La température
La température est très importante pour les microorganismes, car elle influe sur l'efficacité des réactions catalysées par les enzymes.
Aux faibles températures, une élévation de la température de 10°C double la vitesse de réaction catalysée par une enzyme. Puisque la vitesse de chaque réaction augmente, le métabolisme sera plus actif aux températures plus élevées et le microorganisme se développera plus vite.
Des températures trop élevées entraînent :
La conservation par le froid entraîne:
Pour des températures trop faibles, les membranes se solidifient et les enzymes arrêtent quasiment de travailler. De plus, l'eau, élément essentiel pour le développement microbien n'est plus accessible aux microorganismes, l'activité de l'eau devient trop faible.
Courbe de croissance : L'ensemble des bactéries sont caractérisées par des courbes de croissances de formes identiques. On observe un seuil avec des valeurs de températures optimales puis des valeurs extrêmes qui conduisent à la mort du microorganisme.
On identifie 5 classes de bactéries:
Tableau: des intervalles de températures pour la croissance microbienne
| Températures cardinales (°C) | |||
| bactéries (non photosynthétique) | Minimale | Optimale | Maximale |
| Bacillus psychrophilus | -10 | 23-24 | 28-30 |
| Micrococcus cryophilus | -4 | 10 | 24 |
| Pseudomonas fluorescens | 4 | 25-30 | 40 |
| Staphyloccocus aureus | 6,5 | 30-37 | 46 |
| Enterococcus faecalis | 0 | 37 | 45 |
| Escherichia coli | 10 | 37 | 45 |
| Bacillus stearothermophillus | 30 | 60-65 | 75 |
L'environnement gazeux On étudiera l’oxygène puisque c’est le gaz qui permet le développement de certains micro-organismes et qui représente l’enjeu majeur d’une bonne conservation.
On utilise d’ailleurs des atmosphères enrichies en azote pour augmenter la conservation dans certains cas.
Les micro-organismes n’ont pas les mêmes besoins en O2. On les a départagé en 3 classes selon leurs besoins :
- Aérobies strictes : La présence d’O2 est obligatoire pour leur croissance et leur
survie. Ces micro-organismes sont capables de respirer mais pas de fermenter. Il dispose notamment du SOD (superoxyde-dismutase) et catalase.
Ex : Pseudomonas, bactéries acétiques et nitrifiantes.
- Aérobies facultatives : Ces micro-organismes sont capables de respirer et de fermenter. Ils se développent avec ou sans O2.
Ex : Entérobactéries, Staphylococcus et beaucoup de levures.
- Anaérobies stricts et micro aérophile : La présence d’O2 leur est
respectivement fatale et fortement inhibitrice.
Ex : on trouve dans l’ordre les clostidiums et les Lactobacilles.
Ce sont les formes ionisées de l’O2 qui sont actives sur les micro-organismes. 3 principales formes sont actives directement ou non :
- O2- super oxyde
- H2O2 peroxyde
- HO- Radical hydroxyle
La réaction qui s’opère est la suivante :
O2- + Fe2+ (ou SOD) à radicaux HO-
Ces radicaux sont très réactifs avec les molécules biochimiques. On peut comparer leurs actions avec celle des oxydants chlorées ou iodées.
Si le micro-organisme possède la catalase, alors il est capable de transformer ces radicaux en H2O et/ou O2. Dans le cas contraire, on assiste à une baisse de la croissance jusqu’à la mort des micro-organismes.
Les oxydations par les radicaux ont lieu sur 3 molécules :
- Lipides membranaires. Cela entraîne leur modification donc une perte de stabilité de la membrane pouvant aller jusqu’à la lyse de la cellule.
- Protéines, acides aminés. On a des changements de conformation donc une inactivation d’enzyme par exemple. Ces changements perturbent le fonctionnement de la cellule pouvant aller jusqu’à la mort de la cellule si les perturbations sont trop importantes.
- Acides nucléiques. Il y a formation de nouvelles liaisons sur la chaîne DNA, ces changements entraînent le plus souvent la mort et très peu de mutation viable.
La cellule réagit à la présence de forme oxydée d’oxygène selon 3 voies :
- Production d’enzyme d’hydrolyse (sauf aérobies strictes) de type SOD, catalase.
- Réparation des acides nucléiques endommagés.
- Autres molécules anti-oxydantes. Celle-ci explique par exemple les différences de tolérance entre les micro-organismes anaérobies strictes.
Ex : Les bactéries lactiques utilisent le NADH comme réducteur et sont donc assez aérotolérantes.
Généralement, les matrices alimentaires sont assez pauvres en oxygène. En effet, la matrice est souvent réductrice. L’oxygène ayant tendance à neutraliser les composés réducteurs, il devient alors très peu disponible pour les micro-organismes dans la matrice. On peut cependant avoir un milieu riche en oxygène en surface, si on oxygène artificiellement ou bien si la structure du produit considéré est favorable. On peut donner quelques exemples de milieux alimentaires plus ou moins favorables.
- Les aliments humides et compacts de type viande, poisson, lait… sont des milieux très réducteurs mais il faut se méfier de la surface.
- Les produits végétaux frais et entiers sont des produits vivants, avec une circulation d’O2. On a donc notamment des flores bactériennes qui se développent.
- Pour les produits pulvérulents (farine, poudre de lait…), leur structure très aérée favorise le développement de micro-organismes aérobies.
Il existe d'autres facteurs dont l'influence est moindre et qui comporte de faibles variations dans des conditions normale d'utilisation alimentaire. On peut citer la pression par exemple.