Microbiologie Article, Signification, Explication
La microbiologie est la science qui Ă©tudie les micro-organismes.
Les micro-organismes sont un groupe très diversifié, ils existent à l'état de cellule isolée ou en groupe. Ils sont de petite taille.
Comment distinguer les cellules microbiennes des plantes ou des animaux ? Les cellules animales et végétal sont incapables de vivre à l'état isolé dans la nature ; elles sont toujours à l'état multicellulaire. Les virus ne sont pas des micro-organismes car ils ne sont pas autonomes, ils ne peuvent pas se reproduire sans détourner la machinerie cellulaire d'un autre individu.
L'analyse de la structure interne a permis de déterminer deux groupes de micro-organismes : les procaryotes et les eucaryotes
On retrouve les eubactéries dans notre quotidien, sol, nourriture...
On retrouve les eubactéries dans notre quotidien, sol, nourriture... Pour les archaebactéries, c'est un groupe particulier car il ne contient essentiellement que des individus anaérobies (n'ayant pas besoin de dioxygène), vivants dans des environnements extrêmes : on parle d'organisme extrémophile. Les environnements extrêmes sont à la limite des conditions tolérées par les cellules biologiques (milieu salin très acide ou très alcalin, milieu à une température limite de l'ébullition).
Ces micro-organismes ont des mécanismes pour résister à ces conditions.
Les eucaryotes ont un système membranaire interne enfermant des organites (noyau,plaste, mitochondrie...) ; ils présentent un cytosquelette interne(actine, tubuline) absent chez les procaryotes.
Il n'y a pas de paroi chez protozoaire (contrairement aux algues et aux champignons).
Les protozoaires sont toujours unicellulaire. Ils sont présents dans le sol, l'eau douce, eau de mer, mais ils sont également parasite de l'homme et animaux. Les protozoaires se nourrissent par pinocytose et endocytose car ils n'ont pas de paroi.
Seules les algues ont des pigments chlorophyllien (contrairement aux champignons et protozoaires).
Les algues sont présentes dans le sol, les plantes, l'eau douce et l'eau de mer.
Elles sont autotrophes.
Les champignons sont présent dans le sol, plantes, débris végétaux, lichen, parasite de l'homme des animaux et des plantes.
Comme signalé au début, les micro-organismes sont de très petite taille (d'où leur nom) :
Le rapport surface sur volume directement influencé par la taille : si l'on considère une forme simple telle que la sphère, la surface est proportionnelle au carré de la taille (4πr2 si r est le rayon de la sphère), alors que le volume est proportionnel à cube de la taille (4/3πr3), le rapport surface/volume est donc proportionnel à r (3/r).
Ceci conditionne la vitesse à laquelle le micro-organisme se nourrit : la nourriture passe à travers la membrane plasmique, donc la vitesse d'absorption est proportionnelle à la surface, mais la quantité à nourrir est proportionelle au volume. La vitesse à laquelle entre et sorte les nutriments et les déchets est donc inversement proportionnel à la taille.
Donc plus la bactérie est petite, plus elle va pouvoir se nourrir à grande vitesse. Elle compense sa petite taille par une multiplication à très grande vitesse (taux de croissance très rapide).
Les micro-organismes ont besoins:
On distingue deux sortes de milieu de culture :
Ces milieux sont soit liquides, soit solides. On utilise fréquemment la gélose ou agar-agar, un polymère de sucre tiré d'une algue rouge présentant la propriété de former avec l'eau un gel solide si la température est inférieure à 60°C.
La stérilisation est l'opération qui consiste à éliminer les micro-organismes d'un objet, et ce de manière durable. En microbiologie, le but de la stérilisation est d'une part de maîtriser les micro-organismes introduits dans le milieu d'étude, et d'autre part d'éviter la contamination du milieu extérieur et des personnes (voir aussi l'article sur l'hygiène).
Il existe trois façon pour stériliser un milieu de culture. Une destruction par la chaleur, par une méthode de filtration ou par l'emploie de radiation et d'agent chimique (gaz)
On distingue les procédés à chaleur « sèche » ou « humide ».
Cette technique ne détruit qu'une partie de la flore bactérienne. Ce n'est en aucun cas une technique de stérilisation.
La tyndallisation est une série de chauffages bref à des températures de 70°C à intervalles réguliers, ceci afin de laisser aux formes résistantes la possibilité de germer pour les tuer au chauffage suivant. Pour exemple la destruction des pathogènes du lait se fait par un cycle de 63°C pendant 30 minutes suivie de 73°C pendant 15 minutes.
L'ébullition n'est pas une méthode de stérilisation. les formes sporulées des bactéries résistent jusqu'à 8H30 à 100°C.
La filtration est une technique qui consiste à faire passer un liquide à travers un filtre dont les pores ont un diamètre de 0,2 µm ; les micro-organismes sont trop gros et sont donc retenus par le filtre.
Pour forcer ce liquide Ă traverser le filtre on utilise deux solutions:
Ces techniques sont utilisées par les industries dont l'alimentaire.
Elles sont très pénétrante car les radiations et les gaz traversent le plastique et tuent les micro-organismes.
Elle est basée sur la notion d'UFC (unité formant une colonie). Chaque unité cellulaire (une cellule ou un morceau d'hyphe) va donner une colonie.
Sur un milieu de culture, il y a formation d'un monticule de bactéries avec une forme particulière. La forme de ce monticule est détermine par l'organisation de la colonie, qui elle-même est déterminée génétiquement.
