À l’échelle mondiale, jusqu’à un tiers de la nourriture produite pour la consommation humaine est perdue ou gaspillée chaque année. L’une des raisons pour lesquelles les aliments peuvent être jetés est la présence de microbes qui peuvent causer la détérioration ou la maladie. Cela fait de la sécurité alimentaire et du contrôle de la chaîne dans le développement et la production alimentaires un aspect clé de la réduction du gaspillage alimentaire. Robyn Eijlander, experte en microbiologie et sécurité alimentaire de NIZO, explique comment assurer et contrôler la qualité microbienne lors de l’ajout de nouveaux ingrédients ou probiotiques, ou de l’adaptation des processus.
Soya75: Quels sont les défis microbiens en matière de sécurité alimentaire lors du développement de nouveaux produits?
Robyn Eijlander : Les consommateurs exigent constamment des aliments « nouveaux », « meilleurs » ou « plus sains ». Pour répondre à cette demande, les fabricants peuvent se tourner vers de nouveaux ingrédients ou adapter leurs processus de production. Mais cela peut ouvrir la porte à de nouveaux contaminants microbiens, qui peuvent se comporter de manière inattendue. Les microbes qui n’ont jamais été un problème auparavant peuvent maintenant survivre et émerger dans les produits finis.
Une autre tendance de consommation est pour les aliments « plus propres », plus « naturels ». Mais réduire les conservateurs traditionnels tels que le sel ou le sucre, ou les remplacer par d’autres ingrédients ou méthodes de conservation, peut affecter la stabilité microbienne, par exemple dans les aliments de longue conservation comme les sauces.
Nous voyons également un désir d’ajouter plus de probiotiques aux aliments. Ces microbes doivent non seulement être sûrs, mais aussi survivre à la formulation et à l’ingestion du produit. Les sporifères bactériens probiotiques peuvent être sélectionnés pour leur résistance à la chaleur, afin d’assurer la stabilité et la robustesse pendant la transformation des aliments. Cependant, lorsque ces souches réintaient dans la chaîne alimentaire plus tard, par le biais d’ingrédients d’origine végétale ou de lait cru, elles pourraient nuire à la stabilité et à la durée de conservation des aliments.
Dans l’ensemble, chaque fois qu’il y a un changement dans les ingrédients, la formulation ou le traitement, vous devriez examiner les risques potentiels. La détérioration ou les risques pour la santé des consommateurs peuvent nuire à votre marque et à votre réputation, et résoudre les problèmes après coup est plus coûteux que de les identifier et de les résoudre dès le début.
FN : Comment les entreprises du monde de l’alimentation et des ingrédients peuvent-elles relever ces défis ?
RE : La première étape consiste à détecter les dangers potentiels. S’il y a un contaminant microbien, vous devez déterminer son identité et ses caractéristiques : agent pathogène ou spore, résistant à la chaleur ou à l’acide, biofilmogène?
Ensuite, vous devez quantifier et caractériser le risque: prédire la croissance et l’inactivation du microbe, ainsi que son potentiel à produire des toxines qui pourraient persister même après l’inactivation des bactéries elles-mêmes, par exemple. Et vous voulez déterminer quelles circonstances pourraient soutenir la présence ou la croissance des bactéries ou des toxines.
Dans la troisième étape, vous identifiez les moyens de contrôler la contamination, et dans la quatrième étape, vous prédisez, mettez en œuvre et validez vos solutions. À l’étape 5, vous surveillez et vérifiez vos mesures de contrôle.
Représentation schématique d’une approche par étapes pour assurer des aliments sûrs et microbiens stables tout au long de la chaîne de production.
FN : Les 5 étapes sont-elles nécessaires pour chaque nouveau produit ou processus ?
RE : Pas nécessairement, mais en avançant pas à pas, vous couvrez toutes les bases. Les étapes 1 et 2, par exemple, ne nécessitent pas beaucoup de temps ou de ressources, mais elles fournissent des informations essentielles sur la sécurité et la qualité microbiennes à un stade précoce du développement du produit.
Et ils vous diront si les étapes 3 et 4 sont nécessaires: si vous êtes confronté à un risque de qualité microbienne ou de contamination, une caractérisation supplémentaire de la contamination et des mesures de contrôle efficaces sont importantes. Après tout, il vaut mieux prévenir un problème à l’avance que de le résoudre après!
