Le rapport Le Rapport - Université de Lorraine

LES GERMES DANS
L’ALIMENTATION
HUMAINE
LE CAS DE LA
CHARCUTERIE
Membres du groupe : Audrey BUSER
Florine GERARD
Fanny LONGET
Amandine MENG
Clémence PADIOLEAU
Céline REMY
Arthur ROBIN
Orianne SIMONIN
Tuteur du projet : M. Christophe SCHMITT
Entreprise partenaire : Salaisons Bentz (M. J.-F. Antoine)
Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
SOMMAIRE
Sommaire......................................................................................................................................................................... 2
REMERCIEMENTS ......................................................................................................................................................... 2
INTRODUCTION ........................................................................................................................................................... 3
I. Les germes dans l’agroalimentaire ............................................................................................................................ 3
A. Présentation des types de germes rencontrés ..................................................................................................... 3
B. Les germes pathogènes .......................................................................................................................................... 5
C. La flore utile ............................................................................................................................................................ 6
II. L’utilisation des microorganismes dans les industries ........................................................................................... 7
A. La production en bioréacteurs.............................................................................................................................. 7
B. L’énergie .................................................................................................................................................................. 8
C. Applications dans d’autres domaines ................................................................................................................ 10
III. Cas de l’alimentation : l’utilisation contrôlée des ferments ................................................................................ 13
A. Saccharomyces cerevisiae..................................................................................................................................... 13
B. Les bactéries lactiques .......................................................................................................................................... 15
IV. Les pistes de recherches .......................................................................................................................................... 17
A. La transglutaminase et sa production................................................................................................................. 17
B. Les additifs employés à l’étranger ....................................................................................................................... 19
C. Ouverture : intérêt futur de l’utilisation des germes ........................................................................................ 20
CONCLUSION .............................................................................................................................................................. 22
BIBLIOGRAPHIE – SITOGRAPHIE ............................................................................................................................ 23
ANNEXES ...................................................................................................................................................................... 26
REMERCIEMENTS
Merci à Jean-François Antoine, pour son accueil chaleureux au sein de l’entreprise Salaisons Bentz, et pour sa
disponibilité.
Merci à notre tuteur, Christophe Schmitt, pour nous avoir accompagné tout au long de l’année.
Merci à Laurence Muneret pour son aide.
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
INTRODUCTION
La présence de germes dans les aliments est immédiatement connotée de façon négative par la
majorité des personnes ; pourtant, il faut savoir faire la différence entre les agents néfastes et ceux qui sont,
bien au contraire, utiles et parfois même indispensables. Le suivi apporté à la fabrication et au
conditionnement des produits dans les industries alimentaires a pour but de limiter au maximum les risques
potentiels liés aux contaminations par des microorganismes néfastes ou par une mauvaise gestion de la flore
utile.
Dans le cadre du partenariat avec l’entreprise artisanale Salaisons Bentz, nous avons été amenés à nous
intéresser à de nombreux domaines, très variés et différents les uns des autres. Pour M. Jean-François
Antoine, directeur de l’entreprise, l’optimisation des additifs utilisés lors de la fabrication de charcuteries est
un enjeu, compte tenu de la tendance actuelle. En effet le consommateur est demandeur de produits
« naturels » c’est-à-dire dans lesquels on limite les additifs chimiques. Dans cette optique, l’utilisation de
ferments pourrait s’avérer être une bonne alternative.
Dans un premier temps, nous nous intéresserons aux germes dans leur globalité, en faisant la distinction
entre ceux qui sont pathogènes et ceux qui constituent la flore utile ; puis, nous présenterons les résultats de
nos différentes recherches sur les industries qui utilisent à l’heure actuelle des microorganismes ; par la suite,
nous nous intéresserons plus particulièrement à l’utilisation des ferments dans les industries alimentaires ;
enfin, dans un dernier point, nous présenterons les pistes de recherches spécifiques à la charcuterie et les
évolutions futures qui sont à espérer dans ces domaines.
I. LES GERMES DANS L’AGROALIMENTAIRE
Les microorganismes sont utilisés dans diverses industries et en particulier dans l’industrie
alimentaire dans des buts variés : obtention de produits fermentés, de cultures microbiennes ou de
métabolites utilisables comme additifs alimentaires. Avant de nous intéresser à des cas précis de leur
utilisation, une liste non exhaustive de germes, pathogènes ou utiles, est faite dans ce chapitre.
A. PRESENTATION DES TYPES DE GERMES RENCONTRES
Nos aliments sont rarement stériles. Ils constituent pour l’immense majorité des milieux favorables
au développement de différents germes. Toutefois, ce terme de germe (ou de microbe) est à nuancer ; en
effet, celui-ci est connoté négativement et est perçu en général comme néfaste ou pathogène. Pourtant, ce
terme recoupe une grande diversité d’agents, et tous ne sont pas dangereux ; bien au contraire, certains sont
utiles et même parfois indispensables, comme les ferments.
Toutefois, les règles sanitaires, parfois draconiennes, imposées aux industries alimentaires, ont pour but
d’empêcher la contamination des produits par certains microorganismes néfastes. Ceux-ci peuvent être à
l’origine de dégradations organoleptiques ou nutritionnelles (modification de l’apparence, de la texture et de
la saveur des aliments) ou bien d’infections et d’intoxications après ingestion par le consommateur.
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
 Les microorganismes rencontrés

Les bactéries
Parmi les bactéries qui peuvent être rencontrées dans les aliments, seule une minorité est pathogène
et donc potentiellement néfaste pour l’homme. Celles-ci sont toutefois à l’origine d’environ 90% des toxiinfections alimentaires. La contamination peut se faire à partir d’un grand nombre de produits : œufs et
produits à base d’œufs, lait et produits laitiers, produits de charcuterie, volailles, poissons et fruits de mer
pour la très grande majorité.

Les virus
Les toxi-infections alimentaires transmises par les virus représentent environ 5 à 10% du total. Les
virus se transmettent à l’homme par l’intermédiaire d’aliments à la suite d’une contamination directe ou
indirecte (le plus souvent due à un manque d’hygiène) par des matières fécales. Les aliments incriminés sont
souvent des fruits de mer (en particulier des mollusques) provenant d’eaux contaminées mais aussi de
nombreux autres aliments contaminés par des personnes infectées. Les virus les plus fréquemment impliqués
dans les infections alimentaires sont les virus de l’hépatite A et des gastro-entérites. Ils peuvent être inactivés
par un chauffage suffisant.

Les levures
Ce sont des champignons microscopiques. Elles sont très répandues dans la nature et sont très peu
responsables de toxi-infections alimentaires. Elles sont surtout utilisées dans l’industrie alimentaire afin
d’élaborer des produits comme le pain, la bière ou encore le vin. Elles peuvent toutefois provoquer des
contaminations au niveau des aliments et des boissons en détériorant l’aspect et la flaveur (agents
d’altération).

