II. La physiologie des micro-organismes
a) Notion de croissance : l'exemple des bactéries
La croissance des bactéries est exponentielle, et varie en fonction du temps de génération t.
Définition : Temps de génération
Surée qui sépare deux divisions chez une bactérie.
Exemple : Temps de génération
Si une bactérie met 40 minutes à se diviser, son temps de génération est de 40 minutes. Ainsi, si on a 36 bactéries, 40 minutes plus tard on en aura 36 * 2 soit 72.
La croissance des bactéries est donc exponentielle et non proportionnelle :
Croissance proportionelle | Croissance exponentielle |
|---|---|
0 minutes : 2 40 minutes : 2 + 2 = 4 80 minutes : 4 + 2 = 6 120 minutes : 6 + 2 = 8 160 minutes : 8 + 2 = 10 200 minutes : 10 + 2 = 12 | 0 minutes : 2 40 minutes : 2 * 2 = 4 80 minutes : 4 * 2 = 8 120 minutes : 8 * 2 = 16 160 minutes : 16 * 2 = 32 200 minutes : 32 * 2 = 64 |
Croissance bactérienne
Pendant la phase de latence, il n'y a pas de multiplication, les bactéries s'adaptent au milieu.
Pendant la phase exponentielle, la multiplication est intense.
Pendant la phase stationnaire, les bactéries ont de plus en plus de mal à se multiplier, car il n'y a plus de nourriture disponible et leur trop grand nombre rend le milieu toxique, ce qui finit par entraîner leur mort.
b) Conditions favorables/défavorables
La manière dont les micro-organismes se multiplient dépend des conditions dans lesquelles ils se trouvent.
L'activité microbienne dépend de 5 facteurs :
la température
la présence de dioxygène
la présence de nourriture
l'humidité
le pH
Fondamental :
Exemple de condition favorable : température ambiante, présence de dioxygène, de nourriture, d'eau, et pH neutre.
c) La multiplication en conditions favorables
Les bactéries ( = scissiparité)
Remarque : Scissiparité = division en deux parts égales et identiques.
L'ADN (code génétique de la bactérie) va se dupliquer. On obtiendra deux cellules identiques.
Les étapes de la division
1) Duplication de l'ADN
2) Étranglement de la bactérie
3) Division en 2 cellules filles identiques
Les champignons microscopiques
Les levures se multiplient par bourgeonnement et les moisissures par sporulation.
Les levures
Les levures se multiplient par bourgeonnement.
Les étapes du bourgeonnement
1) Levure avec le noyau. Il contient tous les chromosomes (ADN).
2) Division du noyau et apparition du bourgeon.
3) Étranglement puis séparation en levures filles.
Les moisissures
Les moisissures se multiplient en produisant des spores.
L'extrémité du filament se détache et peut se déposer sur un aliment pour redonner un filament complet. C'est la sporulation.
Les virus (parasitage)
Les virus ne peuvent se multiplier qu'à l'intérieur des cellules. Les virus pénètrent dans une cellule hôte, utilisent son ADN pour la forcer à créer de nouveaux virus. Chaque virus, ainsi libéré, attaque une nouvelle cellule et s'y multiplie de la même façon.
d) Conditions défavorables et sporulation.
Lorsque les conditions sont défavorables (manque d'eau, de nourriture, température trop élevée, pH inadapté à l'espèce, manque d'oxygène...), certaines bactéries peuvent survivre grâce à la sporulation.
Quand les conditions redeviennent favorables, la spore germe et donne naissance à une bactérie végétative capable de se multiplier à nouveau : c'est la germination.
Remarque : Les propriétés des spores
Elles ont la capacité de germer et de se reproduire très vite lorsque les conditions redeviennent favorables.
Elles résistent aux désinfectants, beaucoup moins efficaces sur les spores que sur les formes végétatives (forme « normale »). Les désinfectants les plus performants sont à base de chlore.
Elles ont une résistance élevée aux fortes températures. Un couple temps-température est nécessaire pour les détruire :
La bactérie de Clostridium perfringens est détruite à partir de 80°C,
Il faut, pour détruire les spores de Clostridium perfringens :
- 5 minutes à 120°C, chaleur humide
- 50 minutes à 120°C, chaleur sèche.
La chaleur humide, favorisant la germination, est plus efficace que la chaleur sèche pour détruire les spores.
Remarque : Applications pratiques au milieu professionnel
Les spores sont difficiles à détruire. Le refroidissement trop lent des plats en sauce est l'un des facteurs favorisant les TIAC si les spores de germes anaérobies ne sont pas détruites par la cuisson
La réfrigération et la congélation des aliments ne détruisent pas les spores : l'action ralentissante du froid cessant, la multiplication reprend de plus belle.
Enfin, le lavage (eau+ détergents) favorise la germination. Les bactéries sont alors sous leur forme végétative.