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Production des entérotoxines dans les fromages en fonction de la diversité phénotypique et génétique des souches de Staphylococcus aureus

Auteur : Helen Lamprell (bon.lamprell@club-internet.fr)

Année : 2003

Titre anglais : Production des entérotoxines dans les fromages en fonction de la diversité phénotypique et génétique des souches de Staphylococcus aureus

Langue : Français

Ecole doctorale : Sciences de la Vie et de la Santé

Discipline : Sciences des aliments

Université de soutenance : Université de Bourgogne, Dijon

Laboratoire d'accueil : INRA, UR342 Technologie et analyses laitières, Poligny, Centre de Dijon

Date de soutenance : 18 décembre 2003

Résumé (français) : Les fromages au lait cru de type pâte pressée non cuite, sont particulièrement sensibles au risque "Staphylococus aureus". Ces fromages sont dits sensibles à cause de certains facteurs technologiques qui peuvent favoriser la production d'entérotoxines.
L'objectif principal du travail était d'évaluer l'aptitude d'isolats de Staphylococcus aureus à produire des entérotoxines (SE) dans des conditions contrôlées de fabrication fromagère, en fonction de leur diversité phénotypique et génétique. Le travail a été réalisé en quatre étapes :
Collecte et isolement de staphylocoques à coagulase positive, de laits et de fromages au lait cru de deux régions de France, et caractérisation phénotypique et génétique des isolats de S. aureus ;
Evaluation de l'aptitude à la croissance et à la production d'entérotoxines de 23 isolats de S. aureus sur fromage modèle à pâte pressée non cuite, fabriqué à partir de lait microfiltré additionné de crème pasteurisée ;
Evaluation de l'aptitude à la croissance et à la production d'entérotoxines de trois isolats de S. aureus dans des fromages expérimentaux, fabriqués avec du lait microfiltré, simulant trois fabrications traditionnelles : Cantal, Reblochon et Tomme de Savoie,
Evaluation de l'effet du potentiel d'oxydoréduction sur la croissance de S. aureus et la production d'entérotoxines.
Les isolats de S. aureus présentaient une grande diversité phénotypique et génétique. Le biotype A humain était faiblement rencontré (< 3%) et 6% des isolats étaient producteurs d'entérotoxines in vitro. Le typage génétique d'un nombre réduit d'isolats a révélé un fort pourcentage possédant au moins un des gènes codant pour SEA à SEJ et TSST-1. Par ailleurs, les isolats producteurs de SED in vitro présentaient une empreinte génétique distincte, caractérisée par électrophorèse en champ pulsé, des autres isolats producteurs. La spectroscopie IRTF s'est avérée une technique intéressante pour l'identification de S. aureus.
Seule la production de SEA et/ou SED a été mise en évidence dans le fromage modèle à pâte pressée non cuite. Aucune production de SEB ou SEC n'a été détectée, même à des niveaux de S. aureus de 107 - 108 ufc/g en début d'affinage. Ces fabrications ont également mis en évidence un effet lié au biotype sur la croissance de S. aureus et sa production d'entérotoxines, ainsi qu'un effet du pH du fromage.
Les fabrications expérimentales simulant trois technologies traditionnelles ont également mis en évidence un effet lié au pH du fromage, ainsi qu'à la nature de l'isolat sur la croissance de S. aureus et la production d'entérotoxines. Aucune production d'entérotoxine n'a été détectée dans les fromages de type Cantal et de type Tomme de Savoie. Cependant, des traces de SEA et de SED ont été détectées en début d'affinage dans le fromage de type Reblochon, liées en autres, à une cinétique d'acidification lente observée dans ce fromage.
Le travail exploratoire sur le potentiel d'oxydoréduction a montré l'importance d'approfondir la connaissance de ce paramètre environnemental sur la croissance de S. aureus et la production d'entérotoxine.

Résumé (anglais) : Semi-hard raw milk cheeses are particularly sensitive to the risk of "Staphylococcus aureus". These cheese varieties are said to be sensitive due to certain technological factors that can promote enterotoxin production.
The main objective of this study was to evaluate S. aureus growth and enterotoxin (SE) production under controlled cheese making conditions, according to the phenotypic and genetic diversity of the isolates. The work was carried out in four stages:
Recuperation and isolation of coagulase positive staphylococci from raw milk and raw milk cheeses from two regions in France, followed by phenotypic and genetic characterisation of the S. aureus isolates.
Evaluation of the capacity of 23 S. aureus isolates to grow and produce enterotoxins in an experimental cheese made with microfiltered milk.
Evaluation of the capacity of 3 S. aureus isolates to grow and produce enterotoxins in experimental cheeses, made with microfiltered milk, simulating three traditional fabrications: Cantal, Tomme de Savoie and Reblochon.
Evaluation of S. aureus growth and enterotoxin production as affected by redox potential.
The S. aureus isolates constituted a wide phenotypic and genetic diversity. The human A biotype was rarely encountered (<3%) and 6% were capable of producing enterotoxins in vitro. The genetic typing of a reduced number of isolates revealed a high percentage possessing at least one of the genes coding for SEA to SEJ and TSST-1. Moreover, SED producing strains were shown to be typeable by pulsed field gel electrophoresis and presented a different genetic fingerprint from the other enterotoxin producing isolates. Fourier transform infrared spectroscopy revealed itself to be an interesting technique for the identification of S. aureus.
Only SEA and SED were shown to be produced in the semi-hard cheese model. No SEB or SEC was detected. These fabrications also emphasised the influence of the biotype of the isolate, on S. aureus growth and enterotoxin production, as well as pH.
Likewise, the three traditional cheeses underlined the effect of pH as well as the nature of the isolate on S. aureus growth and enterotoxin production. No enterotoxins were found in the Cantal and Tomme de Savoie cheeses. However, traces of SEA and SED were detected in the Reblochon cheese, probably due to the very slow acidification during manufacture.
Exploratory work was carried out on the redox potential and emphasised the importance of a more thorough study, to improve understanding of this environmental parameter on S. aureus growth and enterotoxin production.

Mots clés : Staphylococcus aureus, entérotoxine, biotype, typage génétique, spectroscopie IRTF, fromage modèle, potentiel d'oxydoréduction, bactérie, technique analytique, fromage, produit laitier, phénotype, diversité génétique, fabrication fromagère, croissance bactérienne, électrophorèse, cantal, tome de savoie

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