Les moisissures
Tout comme les levures, les moisissures sont des champignons microscopiques, mais qui sont
repérables sur les aliments lors de l’établissement de colonies. Elles peuvent être soit bénéfiques, comme lors
de la transformation de matières premières dans les industries agro-alimentaires et pharmaceutiques
notamment (fromages par exemple), soit nuisibles, par l’altération des produits ou par la formation de
métabolites toxiques (mycotoxines).
 Les protistes et autres parasites rencontrés

Les protozoaires
Ce sont des eucaryotes unicellulaires d’une taille souvent supérieure aux bactéries et levures ; en
majorité, ils se transforment en kystes pour survivre dans l’environnement et peuvent contaminer les
aliments par des matières fécales. Dans les pays industrialisés, ils représentent moins de 1% des toxiinfections alimentaires d’origine microbiologique. En revanche, la situation est très différente dans les pays en
voie de développement et dans les pays tropicaux où des problèmes sérieux sont rencontrés après
contamination d’aliments ou de boissons par les protozoaires.
Le plus connu et répandu est Toxoplasma gondii, responsable, comme son nom l’indique, de la toxoplasmose.
Bénigne, voire même sans aucun symptôme apparent pour l’immense majorité des cas (on estime qu’un tiers
de la population mondiale est contaminée), elle ne présente de sérieux risques que pour les femmes enceintes
et les personnes ayant un système de défense immunitaire affaibli.
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie

Les algues
Elles regroupent de nombreuses espèces qui se divisent entre procaryotes et eucaryotes de dimension
inférieure à 100 m. Les intoxications alimentaires dues aux algues sont très rares ; elles se font la plupart du
temps par consommation de produits marins. Par exemple, Alexandrium tamarense peut infecter des bivalves
comme les moules.

Les vers
Les helminthes sont des vers parasites de l’homme dont les larves sont microscopiques. La taille des
vers adultes peut atteindre quelques mètres pour certaines espèces. Les intoxications alimentaires dues aux
vers sont peu nombreuses (<5%). Les plus fréquentes en France sont dues à l’ingestion de viande de bœuf
infestée par Tænia saginata, et par la viande de porc, infestée par Tænia solium.
B. LES GERMES PATHOGENES
Chaque jour, nous ingérons donc un grand nombre de microorganismes car nos aliments sont
rarement stériles et représentent un milieu de culture exceptionnel. On dénote les contaminations par des
microorganismes pathogènes et par des microorganismes d’altération. Ces microorganismes sont non désirés
dans l’industrie alimentaire, il est donc primordial de les connaître et de les contrôler.
Les microorganismes pathogènes présentent un risque pour la santé du consommateur. Ils peuvent causer
des maladies car les qualités organoleptiques de l’aliment contaminé ne sont pas altérées et donc en général
l’aliment est consommé sans aucune appréhension. Cette flore, essentiellement les bactéries, induit des toxiinfections alimentaires.
De nos jours, il y a de nombreuses origines à la contamination et à la prolifération de cette flore. Les
principales sont : une mauvaise réfrigération, l’entreposage des aliments, la mauvaise hygiène des
manipulateurs, la consommation d’aliments crus ou le réchauffage insuffisant des aliments. L’industrie
alimentaire met donc en œuvre de nombreuses règles d’hygiènes et de sécurité tout au long des procédés de
fabrication.
Aujourd’hui en France, les principales bactéries pathogènes sont les salmonelles, mais beaucoup d’autres
peuvent aussi poser des problèmes dans l’industrie alimentaire.
Aliments et principales bactéries pathogènes
Bactéries incriminées
Salmonelles
Staphylococcus aureus
Listeria monocytogenes
Escherichia coli
Campylobacter
Clostridium botulinum
Clostridium perfringens
Aliments contaminés
Œufs, produits à base d’oeufs
Lait, produit laitiers
Fromage, charcuterie
Viande, légumes
Volaille
Conserves
Plats en sauce
La flore d'altération (bactéries, levures, moisissures) n'est pas dangereuse pour l'homme. En effet le produit
est vu comme non consommable donc le consommateur ne le mangera pas (exemple : moisissures sur les
fruits). Cette flore a l’inconvénient de pouvoir modifier un bon nombre de caractéristiques de l’aliment.
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
Cette flore induit des modifications diverses sur l’aliment :
o
De la saveur et de l’odeur, qui sont les premiers indices d’une contamination.
Les bactéries produisent de nombreuses molécules responsables d’odeurs (acides, alcools, esters,
cétones, ammoniac) ou/et modifiant le goût (acidification par les alcools).
o
De l’aspect de la texture, lorsque la contamination est importante.
Il peut se produire une altération ou une apparition de couleur (dégradation des pigments, coloration
par les colonies microbiennes), la texture peut être aussi modifiée (ramollissement, formation de
gaz…)
o
Des qualités nutritives et sanitaires.
Les microorganismes, en colonisant l’aliment, vont consommer des molécules à haute valeur
énergétique. De même, la prolifération bactérienne diminue la qualité sanitaire du produit.
C. LA FLORE UTILE
Les microorganismes peuvent également apporter une aide précieuse à la maîtrise de la qualité et de
la sécurité microbiologique des aliments. Voici résumé, les propriétés organoleptiques et/ou sanitaires
recherchées en industries alimentaire qui peuvent être apportées par des ferments.
Apport des germes dans l’industrie agroalimentaire
Microorganismes
Bactéries
Levures
Moisissures
Type
Espèces les plus utilisées
Bactéries lactiques
Lactococcus, Streptococcus,
Lactobacillus
Bactéries
propioniques
Propionibacterium
shermaniio
Bifidobactéries
Bifidobacterium
Brevibacterium
Brevibacterium linens
Staphylocoques
Staphylococcus xylosus
Staphylococcus simulans
Staphylococcus carnosus
Saccharomyces cerevisiae
Type
Saccharomyces
Autres types
Debaryomyces hansenii
Penicillium
Penicillium camembertii
Penicillium roquefortii
Penicillium nalgiovense
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Propriétés recherchées
-Pouvoir acidifiant (baisse du pH)
-Stabilité du produit
-Propriétés organoleptiques
-Utilisation du L(+) lactate pour former
du propionate, de l’acétate et du CO2.
-Stabilité du produit
-Propriétés gustatives
-Digestion du lait maternel
-Fermentation hérérofermentaire sans
être gazogène
-Coloration
-Aromatisation
-Aromatisation
-Réduction des nitrates en nitrites
(protection du produit)
-Stabilité par production d’éthanol et de
CO2 (fermentation alcoolique)
Aromatisation
-Neutralisation du pH
-Bonne résistance à une [NaCl] élevée
-Aromatisation
-Ferment d’enrobage
-Préparation du milieu (neutralisation)
pour le développement d’autres
microorganismes et empêcher le
développement de flore pathogène
-Aromatisation
Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
Il existe donc une grande diversité de germes (bactéries, levures,..), présente dans de nombreux
produits (œufs, fruits de mer, produits carnés,...).C’est pourquoi Il est important de connaître leurs effets
désirables ou non sur les qualités organoleptiques ou sanitaires, sachant qu’il n’auront pas les mêmes effets
suivant qu’ils seront en différentes concentrations ou en contact avec d’autres germes. Dans la partie
suivante, nous allons voir des exemples d’utilisation de germes dans des industries autres qu’alimentaires.
II. L’UTILISATION DES MICROORGANISMES DANS LES INDUSTRIES
Les domaines d’application des microorganismes dans l’industrie sont nombreux et variés. Le secteur
de l’alimentation, la chimie, la pharmacie, l’agriculture et l’environnement font appel à de tels procédés. Cette
partie présente des exemples de produits industriels obtenus par utilisation de microorganismes et leurs
domaines d’application. Le cas de l’industrie alimentaire sera traité dans une autre partie.
A. LA PRODUCTION EN BIOREACTEURS
Lorsque l’homme est passé de la cueillette au travail de la terre, il a récolté des plantes sauvages afin
de les cultiver et sélectionner les variétés les plus aromatiques et avec les rendements les plus importants ; ce
furent ses premiers pas en matière de biotechnologie. Peu après, la biotechnologie fit un nouveau pas en
avant quand l’homme découvrit que le processus de maturation des aliments modifiait parfois leur goût ou
leur consistance ou les rendait moins périssables. C’est ainsi que le levain ajouté à la pâte donna au pain un
goût plus agréable, que le jus de raisin fermenté se transforma en vin, et que le lait versé dans des poches en
panse de chameau donna une forme primitive de fromage. De nombreux travaux ont fait évoluer la
biotechnologie. De nos jours de nombreux ingrédients alimentaires, mais aussi de nombreux produits
pharmaceutiques sont fabriqués par fermentation industrielle de microorganismes.
Très utilisé par les industries pharmaceutiques, les bioréacteurs sont utilisés majoritairement afin de produire
des protéines (exemple de l’insuline dont le process est maîtrisé depuis 1921), et plus récemment la
production de vaccin.
Pour faire une production de protéines particulières en bioréacteurs, on va dans un premier temps créer une
lignée de cellules, qui vont produire la molécule désirée, à partir d’une banque de germes que l’on met en
culture. Il faut alors choisir des germes de base qui ont une bonne stabilité génétique afin d’éviter les
mutations trop nombreuses au cours du process, ce qui pourrait diminuer le rendement. Il faut ensuite créer
le milieu de culture ; c’est une étape complexe car il faut maîtriser l’asepsie, la stérilité ainsi que les
paramètres de cultures : température, aspect, pH, agitation… On peut alors, au cours de cette étape, fixer le
rendement du bioréacteur. L’étape suivante est la purification de la protéine qui va nous permettre de
récupérer le produit final.
Pour la production de molécules pharmaceutiques en bioréacteur on utilise beaucoup les germes, comme
Escherichia Coli, Saccharomyces cerevisiae,…On utilise ce moyen de production car il permet de produire de
manière peu onéreuse des molécules qu’on devrait sinon récupérer dans des tissus animaux, comme l’insuline
ou les hormones de croissance. Le second avantage en plus de la diminution de coût est d’éviter les risques de
transmission de certaines maladies.
Plus récemment les industries pharmaceutiques se sont mises à produire des vaccins aussi par voie
biotechnologique. Le process est alors globalement le même que pour la production de protéines
pharmacologiques. Il y a juste besoin que les germes de bases à la culture soit des cellules animales car les
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
virus (parasite obligatoire) ont besoin d’une cellule-hôte. On utilise en majorité les COHC (Cellule d’Ovaire
de Hamster Chinois). Afin de récupérer les anticorps on a recours à des méthodes comme la précipitation,
centrifugation, chromatographie… Puis les anticorps pathogènes sont inactivés par la chaleur ou des agents
chimiques qui leurs permettent de conserver leurs propriétés antigéniques. On obtient alors le principe actif
du vaccin (valence antigénique).
La construction et la mise en état d'un bioréacteur pour une protéine médicamenteuse commercialisée prend
plusieurs années. Entre cette décision et la production de lots validés, il s’écoule entre 30 et 42 mois.
B. L’ENERGIE
 Pile à bactéries
La production d’électricité est réalisable chez certains microorganismes. Rhodoferax ferrireducens est
une bactérie capable de produire de l'électricité en utilisant du sucre. Des études permettent d'apercevoir le
potentiel de cette production d'énergie renouvelable.
Principe :
Les biopiles ou piles à combustible microbiennes (de l’anglais microbial fuel cell MFC), utilisent des bactéries
pour transformer directement en électricité une partie de l’énergie disponible dans un substrat
biodégradable. Ces piles sont élaborées de manière similaire aux piles à combustible : la cathode est
alimentée en oxygène (air) et l'anode est constituée d'une électrode installée au sein d'une chambre
contenant des bactéries et de quoi les nourrir.
L’électricité est produite à partir des réactions d’oxydoréduction impliquées dans la dégradation de molécules
organiques par les bactéries, aboutissant à la libération de protons et d’électrons qui peuvent être transférés
aux électrodes. Les biopiles peuvent être alimentées par diverses molécules organiques simples (sucres,
protéines…) ou directement avec les effluents à traiter.
Représentation schématique d’une pile à combustible
microbienne
Ces piles présentent des intérêts industriels comme le traitement et la valorisation des déchets, la production
directe d’électricité, l’exploitation locale de l’énergie produite et la réduction des coûts d’opération.
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
 Méthaniseur
Dans un méthaniseur (enceinte fermée), les matières organiques sont soumises à l'action des
bactéries. Les bactéries anaérobies sont les microorganismes actifs. Les corps organiques ne se décomposent
pas tous de la même manière. Les matières peu polymérisées comme les sucres, l’amidon, vont se décomposer
rapidement et donner des acides organiques. L'augmentation du nombre de ces acides dans le milieu peut
aboutir à sa stérilisation (aucune fermentation possible). En revanche, les matières fortement polymérisées
vont se décomposer lentement, ainsi les acides formés seront à leur tour décomposés en méthane au fur et à
mesure de leur production. On obtient alors du méthane en quantité importante et de manière continue. La
matière végétale est dégradée au cours de plusieurs étapes :


