L’équipe Bactéries sporulées dans la chaine alimentaire (SporAlim) s’intéresse aux bactéries productrices de spores. Ces bactéries sont très communes dans l’environnement et contaminent fréquemment les denrées alimentaires, et notamment les produits végétaux. Particulièrement résistantes aux agressions physiques et chimiques et aux procédés thermiques de transformation, elles possèdent également une large diversité d’adaptation à leur environnement dans la chaîne alimentaire. Parmi ces bactéries Bacillus cereus a été identifié comme une référence. L’objectif de l’équipe est de caractériser et évaluer le risque que représente cette bactérie pour la santé des consommateurs. Nous étudions des solutions de maîtrise des contaminations des aliments, par B. cereus et par d’autres espèces sporulées, en utilisant  de nouvelles technologies qui permettent la préservation de la qualité et de la valeur nutritionnelle des aliments.

Mécanismes physiologique et moléculaire de l’adaptation de B. cereus à son environnement

Bacillus cereus est exposé dans la chaîne alimentaire à des conditions environnementales variables qui vont influencer son comportement de manière significative : modulation de la latence cellulaire lors des changements de milieux, modification de résistance des spores ou des cellules végétatives, modifications du métabolisme cellulaire affectant la synthèse de ses toxines et donc la virulence de la bactérie par exemple. Les facteurs environnementaux auxquels l’équipe s’intéresse sont notamment la température, en particulier les basses températures utilisées pour la conservation des aliments, le pH rarement à l’optimum de croissance pour la bactérie, ou le potentiel redox (liés à la disponibilité en oxygène, faibles dans les conditionnements sous atmosphère modifiée ou dans l’environnement gastro-intestinal). Quels sont les mécanismes physiologiques et moléculaires impliqués dans ces adaptations ? Les travaux récents ont montré le rôle particulier joués par les hélicases à ARN et certains systèmes à deux composants dans l’adaptation aux basses températures. L’adaptation aux bas redox est commandée par un système complexe de régulation métabolique déterminant également l’activité de certains facteurs de virulence et la production de toxines. La disponibilité en acides gras dans le milieu de culture conditionne l’adaptation au froid et à l’anaérobiose. L’environnement lors de la sporulation a une forte incidence sur la structure et les propriétés des spores de B. cereus. Les souches B. cereus appartiennent à un groupe particulièrement divers sur le plan génotypique et phénotypique et il est particulièrement intéressant de déterminer quels sont les caractères propres à chaque génotype au sein du groupe B.cereus qui lui permettent d’avoir des caractères d’adaptation particulier, quels sont les éléments caractéristiques et déterminants de la virulence de B. cereus.

Maîtrise des contaminations microbiennes

B. cereus et d’autres espèces produisant des spores sont à l’origine d’intoxications ou d’altérations des denrées alimentaires. La maîtrise des contaminations par ces espèces est un enjeu important pour les filières agro-industrielles. Elle est abordée par une meilleure connaissance de l’écologie de ces espèces dans l’environnement industriel, mais également dans les environnements naturels. Les aliments concernés sont aussi bien des aliments conservés sous chaîne du froid, non stériles par conception, que des produits appertisés pour lesquelles des espèces hyper-thermorésistantes (Geobacillus stearothermophilus, Moorella spp.) restent une préoccupation. Elle passe également par l’application de techniques de décontamination, certaines bien connues et appliquées de longue date (traitements thermiques), d’autres issues d’innovation récente (technologies athermiques telle la lumière pulsée). Les programmes de recherche développés s’intéressent à la détermination des facteurs (propres à la technologie ou propres à la biologie des microorganismes) influençant l’efficacité des procédés et aux mécanismes particuliers d’action de ces technologies (quelles structures des spores bactériennes sont les déterminants majeurs de la résistance à un procédé, par exemple) sur des bactéries modèles, telle B. subtilis.

Analyse quantitative des risques et bénéfices nutritionnels

 La chaîne d’évènements conduisant à une intoxication alimentaire (ou à l’altération d’un aliment) est complexe. La probabilité (le risque) qu’un tel évènement défavorable survienne peut être prédite par des modèles mathématiques intégrés dans des approches d’analyse quantitative des risques, développées dans l’équipe, en collaboration avec des équipes de bio-statistiques et bio-mathématiques. De telles approches sont également mises en œuvre actuellement pour déterminer les compromis entre préservation de la qualité nutritionnelle des produits végétaux transformés en particulier et leur sécurité (ou leur stabilité microbiologique).

Composition de l’équipe

Christine Bothuan (AT, 20%), Véronique Broussolle (DR, HDR), Frédéric Carlin (DR, HDR), Stéphanie Chamot (TR), Alice Chateau (MC), Thierry Clavel (MC), Luc Dedieu (MC), Catherine Duport (PR, HDR), Bénédicte Doublet (AI), Marie-Hélène Guinebretière (IR), Michel Jobin (MC), Thierry Meylheuc (IR), Stéphanie Oriol (TR), Sandrine Poncet (CR), Philippe Schmitt (PR)

Doctorants et post-doctorants : Clarisse Bréard (50% Q&P), Fella Hamitouche

Collaborations nationales:

ANSES- Laboratoire de sécurité des aliments de Maisons-Alfort, CEA Marcoule- Laboratoire de Biochimie des Systèmes Perturbés, CTCPA Avignon, INRA- Institut MICALIS, UMR EMMAH, UR Pathologie Végétale, Université de Bretagne Occidentale,-Laboratoire Universitaire de Biodiversité et d'Ecologie Microbienne, ADRIA développement, GIS Sym’Previus, Dijon AgroSup-UMR Procédés Alimentaires et Microbiologiques  , UMR QualiSud CIRAD

Collaborations internationales:

Microbial Development lab, ITQB, Lisbonne (Portugal)
UniCamp, Brazil
SCIRA, Sydney
COST Action Huplant
EU project Safeconsume