Enfin, la surveillance de la sortie de votre processus et la vérification de l’impact de vos mesures de contrôle sont une partie standard de la transformation des aliments et peuvent faire partie de ce processus en plusieurs étapes ou d’une action autonome. Si vous avez déjà configuré votre ligne de production et que vous n’avez pas de problèmes spécifiques, la surveillance et la vérification peuvent suffire. Cependant, l’identification, la quantification et la caractérisation des risques potentiels peuvent fournir des informations utiles pour optimiser cette étape.
FN : Quels types de modèles ou de tests sont utilisés au cours de ces 5 étapes ?
RE : Les approches les plus appropriées dépendront de plusieurs facteurs : le type d’information que vous recherchez, le type de produit (solide ou liquide, laitier ou végétal, etc.), le type de contaminant (microbien ou chimique, pathogène ou spoiler, etc.). Sélectionner le meilleur models and assays nécessite une approche multidisciplinaire qui comprend la connaissance de la fabrication, de la formulation et de la transformation des aliments, ainsi que de la microbiologie et même de la bioinformatique.
Prenons l’exemple d’un fabricant de yaourt qui souhaite développer une version à base de plantes, en utilisant de nouveaux ingrédients et procédés. Ils commencent par identifier les niveaux des contaminants les plus courants ou les plus dangereux, tels que Listeria, Salmonellaou Bacillus cereus, ou des micro-organismes de détérioration notoires, tels que les sporations d’autres Bacilleespèce. Le placage classique, combiné au séquençage du gène de l’ARNr 16S et à la spectrométrie de masse MALDI TOF, est rentable et donne de bons résultats en ce qui concerne la présence et l’identification de ces espèces bactériennes.
Mais il ne peut pas identifier les microbes peu abondants (<100 UFC / g) ou distinguer les souches de bactéries. Nous savons que certaines espèces pathogènes présentent une grande différence entre les souches, par exemple, les gènes codant pour les toxines. Des méthodes moléculaires approfondies telles que l’amplification des gènes PCR, le séquençage du génome entier ou le séquençage métagénomique, combinées à la bioinformatique, peuvent fournir des informations détaillées sur les microbes présents. En outre, les données résultantes peuvent soutenir le suivi et le traçage à haute résolution des contaminants microbiens notoires tout au long de la chaîne de production.
Ensuite, le risque doit être quantifié et caractérisé. Les modèles de calcul prédictifs ou les tests de laboratoire à petite échelle sont très efficaces pour déterminer si le contaminant se développe dans le produit à certaines températures et combien de temps il faut pour atteindre des niveaux critiques, ou si les processus inactivent adéquatement le microbe. Essentiellement, faut-il changer quelque chose dans la formulation du produit ou les processus thermiques pour améliorer la stabilité microbienne du produit fini?
Ces informations sont essentielles pour développer des mesures et des solutions de contrôle possibles : des tests à l’échelle du micro ou du laboratoire peuvent ensuite identifier ce qui est le plus efficace. Les tests de défi sont également utiles pour évaluer la durée de conservation du produit dans des conditions spécifiques. À l’étape 5, le fabricant vérifie l’impact des mesures de contrôle; des évaluations qualitatives régulières des risques microbiens (AQQ) peuvent aider à assurer la qualité et la sécurité microbiennes au fil du temps.
FN : Quel avenir pour la sécurité alimentaire dans le développement de produits ?
RE : Dans l’ensemble, je pense qu’il y a plus d’innovation et de progrès en matière de salubrité et de qualité des aliments lorsque les entreprises tiennent compte de la stabilité microbienne dès la recherche et le développement. De nombreux fabricants de pré- et probiotiques le font, et utilisent également les avancées technologiques modernes dans la technologie moléculaire, le séquençage, la gestion des données et même l’intelligence artificielle. Cette approche holistique n’est pas encore aussi courante dans la production alimentaire générale, mais j’espère qu’elle le sera à l’avenir.
Il existe des innovations techniques intéressantes qui pourraient soutenir cette évolution. Par exemple, les appareils portatifs rendent le séquençage plus rapide et plus accessible à tous les fabricants de produits alimentaires. Vous les prenez sur place, chargez un échantillon et le séquencez immédiatement. En combinant cette technologie avec un logiciel de système d’aide à la décision, des évaluations éclairées des risques peuvent être effectuées en quelques heures au lieu de jours ou de semaines. Des applications technologiques futuristes comme celles-ci sont à portée de main, et très excitantes! Ils peuvent améliorer le suivi et la traçabilité et ouvrir la communication sur l’provenance de la contamination et la manière de l’atténuer.