première étape (liquéfaction) : la matière végétale, se trouvant le plus souvent sous forme solide, doit
être "cassée" par les enzymes des bactéries ;
deuxième phase : une première population de bactéries transforme la matière organique en acides
qui serviront ensuite de nourriture à une deuxième population de bactéries (les bactéries
méthanogènes) ;
troisième phase : les bactéries méthanogènes décomposent les acides en méthane et gaz carbonique.


Ce procédé s’effectue selon 4 étapes biochimiques : l’hydrolyse, l’acidogénèse, l’acétogénèse et la
méthanogénèse.
 Les biocarburants

Filière alcool
La canne à sucre, la betterave sucrière, le maïs, le blé ou encore récemment l'ulve sont cultivés pour
leur sucre.
Le bioéthanol est obtenu par fermentation de sucres par des levures du genre Saccharomyces. Ce dernier peut
remplacer partiellement ou totalement l'essence.
Le biobutanol est obtenu grâce à la bactérie Clostridium acetobutylicum qui possède un équipement
enzymatique lui permettant de transformer les sucres en butanol (fermentation acétonobutylique). Il possède
de nombreux avantages par rapport à l'éthanol.

Filière gaz
Le biométhane est le constituant majeur du biogaz. Il est issu de la méthanisation de matières
organiques (animales ou végétales) riches en sucres par des microorganismes méthanogènes (milieux
anaérobies).
Le dihydrogène est produit à partir du reformage du bio-méthane. Il peut aussi être obtenu par voie
bactérienne ou à partir d’algues.

