Savoir identifier et caractériser les microorganismes : un enjeu clé dans la sécurité des aliments

L’identification et la caractérisation des micro-organismes constituent un élément clé de la gestion de la sécurité et de la qualité des aliments, permettant de traquer les contaminants et de résoudre des problèmes tels que l’altération ou la présence d’un agent pathogène dans un produit fini.

Pourquoi identifier les microorganismes ?

Recourir à une identification microbienne devient indispensable dès lors qu’un défaut est constaté ou qu’un doute subsiste sur la nature d’une contamination. Cela peut concerner :

Défaut produit (gonflement, coloration anormale, …) et besoin de connaître l’agent responsable,
Colonie suspecte ou difficulté de confirmation au niveau de vos laboratoires internes,
Comprendre l’origine ou la récurrence des contaminations et/ou des altérations,
Problématique avec une souche selon une prévalence importante sur un produit ou un environnement précis et nécessité de comprendre les sources (source tracking),
Etre en capacité de prendre les bonnes décisions face à une contamination afin de limiter les arrêts de productions,
Pouvoir suivre et anticiper les tendances afin de limiter les pertes de production.

Identifier avec précision le microorganisme en cause permet d’agir rapidement et de limiter les risques. La caractérisation de cette souche (ou typage bactérien) permet, elle, de mieux comprendre l’origine, la persistance et les voies de contamination.

Afin de maîtriser les risques microbiologiques efficacement il est important de s’appuyer sur 4 piliers :

la réactivité opérationnelles
des technologies de pointes
une expertise terrain
une traçabilité renforcée

L’identification favorise l’optimisation de la maîtrise des bio-contaminants par la reconnaissance du pathogène de façon rapide et fiable, l’investigation approfondie pour les cas complexes, l’accompagnement personnalisé, l’anticipation des tendances et l’amélioration continue. Ces techniques permettent de comprendre, de monitorer, d’agir et d’anticiper.

Les méthodes d’identification des pathogènes et des flores d’altération

Identification de contaminants bactériens ou fongiques

L’identification permet de confirmer les espèces afin de mieux comprendre les souches circulantes. La caractérisation permet de comparer des souches dans les contextes d’investigation.
L’identification du micro-organisme présent dans un produit peut aider à comprendre la localisation du problème (dans le processus ou dans l’usine) ainsi que les sources potentielles de contamination.

Les laboratoires effectuent habituellement les identifications de contaminants microbiologiques proposées par technique MALDI-TOF ou PCR déployées sur plusieurs sites en France et avec un délai moyen de 3 jours.

La technique MALDI-TOF permet une identification précise au niveau de l’espèce, avec des résultats rapides (Listeria, Salmonella et Campylobacter en quelques heures), une fiabilité instrumentale et une performance continue par la mise à jour régulière des bases. Elle est idéale pour des flores bactériennes isolées.
Les essais sont conduits à partir de colonies isolées ou de matrices alimentaires. Sur celles-ci, on effectue des analyses pour isoler les souches d’intérêt avant de les soumettre à la technique d’identification.

L’importance de la caractérisation pour aller plus loin

Caractérisation ou typage d’isolats microbiens pathogènes (Salmonella spp., Listeria monocytogenes, Cronobacter spp., Bacillus cereus, Escherichia coli…), microorganismes d’altération

Les contrôles des environnements de production, des matières premières, des produits semi-finis, des produits finis, peuvent mettre en évidence la présence de microorganismes pathogènes (Salmonella, Listeria monocytogenes…). Cette contamination peut être ponctuelle ou mettre en évidence des souches persistantes. Ces dernières peuvent être très localisées ou bien largement dispersées dans les environnements de production.

Le typage des isolats pathogènes consiste à analyser les caractéristiques génétiques ou phénotypiques de souches isolées, afin de déterminer leur origine, leur lien avec d’autres cas de contamination, ou leur capacité de persistance dans l’environnement de production.

La fiabilité de vos résultats est permise grâce aux dernières technologies : Sérotypage moléculaire, GENE UP TYPER (délais de 2 jours), Séquençage WGS (délais de 30 jours) & Metabarcoding (délais de 20 jours).

L’accompagnement Mérieux Nutrisciences

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✅ Meilleure gestion de crise
✅ Réduction des non-conformités et retraits produits
✅ Définition de plans d’actions ciblées
✅ Identification des sources de contamination internes ou externes
✅ Exploitation durable des souches
✅ Avoir accès à une expertise et aux techniques de pointes d’identification que je ‘ai pas dans mon labo interne

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Questions fréquentes sur l’identification et la caractérisation

Cette méthode repose sur un test PCR en temps réel, combiné à une approche probabiliste, de manière à identifier le typage des souches de micro-organismes spécifiques. L’outils est combiné à une plateforme web (Augmented-DX) pour une visualisation dynamique des souches et clusters. Cette technique rapide ( quelques heures ) de typage permet de répondre aux besoins de pouvoir engager des plans d’actions rapides et ciblés.

La méthode MALDI-TOF correspond à une spectrométrie de masse basée sur l’ionisation des molécules par un laser, suivie d’une séparation des ions selon leur rapport masse/charge dans un tube de vol. La spectrométrie de masse MALDI-TOF compare les spectres générés à partir de cellules intactes à ceux d’une base de connaissances de données ; Cette technologie est basée sur la connaissance des pics qui constituent les spectres. Ces spectres uniques sont mémorisés pour identifier les espèces.

Le méthode PCR permet l’amplification exponentielle de séquences spécifiques d’ADN grâce à une enzyme, la Taq polymérase. Cette amplification permet de détecter et d’analyser des séquences génétiques ciblées.

La Whole Genome Sequencing (WGS) permet une caractérisation absolue d’isolats microbiens. Le séquençage du génome complet (WGS) fournit la séquence des isolats bactériens afin de déterminer les traits phénotypiques tels que le sérotype, la virulence ou la résistance aux antibiotiques. De plus, la parenté génétique entre les souches peut être évaluée à l’aide de variations génétiques (wgSNP ou wgMLST).

La méthode Metabarcoding est une approche moléculaire d’identification de la diversité microbienne d’un produit basé sur le séquençage de l’ADN. À partir de l’ADN total extrait d’un échantillon, le métabarcoding 16S se concentre sur l’amplification et le séquençage d’une région spécifique du gène codant pour l’ARN ribosomique 16S, qui est hautement conservé chez les bactéries. Cette région contient des segments variables qui permettent l’identification et la classification des micro-organismes.
Une analyse par métabarcoding produit un profil du microbiote de l’échantillon. En pratique, ce profil se présente sous la forme d’un tableau d’abondance relative des différentes bactéries identifiées. Une démarche similaire est conduite avec le métabarcoding ITS pour les moisissures.