effet des protocoles de désinfection sur les propriétés des surfaces des matériaux utilisés en iaa et conséquences sur leur biocontamination par les bactéries

Abstract

Dans l’industrie agroalimentaire, la maitrise de l’hygiène de surface demeure une préoccupation constante. En effet, les procédures de désinfection doivent garantir l'hygiène dans les chaînes de transformation en éliminant complètement les bactéries des surfaces afin d’éviter tout risque de contamination. Les objectifs de cette étude sont d’une part, contribuer à la compréhension des phénomènes interfaciales, régissant la biocontamination des matériaux utilisés en agroalimentaires, et mettre le point sur l’efficacité des désinfectants sur les bactéries pathogènes présente en IAA à l’état adhérente et d’autre part, évaluer l’impact de l’utilisation de ces produits sur les propriétés de surfaces des matériaux et analyser les conséquences éventuelles sur l’adhésion microbienne. Dans la première partie, l’étude des caractéristiques des surfaces cellulaires de 12 souches d’E. coli et de 5 souches de salmonelles, isolées d’un environnement industriel, et celles verre et des aciers inoxydables (304, 304L, 316L), sous différentes conditions environnantes, nous a permis d’évaluer les conditions régissant la bio-adhésion sur ces supports. En effet, les souches d’E. coli ont une forte tendance à adhérer à une forte force ionique, alors que les salmonelles ont une forte tendance à adhérer à une faible force ionique. Cette adhésion est accentuée en augmentant le temps de contact de 3h à 18h. Le pourcentage des cellules adhérées des E. coli à caractère hydrophobe corrèle fortement avec les valeurs des hydrophobicités, des composantes de Van der Waals (γLW) et des caractères donneurs d’électrons (γ-) à (3h, 10-1M). L’adhésion des S. kentucky et S. newport sur le verre à faible force ionique semble augmenter avec le caractère hydrophobe et celui donneur d'électrons (γ-) faible. Dans la deuxième partie, nous avons mis le point sur l’efficacité des désinfectants, à base d’hypochlorite de sodium et de peroxyde d’hydrogène, sur l’état adhéré de deux souches d’E. coli et deux de salmonelle, ayant montré un pouvoirs d’adhérence très important. Différentes concentrations de désinfectants et de temps d’applications sont appliquées. D’une façon générale, les protocoles de désinfection (12°Chl ; 15min) et (14°Chl ; 15min) de l’hypochlorite de sodium élimine fortement les cellules adhérées (soit une réduction jusqu’à 98%). A partir de 5mn d’application, le peroxyde d’hydrogène à 3% réduit fortement le pourcentage des cellules adhérées de toutes les souches étudiées (soit une réduction jusqu’à 99%). En outre, le peroxyde d’hydrogène est plus efficace sur les cellules adhérées comparativement à l’hypochlorite de sodium. Par ailleurs, nous avons mis en évidence l’impact des traitements des désinfectants sur les propriétés physico-chimiques et la rugosité de surface du verre et des trois aciers inoxydables. Les mesures de la rugosité des supports par l’AFM ont montré qu’aucun changement significatif de la valeur de Ra n’est observé. Par contre, les traitements par les deux désinfectants affectent, très significativement, l’hydrophobicité des surfaces (Ow) et changent largement les caractères donneurs /accepteurs d’électron. Ceci engendrait des changements dans l’aptitude d’adhésion microbienne. En effet, l’adhésion sur le verre et l’acier 304L était défavorable thermodynamiquement, alors que le traitement à moyenne concentration d’hypochlorite de sodium (10°Chl, 12°Chl) favoriserait généralement l’adhésion des E. coli. Cependant, le traitement préalable des aciers 304 et 316L par le peroxyde d’hydrogène défavoriserait, généralement, l’adhésion bactérienne. Nous avons adopté le concept de statut hygiénique afin de classer les supports selon leurs aptitudes à l’adhésion microbienne après modifications des surfaces. Ainsi, avant traitement, le verre serait le support le plus hygiénique. Après traitement par l’hypochlorite de sodium, l’acier 316L deviendrait le support le plus hygiénique, cependant, le traitement par le peroxyde d’hydrogène rendrait l’acier 304 le support le plus hygiénique. Nous avons vérifié expérimentalement l’effet des modifications des propriétés physicochimiques du verre par les désinfectants sur l’adhésion microbienne. En effet, le traitement préalable par les deux désinfectants, engendre une réduction du pourcentage d’adhésion jusqu’à 80% à 90% de la valeur initiale. De plus, l’étude de la régression a révélé que l’adhésion des souches étudiées sur le verre traité dépend des souches bactériennes et des propriétés physicochimiques de surfaces du verre traité. En effet, l’augmentation du pourcentage des cellules adhérées des souches est fortement proportionnelle à l’hydrophobicité qualitative (Ow) de la surface traitée par le peroxyde d’hydrogène.