Autre filière
Une piste de recherche est l’utilisation des bactéries pour la transformation de la cellulose des
déchets végétaux en biodiesel.
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
C. APPLICATIONS DANS D’AUTRES DOMAINES
 Les stations d’épuration
Les procédés biologiques sont utilisés pour le traitement secondaire des eaux. Dans leur
configuration de base, ils sont essentiellement employés pour l’élimination des composés carbonés présents
sous forme soluble pour lesquels les solutions par voie physico-chimique sont souvent peu efficaces,
coûteuses ou difficiles à mettre en œuvre. Ceux-ci sont nocifs pour l'environnement puisque leur dégradation
implique la consommation de l'oxygène dissous dans l'eau nécessaire à la survie des animaux aquatiques. Le
but des traitements biologiques est d’éliminer la pollution organique soluble au moyen de microorganismes,
bactéries principalement.
Les microorganismes hétérotrophes, qui utilisent la matière organique comme source de carbone et d’énergie
éliminent la matière organique sous forme gazeuse lors de la minéralisation du carbone avec production de
CO2 dans les procédés aérobies, et de biogaz (CO2 + CH4) dans les procédés anaérobies. Les microorganismes
transforment aussi en partie la matière organique en particules solides constituées de microorganismes issus
de la multiplication bactérienne. Ces particules peuvent être facilement séparées de la phase liquide par des
moyens physico-chimiques.
Ces procédés peuvent aussi permettre d’éliminer l’azote et le phosphore par voie biologique moyennant la
mise en œuvre d’étapes supplémentaires dans la filière de traitement.
Les différents procédés utilisés peuvent être classés en fonction des conditions d’aération et de mise en œuvre
des microorganismes.
Elimination de l’azote
Si les réacteurs biologiques permettent un temps de contact suffisant entre les effluents et les bactéries, il est
possible d’atteindre un second degré de traitement : la nitrification. Il s’agit de l’oxydation de l’azote
ammoniacal en nitrite, puis en nitrate par des bactéries nitrifiantes autotrophes.
Une troisième étape consiste à dénitrifier les nitrates résultants de la nitrification. Pour cela, il existe
plusieurs techniques : soit la dénitrification est effectuée dans le bassin d'aération lors de la phase d'arrêt des
turbines, soit une partie de l’eau chargée de nitrates de la fin de traitement biologique est pompée et
mélangée à l’eau d’entrée. La dénitrification se passe alors dans un réacteur anoxique, en présence de
composés organiques et de nitrate. Le nitrate est réduit en azote moléculaire (N2) qui s’échappe dans l’eau
sous forme de bulles, éliminées dans le dégazeur dans le cas de dénitrification dans le bassin d'aération.
Des améliorations pourraient être apportées pour l’élimination de l’azote. En effet, le génome de la bactérie
Kuenenia stuttgartiensis a été séquencé en 2006. Cette bactérie est capable d'oxyder l'ammoniaque en azote
en l'absence d'oxygène. Son utilisation pourrait simplifier, accélérer et abaisser le coût du traitement des eaux
usées. Elle présente l'intérêt de ne pas nécessiter de carbone organique pour sa croissance et produit moins de
biomasse, ce qui réduit la quantité de boues à éliminer, un atout de taille pour un développement industriel
du procédé.
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
 Le plastique

Dégradation
BAV1, une bactérie capable de dégrader du chlorure de vinyle, notamment utilisés dans la fabrication
des matières plastiques, a été identifiée par le microbiologiste Frank Loeffler, du Georgia Institute of
Technology (Géorgie). Première du genre, cette bactérie agit sur le dichloroéthylène et le chlorure de vinyle
et les convertit en simples éthylène et sels inorganiques.
Le possible emploi de BVA1 comme dépolluant a déjà été testé avec succès par le chercheur américain.
L'organisme présente en effet toutes les qualités requises : il est inoffensif pour l'homme, même à grande
concentration, survit en anaérobie et dépérit lorsque son substrat disparaît.