L’étude de la morphologie bactérienne est le premier acte effectué par un laboratoire de diagnostic pour identifier une bactérie. L'observation de la morphologie bactérienne permet une orientation préliminaire du diagnostic.
Les antibiotiques sont des substances chimiques ont une action spécifique avec un pouvoir destructeur sur les micro-organismes. Elles sont dépourvues de toxicité pour les autres cellules. Ces molécules peuvent avoir une action drastique, c'est-à -dire bactéricide ou fongicide, leur efficacité peut être également limitée à empêcher le développement des micro-organismes.(bactériostatique ou fongistatique)
Voir l'article détaillé Antibiotique.
Voir l'article Antibiotique > Les résistances aux antibiotiques.
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Classification
Les deux groupes se sont différenciés très tôt du point vu phylogénétique.Caractéristiques
Les procaryotes
Les eucaryotes
Protozoaire
Algue
Champignon
Les champignons sont abserbotrophes : ils sécrètent des enzymes qui digèrent à l'extérieur des polymères. Ce mécanisme chimique transforme par exemple les glucides en monomères (petites molécules) qui sont ainsi absorbés.La taille des micro-organismes
Le pouvoir séparateur de l'œil humain est de 100µm, les micro-organismes sont donc invisibles à l'œil nu.La culture des micro-organismes
Richesse du milieu
L'énergie est de composé chimique pour les chimiotrophes (Glucose) et lumineuse pour les phototrophes.
Pour les autotrophes il suffit de CO2 atmosphérique (carbone minéral) et du carbone organique pour les micro-organismes hétérotrophes. (CH4,oses)
C, H, O, N, S, Na, Mg, P, K
Cu, Co, Zn, Cl, Fe...
D'origine minérale (sel d'ammonium)
Vitamine, acide aminé
Pour les aérobies stricts
Il faut descendre au-delà de -18°C pour arrêter toute croissance microbienne. À 3°C il n'y a plus de risque lié au bactérie pathogène ou toxinogène.
Diversité du milieu de culture
Les milieux de culture contiennent des extraits de levure (cellule de levure déshydraté) qui fournissent une source d'acide aminé de vitamine et d'azote, des extrait de malt apportant une source de carbone, des peptones (protéine animale, de poisson, de caséine de lait) source d'azote organique qui intéresse les individus hétérotrophes.La stérilisation
La chaleur
Cas particulier: la pasteurisation et tyndallisation
La filtration
Cette technique est intéressante lors d'utilisation de produits thermolabiles (c'est-à -dire qui ne résistent pas à la chaleur) comme certains acides aminés aromatiques, vitamines, hormones de croissance, acides nucléiques et une bonne partie des antibiotiques.Radiation et agent chimique
Notion de culture pure
Technique des stries
Technique de suspension dilution
Cette technique sert Ă quantifier les colonies microbiennes et Ă isoler une culture pure.
Il s'agit simplement d'une suite de dilutions suivie d'un prélèvement d'un alicot qui sera étalé sur un milieu de culture.Identification des bactéries
Critères morphologiques
Macroscopique
A l'Ĺ“il nu on peut distinguer:
Microscopique
La forme est extrêmement diverse au sein du monde bactérien. Si on excepte les bactéries dépourvues de paroi, qui peuvent être très polymorphes, la diversité est relativement restreinte pour les bactéries d’intérêt médical et vétérinaire. Parmi ces dernières, on distingue principalement des formes sphériques (coccis), cylindriques (bacille), spiralées (spirille), enroulées (spirochète) à appendice bourgeonnante ou filamenteuses.
Elles peuvent se regrouper en chaîne (streptocoques, entérocoques, lactocoques...), en amas asymétriques ou grappes (staphylocoques), en amas cubiques réguliers (sarcines), en palissades ou paquets d’épingles (corynébactéries)... Le mode de groupement, à condition de l’apprécier sur une culture jeune effectuée en milieu liquide et à condition de tenir compte de l’aspect prédominant, est également un élément important pour orienter l'identification.
Les plus petites bactéries ont une taille de 0,1 à 0,2 micromètre (Chlamydia) alors que certaine ont un diamètre supérieur à 10 micromètres. La plus grande bactérie connue (Thiomargarita namibiensis) peut atteindre un diamètre de 750 micromètre.
Toute les bactéries n'ont pas la possibilité de sporuler. Il faut noter que la totalité des bactéries gram+ sporulent en situation de stresse. Pour mettre en évidence les spores au microscope photonique, il suffit de les colorer au vert de malachite.
Les bactéries peuvent être équipé d'un flagelle leur permettant de ce déplacer.
La capsule est un polysaccharide disposés en couche à la périphérie de la bactérie. Celle-ci permet à la bactérie d'adhérer au surface(coloniser les surfaces) et d'échapper au système immunitaire car les antigènes de surface sont recouvert par la capsule et les rends indétectables. (Pouvoir pathogène)Critères biochimiques
critères génétiques
Les agents antibactériens
Les agents physiques
les agents chimiques
a suivreLes antibiotiques
Les résistances aux antibiotiques
La croissance bactérienne
Travaux pratiques sécurité alimentaire
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- Travaux pratiqués à l'IUP sécurité des aliments
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- TP produits laitiers
- TP plats cuisinés
- TP Salmonella
- TP produits végétaux
- TP analyse eau