gnraux Lecture des rsultats
Comptage du nombre de colonies et calcul du nombre dunits formant colonie (UFC)/g ou /ml de produit
- Ensemble des colonies (ex.: FMAT), ou
- Colonies caractristiques seulement (coliformes, staphylocoques, etc.)
- Technique: bote de Petri ou tube de glose profonde (anarobies)
181
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.1- Principes gnraux Lecture des rsultats
Dtermination du NPP- NPP: nombre le plus probable- Aprs culture en milieu liquide,
(chaque dilution en 3 ou 5 exemplaires) utilisation de table de Mac Crady donnant le nombre le plus probable en fonction des rsultats nots dans les tubes
182
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration
5.2- Numration par culture en bote de Petri Technique densemencement
Dilutions 100 10-1 10-2 10-n
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n0 n1 n2 nn
Ensemencement (en
double) sur milieu glosincubation
Lecture et interprtatio
n
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Technique der numration par culture en bote de Petri (ensemencement)
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Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.2- Numration par culture en bote de Petri
Lecture et interprtation- Slectionner les botes avec un
nombre de colonies n tel que m
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Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.2- Numration par culture en bote de Petri
Calcul du nombre dUFC/g ou /ml
N = C(n1 + 0,1n2)d
C: somme des colonies comptes dans toutes les botes retenues (avec nombre de colonies entre 10 et 300)
n1: nombre de botes retenues la 1re dilution
n2: nombre de botes retenues la 2me dilution
n3: nombre de botes retenues la 3me dilution
d: facteur de dilution correspondant la 1re dilution
N = (n1 + 0,1n2 + 0,01n3 )d
C
2 dilutions successives retenues
3 dilutions successives retenues
185
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.2- Numration par culture en bote de Petri
Expression des rsultats:- Le chiffre trouv est arrondi 2
chiffres significatifs (ex.: 28500 28000; 11500 12000)
- le nombre dUFC/g ou/ml trouv est converti en un nombre compris entre 1,0 et 9,9 multipli par 10x,(ex. 28000 converti en 2,8.104
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Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.2- Numration par culture en bote de Petri
Exemple de calcul- 1re dilution retenue (10-2): 168 & 215
colonies- 2me dilution retenue (10-3): 14 & 25
colonies C
(n1 + 0,1n2)dN = = (168+215+14+25)/
(2+0,1.2)10-2 = 422/0,022= 19182
Le rsultat arrondi donne 19000, soit 1,9.104
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Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.3- Numration en bote de Petri pour liquides faiblement contamins Principe: - Filtrer un volume connu de liquide
analyser sur une membrane de porosit adquate (0,45 m)
- Transfrer la membrane la surface dun milieu glos en bote de Petri
- Incuber, puis compter le nombre de colonies et reporter lunit de volume
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Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.3- Numration en bote de Petri pour liquides faiblement contamins
Membrane filtrante Millipore
Systme de filtration
Millipore
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Membranes Millipore sur milieux gloss en botes de Petri aprs incubation
Colonies bleues de Coliformes Fcaux
sur milieu M-FC de Millipore
Flore totale (ci-dessus) et Coliformes (ci-dessous) retenus par filtration
Millipore deau avant et aprs dsinfection
190
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.4- Numration par culture en glose profonde (anarobies) Principes de la culture des anarobies:- Milieu riche en matires organiques
(Viande - foie; cur - cervelle, etc.)- Milieu rgnr avant usage (100C,
10 min), refroidi rapidement et ensemenc
- Incubation labri de lOxygne (ex.: glose profonde)
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Colonies incluses danarobies en glose profonde
192
Microbiologie (partie thorique)5- Principes des techniques de recherche et de numration 5.5- Dtermination du NPP
Principe- Prparer dilutions dcimales successives- A partir de chaque dilution, ensemencer
1ml dans 3 (ou 5) tubes de milieu liquide- Aprs incubation, compter le nombre de
tubes prsentant une croissance pour chaque dilution et dterminer le nombre caractristique
- Lire sur la table de Mac Crady le NPP correspondant
Diapo 1Diapo 2Diapo 3Diapo 4Diapo 5Diapo 6Diapo 7Diapo 8Diapo 9Diapo 10Diapo 11Diapo 12Diapo 13Diapo 14Diapo 15Diapo 16Diapo 17Diapo 18Diapo 19Diapo 20Diapo 21Diapo 22Diapo 23Diapo 24Diapo 25Diapo 26Diapo 27Diapo 28Diapo 29Diapo 30Diapo 31Diapo 32Diapo 33Diapo 34Diapo 35Diapo 36Diapo 37Diapo 38Diapo 39Diapo 40Diapo 41Diapo 42Diapo 43Diapo 44Diapo 45Diapo 46Diapo 47Diapo 48Diapo 49Diapo 50Diapo 51Diapo 52Diapo 53Diapo 54Diapo 55Diapo 56Diapo 57Diapo 58Diapo 59Diapo 60Diapo 61Diapo 62Diapo 63Diapo 64Diapo 65Diapo 66Diapo 67Diapo 68Diapo 69Diapo 70Diapo 71Diapo 72Diapo 73Diapo 74Diapo 75Diapo 76Diapo 77Diapo 78Diapo 79Diapo 80Diapo 81Diapo 82Diapo 83Diapo 84Diapo 85Diapo 86Diapo 87Diapo 88Diapo 89Diapo 90Diapo 91Diapo 92Diapo 93Diapo 94Diapo 95Diapo 96Diapo 97Diapo 98Diapo 99Diapo 100Diapo 101Diapo 102Diapo 103Diapo 104Diapo 105Diapo 106Diapo 107Diapo 108Diapo 109Diapo 110Diapo 111Diapo 112Diapo 113Diapo 114Diapo 115Diapo 116Diapo 117Diapo 118Diapo 119Diapo 120Diapo 121Diapo 122Diapo 123Diapo 124Diapo 125Diapo 126Diapo 127Diapo 128Diapo 129Diapo 130Diapo 131Diapo 132Diapo 133Diapo 134Diapo 135Diapo 136Diapo 137Diapo 138Diapo 139Diapo 140Diapo 141Diapo 142Diapo 143Diapo 144Diapo 145Diapo 146Diapo 147Diapo 148Diapo 149Diapo 150Diapo 151Diapo 152Diapo 153Diapo 154Diapo 155Diapo 156Diapo 157Diapo 158Diapo 159Diapo 160Diapo 161Diapo 162Diapo 163Diapo 164Diapo 165Diapo 166Diapo 167Diapo 168Diapo 169Diapo 170Diapo 171Diapo 172Diapo 173Diapo 174Diapo 175Diapo 176Diapo 177Diapo 178Diapo 179Diapo 180Diapo 181Diapo 182Diapo 183Diapo 184Diapo 185Diapo 186Diapo 187Diapo 188Diapo 189Diapo 190Diapo 191Diapo 192