Synthèse
Il existe plusieurs bactéries capables de synthétiser des polymères utilisés à l’échelle industrielle.
Nous allons ici nous pencher sur un plastique destiné à l’emballage alimentaire.
Les chercheurs du projet Biocomba ont produit à petite échelle un biopolyester, le polyhydroxyalcanoate
(PHA), naturellement synthétisé par des bactéries comme sucre de réserve.
Ils ont d’abord précisé les propriétés des PHA recherchées pour l’emballage, notamment leurs propriétés de
barrières au gaz et à l’eau, puis testé une cinquantaine de souches bactériennes pour trouver celle qui serait la
plus apte à produire le plastique attendu. C’est une souche d’origine marine qui a été retenue.
Ils ont ensuite identifié le substrat dont dépend la qualité du PHA produit. Pour le PHA du projet Biocomba,
ce sont des coproduits non valorisés de l’industrie agro-alimentaire bretonne qui ont été choisis. Il a fallu
établir les conditions optimales de fermentation pour que la bactérie produise une quantité importante de
plastique. Les chercheurs doivent maintenant transposer le procédé à l’échelle industrielle.
 La protection des monuments
Myxococcus xanthus est une eubactérie de l'ordre des Myxococcales, découverte en 1941 par Charles
William Beebe. Les capacités de minéralisation du carbonate de Myxococcus xanthus peuvent être utilisées
dans la restauration des œuvres d'arts, et dans leur protection contre l'érosion.
Il fallait trouver une bactérie pouvant à la fois créer un ciment de carbonate dans le système poreux de la
pierre sans pour autant boucher les pores. De plus la bactérie devait posséder le processus de
biominéralisation, mais que ce processus puisse être stoppé à un certain moment afin d’éviter les effets
indésirables (comme une obstruction des pores).
La précipitation de carbonate induite par Myxococcus xanthus va jouer le rôle d’un ciment protecteur. Ce
ciment protecteur se met dans les pores de la pierre sans pour autant les obstruer, donc la pierre peut
continuer à «respirer». Cette biominéralisation est donc une stratégie efficace pour lutter contre l’érosion des
pierres ornementales.
De nombreux tests ont été faits sur du calcaire poreux utilisé comme pierre architecturale pour les bâtiments
historiques. Dans les études faites, la précipitation de carbonate est uniquement due à l’association du
2calcaire et des bactéries. Lors de la précipitation de carbonate (CO 3 ) avec le calcium nous obtenons de la
calcite (CaCO3). Il a été démontré que la formation de calcite se fait sur les membranes des bactéries, le
calcium contenu dans le calcaire s’accrochant aux membranes. Sachant que la bactérie produit du CO 2 et que
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
l’activité métabolique de la bactérie entraîne une augmentation du pH, la formation de carbonate est
22inéluctable car le CO2 se transforme en CO3 quand le pH est élevé. Avec cette formation de CO3 et le
calcium présent sur les membranes, la réaction entre ses deux composés nous donne donc de la calcite. Après
cette réaction il y a une baisse de pH qui revient à sa valeur initiale. Comme la bactérie Myxococcus xanthus
est liée aux grains de carbonate, la croissance du carbonate formé créé un ciment qui adhère fortement à la
pierre.
 La biolixiviation
Il s’agit d’une technique d'extraction de métaux d’intérêts économiques d'une roche, mettant en jeu des
microorganismes capables de convertir ces métaux de la forme solide à la forme soluble, qui pourront ensuite
être extraits. Cette méthode est également utilisée à des fins de purification de certains minéraux comme le
quartz.
Le processus de dégradation des minéraux sulfurés par les bactéries, qui est à l’origine un phénomène naturel,
constitue la base du procédé de biolixiviation. Ces microorganismes, qui sont chimiolithoautotrophes,
puisent leur source d’énergie dans les phénomènes d’oxydation d’éléments chimiques minéraux, comme le fer
ou le soufre, constituants majeurs de minerais sulfurés qui renferment d’importantes quantités de métaux de
grande valeur économique. La biolixiviation permet, par des installations industrielles de grandes envergures,
de mettre à profit la capacité métabolique de certaines bactéries comme Sulfolobus metallicus, Thiobacillus
ferrooxydans, Thiobacillus thiooxidans, Leptospirillum ferrooxidans, afin de libérer par des réactions
d’oxydoréductions, les ions métalliques d’intérêts. Les champignons comme Aspergillus niger ou Penicilium
funiculosum sont également utilisés. La plupart de ces microorganismes sont acidophiles et mésophiles ou
thermophiles. Ils sont ainsi capables de tolérer une concentration importante d’ions métalliques dissous, et
de se multiplier dans des conditions extrêmes de température et de pH. La biolixiviation est principalement
utilisée en biohydrométallurgie, et permet par conséquent de récupérer de nombreux métaux d’intérêts
économiques.
Les utilisations de microorganismes à des fins industrielles couvrent donc des domaines variés. En
industrie chimique et pharmaceutique, il s’agit des vitamines, des antibiotiques, de divers produits tels que
les stéroïdes. Dans le domaine de l’environnement, ils sont utilisés pour la destruction des déchets et
traitement des eaux. Les applications les plus récentes se sont développées grâce à la technologie de l’ADN
recombinant ; il s’agit principalement de la production des protéines à usage thérapeutique et de la
production d’enzymes.
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
III. CAS DE L’ALIMENTATION : L’UTILISATION CONTROLEE DES
FERMENTS
La fermentation est une des plus anciennes techniques de transformation et de conservation des
aliments. De nos jours, on compte plus 3 500 aliments fermentés dans le monde. Ils sont consommés
quotidiennement (produits laitiers : yaourts ou fromages ; produits carnés ; pain ; autres produits allant de la
choucroute aux olives). Dans cette partie, le rôle des ferments dans l’élaboration de ces produits est exposé.
A. SACCHAROMYCES CEREVISIAE
La «levure de bière» comme on l’appelle communément est une levure largement utilisée dans les
procédés de fabrication d’aliments depuis des siècles.
En effet, cette levure a un rôle fondamental lors de la fabrication du pain, de la bière, du vin et d’autres
produits alimentaires courants (yaourt....).
Nom : Levure de Bière
Famille : Levure
Classe : Ascomycètes
Genre : Saccharomyces
Espèce : Cerevisiae
Caractéristiques : Double sa population toutes les 1 à 2 heures, résiste à des pH très bas (jusqu’à 2),
un des eucaryotes les plus simples, peut effectuer la fermentation.
Anecdotes : Saccharomyces cerevisiae est le premier eucaryote à avoir été séquencé complètement
(1996), c’est l’eucaryote le plus utilisé en laboratoire.
Place dans l’industrie des biotechnologies : Saccharomyces cerevisiae est l’un des éléments le plus
produit par l’industrie des biotechnologies, avec 2,5 millions de tonnes annuelles.
Ce microorganisme se multiplie par bourgeonnement - ce qui lui vaut d’ailleurs le surnom de levure
bourgeonnante (budding yeast en anglais) - à partir de substrats simples composés de sucres (dextrines,
maltoses ...) et d’autres éléments chimiques, et ce en présence d’oxygène (respiration aérobie) ou non
(fermentation alcoolique en anaérobie).
C’est d’ailleurs ce métabolisme des sucres qui rend cette levure si intéressante ; naturellement présente dans
la nature (notamment sur la surface des fruits), elle s’est révélée être un outil très pratique même si sa
présence et les détails de son métabolisme ont été découverts bien longtemps après leurs premières
utilisations empiriques (la bière, le vin et le pain ont une origine qui remonte plusieurs millénaires avant
ème
Jésus-Christ, mais la découverte de cette levure date du 19 siècle).
 La panification :
S.cerevisiae est le facteur qui permet la «levée du pain» ; en effet, elle est un ingrédient de la pâte à
pain, et, après le pétrissage de la pâte, elle métabolise à partir des sucres présents (issus de l’amidon de la
farine qui est hydrolysé lors du pétrissage) du dioxyde de carbone (CO 2) et de l’alcool (de l’éthanol) par
fermentation alcoolique.
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
L’éthanol est alors vaporisé par la haute température du four à pain et s’échappe donc sous forme de gaz.
Le CO2 est quant à lui piégé dans la pâte : il se forme alors des petites «poches» de dioxyde de carbone : c’est
ce qui fait lever le pain, et qui est à l’origine des «trous» présents dans la mie de pain.
La levure ne survit pas au processus à cause de la haute température atteinte par le pain lors de la cuisson.
 La fermentation brassicole :
La levure effectue le même «travail» si l’on peut dire : elle va métaboliser les sucres simples (maltose,
dextrines) issus de l’hydrolyse de l’amidon des céréales servant à la fabrication de la bière, et ce, par
fermentation alcoolique. Cette fois, l’éthanol produit reste, et le dioxyde de carbone produit se dissout dans la
solution.
Le caractère «gazeux» ou «mousseux» de la bière est dû à une seconde fermentation (dans la plupart des cas),
lorsque le produit est pratiquement prêt à la vente : on rajoute une certaine dose de sucre dans la bière, les
levures vont alors par fermentation saturer le milieu en dioxyde de carbone : il suffit alors de refroidir le
produit pour voir apparaître les bulles de CO2.
La maîtrise de la fermentation alcoolique est fondamentale lors de l’élaboration de la bière : un trop grand
taux de dioxyde de carbone la rendrait trop acide par exemple.
La fermentation alcoolique est donc à l’origine du caractère alcoolisé de la bière, et ce, jusqu’à un titre
alcoolique maximum de 15% , limite létale pour les souches de levures utilisées.
La levure est éliminée par décantation : la bière étant très sensible à l’oxydation, celle-ci se fait
préférentiellement en statique.
 La vinification :
La fermentation pratiquée lors de la fabrication du vin ressemble grandement à celle de la bière, mais
diverge sur certains points : le substrat est composé de sucre (fructose notamment) issu du raisin (un fruit),
les levures sont souvent des levures indigènes déjà présentes à la surface des grains de raisins, et la durée du
processus de fermentation de la vinification est plus longue que celle que l’on peut trouver en brasserie
(jusqu’à plusieurs mois pour les vins doux).
On notera que la vinification dépend du type de vin : en effet, on distingue plusieurs types de vinifications liés
à plusieurs types de vin : rouge, blanc, rosé ou vins effervescents. Cela impacte aussi sur comment est traitée
la fermentation, la gestion de l’alcool ainsi que celle du dioxyde de carbone.
Le titre alcoolique du vin peut parfois dépasser 15%, si le vin en fût est placé en atmosphère sèche : l’eau va
alors s’évaporer plus vite que l’alcool (jusqu’à un maximum de 20%).
Le dioxyde de carbone issu de la fermentation est quant à lui régulé lors de certaines étapes, on ne cherche
pas ici à saturer le produit en dioxyde de carbone. Le vin étant plus résistant que la bière à l’oxydation,
l’élimination des levures se fait par filtration.
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
B. LES BACTERIES LACTIQUES
Les bactéries lactiques tiennent leur nom du fait qu’elles sont capables de convertir le lactose
(diholoside composé d’un galactose lié à un glucose, présent dans le lait) et d’autres sucres simples en acide
lactique.
On les retrouve partout, notamment dans le sol et dans le lait (étant présentes sur les mamelles des animaux,
elles se retrouvent dans le lait au moment de la traite et se multiplie ensuite très vite). Chez l’homme et chez
les autres animaux, on la retrouve principalement dans le tractus gastro-intestinal. Ces bactéries n’exercent
aucun rôle pathogène.
La fabrication d’acide lactique par ces bactéries a pour conséquence une acidification du milieu dans lequel
elles se trouvent ; elles inhibent ainsi la croissance de certaines autres bactéries, notamment des bactéries
pathogènes.
Cette fermentation lactique est très utilisée aujourd’hui dans les industries agro-alimentaires ; on utilise les
lactobacilles pour la fabrication de yaourts, du fromage, de laits fermentés, de la choucroute (avec des
levures), du saucisson etc. La fermentation effectuée par ces bactéries modifie les textures et saveurs des
aliments d’origine, et améliore également leur conservation.
 Bactéries lactiques et saucisson
Le saucisson sec est un aliment fermenté naturel. Son origine remonte vraisemblablement aux Grecs
et aux Romains. La conservation de la nourriture est un problème très ancien pour l’Homme, et celui-ci a
inventé de manière empirique un moyen de conserver la viande à travers le saucisson. D’autres techniques
sont le fumage et le salage.
Le saucisson est un produit fini et stable, dont la durée de conservation est relativement longue sans besoins
de le garder au froid.
De nombreuses espèces de bactéries sont présentes naturellement sur les animaux (cuir, pelage, viscères).
Elles se retrouvent à l’intérieur de la préparation puis dans le saucisson. Cependant, au cours de la
fabrication, la plupart d’entre elles disparaissent, notamment celles qui sont pathogènes ou qui font partie de
la flore d’altération. Les bactéries lactiques sont parmi les seules à subsister ; leur rôle s’exprime à trois
niveaux :
-
Elles produisent de l’acide lactique, qui entraîne une baisse du pH (acidification) du milieu, donc du
produit en cours d’élaboration ; ceci empêche la croissance de nombreuses espèces bactériennes.
De plus, elles « luttent » contre les autres bactéries en consommant des molécules indispensables à
leur développement.
Enfin, elles produisent des molécules protéiques appelées bactériocines qui tuent d’autres espèces
bactériennes.
La principale espèce de bactérie lactique rencontrée dans la fabrication du saucisson est Lactobacillus sakei,
présente à l’origine sur la viande fraîche. Ce ferment est parfois rajouté lors des procédés de fabrication
industrielle.
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
Processus de fabrication :
Ensemencement externe de
microorganismes ou flore
naturelle
Etuvage
Mélange
Préparation des
viandes
Embossage
Conditionnement
Séchage
Hachage
 Bactéries lactiques et yaourts
Responsables de la fermentation lactique, ces bactéries sont indispensables à la confection des
yaourts. L’ajout de ces microorganismes pour la fabrication du yaourt se fait durant l’ensemencement (voir
annexe).
C’est l’apport des deux catégories suivantes de bactéries lactiques vivantes qui provoque la fermentation du
lait :
o
o
Lactobacillus bulgaricus qui apporte au yaourt son acidité
Streptococcus thermophilus qui développe les arômes
Le lait ensemencé, éventuellement additionné de sucre ou d’arômes naturels, est ensuite versé dans les pots
de yaourts. Les pots sont fermés et mis en étuve à une température de 43°C à 45°C pendant 2 à 3 heures pour
fermentation.
Les bactéries se reproduisent par millions et transforment alors une partie du sucre contenu dans le lait en
acide lactique. Cette transformation s’appelle la fermentation lactique. La production d’acide lactique acidifie
le lait, ce qui entraîne sa coagulation et le développement des arômes. Il est ensuite placé au réfrigérateur à
une température de 4°C pour ralentir l'action bactérienne et lui assurer une durée de conservation
possiblement de l'ordre de 30 jours.
Une obligation pour les yaourts : leurs bactéries doivent être ensemencées simultanément et se trouver
vivantes dans le produit fini, à raison d’au moins 10 millions de bactéries par gramme de yaourt.
 Bactéries lactiques et fromages
Les ferments lactiques agissent lors de la coagulation du lait, et de l’affinage du fromage. L’intérêt de
la coagulation est de permettre la concentration des constituants du lait, par la séparation du caillé
(concentré) et du lactosérum (très riche en eau). Cette coagulation est la principale fonction des bactéries
lactiques. Elle correspond à la précipitation des protéines rendues insolubles par l’abaissement du pH dû à
l’acide lactique. Pour certains fromages, cette action des bactéries est complétée par celle des enzymes de la
présure, qui assurent une coagulation plus poussée facilitant l’égouttage du caillé.
Les bactéries lactiques sont les seuls agents microbiens d’affinage de la majorité des fromages à pâte pressée
de fabrication étrangère (Cheddar, fromages de Hollande…), et de fromages sans croûte ou à croûte artificielle
fabriqués en France à partir de lait pasteurisé. Elles sont aussi prédominantes dans les fromages frais. Dans les
autres types de produits, elles ne jouent qu’un rôle secondaire ou indirect dans l’affinage, qui est obtenu par
l’action de microorganismes particuliers. L’intervention des bactéries lactiques durant la phase d’affinage
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
tient principalement à leur activité protéolytique: le fractionnement des caséines modifie la texture de la pâte,
certains des peptides et des acides aminés libérés sont des précurseurs de substances aromatiques. Par
ailleurs, l’activité métabolique des bactéries, en modifiant le milieu (abaissement du potentiel
d’oxydoréduction), crée des conditions favorables à toute une flore anaérobie, à laquelle appartiennent de
nombreux microorganismes d’affinage. Les bactéries lactiques peuvent aussi avoir un effet négatif sur la
qualité des fromages : l’hydrolyse de la caséine B peut libérer des peptides amers.
Les fromages à pâte cuite (emmental, comté) se caractérisent par l’association de deux fermentations qui se
succèdent dans le temps. La fermentation due à Streptococcus thermophillus et à Lactobacillus bulgaricus, se
déroule pendant les vingt-quatre premières heures qui suivent l’emprésurage (voir annexe). Cette
fermentation conduit à l’abaissement du pH du caillé à la sixième heure du pressage. Par la suite, la
fermentation propionique, due principalement à Propionibacterium shermanii, se manifeste en cave d’affinage
dite chaude (15-24°C). Elle dure plusieurs semaines. C’est à cette fermentation que l’on doit l’ouverture du
fromage. Le bon déroulement de la fermentation lactique conditionne celui de la fermentation propionique.
Les produits du métabolisme contribuent à la fois à la stabilité du fromage et à ses propriétés gustatives, en
association avec d’autres composés qui apparaissent au cours de l’affinage.
La fermentation est donc beaucoup exploitée dans l’industrie agroalimentaire. La fabrication du pain,
de la bière ou encore du vin reposent sur la fermentation alcoolique par des levures. Les boissons alcoolisées
ne sont pas les seules boissons fermentées. En effet le cacao, café et thé en font partie : les fèves, les grains ou
les feuilles dont ils sont issus sont mis à fermenter après récolte afin de développer des arômes
caractéristiques. L’élaboration des fromages et yaourts, fait appel à la fermentation lactique par des bactéries
spécifiques.
En résumé le secteur de l’alimentation utilise des levures et ferments pour la production du pain, des
fromages et des boissons alcoolisées, mais aussi d’arômes, de certains acides, des acides aminés et de
biopolymères.
IV. LES PISTES DE RECHERCHES
Après avoir étudié les différents domaines d’utilisation des microorganisme, dans les industries en
général puis dans les industries agro-alimentaire, nous allons maintenant présenter les pistes de recherches
directement envisageables pour la charcuterie. Nous nous intéresserons à la possibilité de remplacer un
additif chimique par un opérateur microbien.
A. LA TRANSGLUTAMINASE ET SA PRODUCTION
Les additifs utilisés à l’heure actuelle en industrie agroalimentaire permettent d’améliorer les qualités
organoleptiques des produits et ont de forts potentiels. Depuis de nombreuses années un additif récurrent est
utilisé dans l’industrie des produits carnés, la transglutaminase. Son action est de « souder » des aliments
riches en protéines tels que les viandes, les volailles, les poissons et les fruits de mer mais aussi les produits
laitiers. Il est ainsi possible par exemple de souder différentes petites pièces de viandes pour en faire une plus
grosse et permettre une meilleure uniformité de cuisson ou un type de présentation différent et appétissant.
Page 17
Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie

Les caractéristiques de l’enzyme
La transglutaminase est une enzyme qui catalyse la formation de liaisons covalentes entre des
groupements amines libres (ex. : lysines) et le groupement gamma-carboxamide des glutamines. Les liaisons
formées par la transglutaminase montrent une grande résistance à la protéolyse. Elle peut donc permettre de
lier des protéines vigoureusement.
Elle est naturellement présente chez les végétaux, animaux et bactéries. Chez l’homme il en existe 8 sortes qui
sont indispensables à l'organisme pour former des barrières et structures stables. Elle est impliquée dans la
coagulation du sang, la synthèse de peau et de cheveux. Ainsi la transglutaminase forme des polymères de
protéines généralement insolubles.
On peut aussi relever qu’elle a un faible poids moléculaire, son pH optimum d'activité est compris entre 5 et
8, sa température optimale est de 55°C et elle est inactivée à 70°C.

L’enzyme utilisée en industrie agro-alimentaire
En industrie alimentaire, la transglutaminase utilisée est issue d’une fermentation bactérienne. Cette
transglutaminase est classée par la Food and Drug Administration comme un produit GRAS (généralement
reconnus comme sains). C’est donc un additif considéré comme sans danger pour les consommateurs.
C’est Streptomyces mobaraense, anciennement Streptoverticillium mobaraense, qui excrète cette enzyme. Il y
a plusieurs fabricants, notamment AJINOMOTO (Japon) et BDF INGREDIENTS (Espagne) qui vendent cette
enzyme pure sous forme de poudre. Pour information, cette enzyme est vendue au prix de 50 euros le kilo
environ.
La transglutaminase est désactivée par la plupart des techniques de cuisson et ne confère aucune flaveurs aux
aliments. Elle est donc indétectable par le consommateur. Son action peut être contrôlée précisément lors
d’un process industriel. En effet, les variations de température vont pouvoir l’activer, l’inhiber voire la
dénaturer.

Les effets de l’enzyme
Cette enzyme a plusieurs effets et peut être utilisée pour différents aliments qui sont résumés dans le
tableau suivant.
Produits
Viandes carnés
Effets
Relie les morceaux de viande carnés à haute valeur ajoutée.
Saucisses, jambons, saucissons secs Normalisation des produits, minimisation des déchets.
Poissons
Restructure les parures de poissons produites lors du filetage.
Yaourts
Augmente la viscosité, améliore l’onctuosité pour les yaourts pauvres en
matière grasse, diminue la synérèse, joue le rôle de stabilisant.
Pour les viandes, cette enzyme permet d’associer plusieurs morceaux ce qui a pour but d’améliorer la valeur
ajoutée du produit. Pour les produits de salaisons elle permet une normalisation des produits ce qui est
recherché par le consommateur. Cette normalisation permet un traitement homogène du produit tout au
long du process mais aussi une facilitation lors de sa manipulation ou de son tranchage par exemple. Le poids
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
et la forme étant toujours identiques, ceci permet aussi d’optimiser les calculs de coûts. Cette enzyme peut
valoriser les déchets dans le cas des poissons qui peut induire une ressource non négligeable. Enfin, pour les
yaourts, elle améliore leurs qualités organoleptiques par une texture plus onctueuse.
Elle peut être aussi utilisée dans de nombreux autres cas comme l’épaississement des jaunes d’œufs, pour
renforcer les mélanges de pâte, produire des effets spéciaux comme les pâtes vermicelles de viande et de
légumes (à l'aide de gélatine comme liant) ou en cuisine moléculaire (saucisses sans boyaux) etc.

Utilisation de cette enzyme dans le cadre du jambon
L’ajout de cette enzyme dans le process du jambon, considéré comme un auxiliaire technologique,
doit être notifié sur l’étiquetage du produit. On peut donc s’intéresser à une méthode permettant à l’enzyme
d’être présente dans le produit sans pour autant l’introduire directement. Par exemple en introduisant une
bactérie produisant et excrétant cette enzyme il ne sera pas obligatoire d’informer le consommateur de la
présence de l’enzyme mais seulement de l’introduction de la bactérie qui peut être notée sous « ferments ».
Dans un premier temps, nous avons pensé à inoculer la bactérie Streptomyces mobaraense dans le jambon. La
bactérie en se développant excrète l’enzyme qui peut agir et lier les morceaux de viande. Après le temps
nécessaire à ce « collage » le jambon est pasteurisé ce qui détruit la bactérie et l’enzyme. Dans le jambon final,
la bactérie et l’enzyme ne seraient plus présentes. Cependant cette bactérie se développe en formant un
mycélium, un ensemble de filaments aériens. En poussant la bactérie va donc modifier l’aspect du produit, la
composition et peut même produire des toxines. De plus il faudrait s’assurer que la bactérie produise une
quantité suffisante de transglutaminase pour souder les morceaux de viandes. Un essai pourrait être réalisé
sur du jambon pour confirmer notre hypothèse.
Nous avons pensé ensuite à une autre piste qui serait d’intégrer le gène qui code pour la transglutaminase
dans une bactérie capable de croître sur le jambon. Des chercheurs ont réussi à intégrer ce gène dans des
hôtes tels que Corynebacterium glutamicum et Escherichia coli. Corynebacterium glutamicum est une bactérie
non pathogène, qui se développe vite et qui a peu d’exigences de croissance. Cette piste peut être plausible
mais nécessiterait des manipulations génétiques qui peuvent être coûteuses. De plus il faudrait s’assurer que
la bactérie est capable de se développer sur le jambon qui est un milieu complexe.
Les pistes physico-chimiques seraient envisageables. Cependant dans le cadre de notre projet pro en
collaboration avec l’entreprise Salaisons Bentz, les exigences étaient de ne pas rajouter de produits chimiques
ou d’additifs mais d’utiliser des produits à connotation plus naturelle.
B. LES ADDITIFS EMPLOYES A L’ETRANGER
Voici le mail type envoyé à diverses universités nord-américaines, anglaises et canadiennes.
« Hello,
We are students in a food industry school in France and we would like to know if you could communicate
information about :
* which additives are used in UK in cooked pork meats, and specifically in ham : colorings and thickening
agents ;
* if you do or did some research about those additives such as colorings, thickening agents or enzymes ;
* the name of some laboratories or companies that provide those additives to the food industry.
If you're not working on this, could you please send us the details of people who could help us ?
Thank you for your time and consideration. »
Nous n’avons malheureusement eu que peu de réponses.
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
« The United Stated Department of Agriculture, Food Safety Inspection Service (FSIS) is the regulatory
agency responsible for oversight of the ham processing in the US. FSIS does not allow any coloring agents for
use in ham. Sodium Nitrite is approved as a curing agent at 200 ppm on weight basis. Nitrite is colorless but
produces nitric oxide which reacts with myoglobin and leads to a heat stable pink pigment called
nitrosylhemochrome. FSIS allows four ingredients to by used as water binders (thickening agents) in
ham. These ingredients are : carrageenan, isolated soy protein, sodium caseinate and food starchmodified. Their approved use levels are 1.5% for carrageenan and 2% for each of the others. » Ed Mills, EtatsUnis
« Coloring agents are not permitted in meat products. Sodium nitrite (which does produce the pink color
when bound to myoglobin) can be added as long as erythorbate or other reducing agent is added. Hams can
be "enhanced" (injected with solutions containing salt, phosphates and flavorings). To my knowledge,
thickeners and enzymes are not used to produce ham. » Susan Brewer, Professor, Food Science, UIUC, EtatsUnis.
« L'utilisation des colorants et des texturants dans la viande, les sous-produits de viande ou leurs
préparations, est très limitée et spécifique. Le rouge allura, le jaune soleil FCF et le rocou sont autorisés dans
le Longaniza; le rocou est permis dans le Tocino; le rocou, jaune soleil FCF, le cochenille et le caramel sont
autorisés quant à eux dans les boyaux de saucisse. La gélatine est autorisée à des niveaux de Bonnes pratiques
industrielles dans le cas de jambons, d’épaules, de socs de porc, de jambons pique-nique et de jambons de
longe préparés. » Jean-Marc Gélinas, Evaluateur Scientifique Section d'évaluation des allergènes et intolérances
alimentaires, Gouvernement du Canada.
Nous n’avons pas pu obtenir de pistes novatrices concernant les additifs utilisés dans la charcuterie.
C. OUVERTURE : INTERET FUTUR DE L’UTILISATION DES GERMES
Aujourd’hui, les ferments ont déjà un rôle fondamental dans les procédés de fabrication, mais aussi
durant ceux de conservation des aliments.
Avec les progrès du génie génétique et le développement accru des biotechnologies, on peut émettre
l’hypothèse que dans un avenir plus ou moins proche, les ferments deviennent encore plus utile dans
l’alimentation. En effet, les connaissances de plus en plus denses et la découverte de nouveaux
microorganismes pourraient permettre d’identifier et de maîtriser de nouveaux procédés, à partir de
microorganismes, permettant d’améliorer le procédé de fabrication, de transport ou de conservation d’un
aliment, ou d’en augmenter les qualités nutritionnelles ou organoleptiques.
On sait notamment que l’utilisation des additifs alimentaires est très encadrée par les autorités de santé
(EFSA pour l’Europe). Ceux-ci, malgré leurs avantages évidents, peuvent présenter des risques, en particulier
en cas d’usage abusif. C’est pour cela que le règlement 1333 de 2008 du Parlement Européen stipule quels
additifs peuvent être utilisés, dans quel(s) but(s) précis, sur quels produits et surtout en quelle quantité . Ce
règlement n’est, par contre, pas figé ; en effet, il a déjà subi une remise à jour avec le règlement 1129 de 2011 et
d’autres sont à venir, comme le stipule le programme de réévaluation des additifs alimentaires autorisés
(règlement 257 de 2010 ) .
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
Priorités de l’UE pour la réévaluation de certains additifs alimentaires (Règlement 257/2010)
Échéances
Additifs alimentaires
15 avril 2010
Colorants alimentaires 1: E 123, E 151, E 154, E 155, E 180
31 déc. 2010*
Colorants alimentaires 2: E 100, E 127, E 131, E 132, E 133, E 142, E 150a, E 150b, E 150c, E 150d, E
161b, E 161g, E 170
31 déc. 2015
Colorants alimentaires 3: E 101, E 120, E 140, E 141, E 153, E 160b, E 160a, E 160c, E 160e, E 160f, E
162, E 163, E 171, E 172, E 174, E 175
31 déc. 2015
Conservateurs et antioxydants: E 200-203; E 210-215, E 218-252, E 280-285; E 300-E 321, E 586
(priorités: E 310-312, E 320, E 321, E 220-228, E 304, E 200-203, E 284, E 285, E 239, E 242, E 249,
E 250, E 251, E 252, E 280-283, E 306, E 307, E 308, E 309)
31 déc. 2016
Émulsifiants, stabilisateurs, agents gélifiants: E 322, E 400-E 419, E 422-E 495, E 1401-E 1451
(priorités: E 483, E 491-495, E 431, E 432-436, E 444, E 481, E 482, E 414; E 410, E 417, E 422, E
475)
31 déc. 2016
E 551, E 620-625, E 1105, E 1103
31 déc. 2018
Tous les additifs alimentaires restants autres que les colorants et les édulcorants (priorités: E
552, E 553a, E 553b, E 558, E 999, E 338-343, E 450-452, E 900, E 912, E 914, E 902, E 904, E 626629, E 630-633, E 634-635, E 507-511, E 513)
31 déc. 2020
Tous les édulcorants et les colorants restants
* La réévaluation des colorants E 131, E 132 et E 170 n’a pas été réalisée dans les délais prévus et est toujours en
cours suite à la publication de plusieurs appels à communication de données concernant ces additifs
Le changement de législation sur l’usage d’additifs peut avoir un grand impact sur les procédés actuels ; c’est
là que pourraient rentrer en jeu des microorganismes, qui, s’ils ont subi les tests adéquats et ont été autorisés
par les autorités compétentes, permettraient de conserver une efficacité similaire ou même supérieure tout en
respectant la nouvelle réglementation.
Plus récemment, le Règlement 231 du mois de mars de cette année légifère sur la spécification des additifs
alimentaires.
On peut noter l’exemple des nitrites, qui sont autorisés pour la conservation des «produits à base de viande»
afin de prévenir tout développement de souches pathogènes (Clostridium Botulinum ...), mais qui peuvent
mener à l’apparition de substances cancérigènes (les nitrosamines). La balance des effets positifs par rapport
aux effets néfastes penchent pour les premiers, mais jusqu’à quand ?
Page 21
Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
CONCLUSION
Nous avons tenté de répondre au mieux à la demande de l’entreprise Salaisons Bentz qui désirait
connaître l’utilisation des ferments dans diverses industries, notamment l’industrie alimentaire. L’entreprise
portait un intérêt particulier à l’enzyme transglutaminase qui permet d’augmenter la valeur ajoutée des
produits carnés.
Concernant l’utilisation des ferments en industrie, nous avons ouvert nos pistes de recherches au-delà du
domaine agroalimentaire. Nous nous sommes renseignés sur diverses industries telles que l’industrie
pharmaceutique, l’énergie, les stations d’épuration et bien sûr l’industrie alimentaire. Nous avons également
tenté de contacter les services concernés à l’étranger mais sans vrai succès. L'intérêt que nous avons porté à la
réglementation en vigueur nous a permis de mettre en évidence sa grande versatilité dans le temps, ce qui
peut être à la fois un atout (le remplacement d'un additif soumis à une réglementation plus lourde par un
agent microbien) ou un inconvénient (réglementation sur l'utilisation de microorganismes plus exigeante...)
concernant notre problématique.
Quant à la transglutaminase (qui reste notre piste la plus intéressante) l'utilisation directe de la bactérie qui
la synthétise ne semble pas envisageable pour diverses raisons : modifications des propriétés du jambon,
production possible de toxine, synthèse insuffisante. Si l’entreprise veut utiliser la transglutaminase, il
faudrait penser à modifier génétiquement d’autres bactéries ou employer directement l’enzyme en achetant
des sachets contenant l’enzyme pure sous forme de poudre. La première solution semble difficile à considérer
au vu de la petite échelle de l'entreprise : celle-ci ne dispose pas des infrastructures, du matériel et du
personnel lui permettant d'effectuer ce type de manipulation. La seconde reste plus envisageable, néanmoins,
passer par un agent extérieur risque, d'une part d'être coûteux, et d'autre part de créer une dépendance de
l'entreprise artisanale vis-à-vis de son fournisseur, d'autant que pour l'instant, il n'existe pas d'offre de ce type
sur le marché.
Au cours de ce projet professionnel, nous avons essayé de répondre au mieux aux problématiques soulevées
par l’entreprise Salaison Bentz. Cela nous a permis d’entrer en contact avec le monde de l’industrie
alimentaire en se familiarisant avec de nombreux concepts liées à ce secteur d'activités (additifs, législation,
suivi de la qualité, santé publique ...) et d’apprendre à travailler sous des contraintes. Nous avons également
dû apprendre à répartir le travail et à gérer les délais impartis, donc à travailler efficacement en équipe. Ce
travail a développé notre sens de la communication et de l’écoute, qualités essentielles dans notre futur
métier d’ingénieur.
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Les germes dans l’alimentation humaine – Le cas de la charcuterie
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(Ces règlements sont accessibles sur http://eur-lex.europa.eu/fr/index.htm)
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ANNEXES
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Processus de fabrication
du fromage
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