AGENTS PHYSIQUE ET CHIMIQUE ANTIMICROBIENS

LES AGENTS PHYSIQUES

LA TEMPERATURE

L’action de la température sur les microorganismes dépend : - de l’environnement, - de l’état physico-chimique - du nombre - de la nature des cellules. Ces paramètres vont influer sur les traitements thermiques à effectuer.

Influence température sur les microbes

Action de la chaleur et du froid destruction Multiplication+++ Ralenti

LA CHALEUR

La stérilisation: opération qui a pour but de détruire tous les micro-organismes, contenus dans un produit. Un produit est biologiquement stérile lorsqu’il ne contient plus aucune forme de micro-organisme revivifiable (perte irréversible de la capacité de se multiplier)

Stérilisation par chaleur sèche - Flambage à la flamme du bec de gaz : Destruction des spores à 400°C durant 1 seconde - Fours à air chaud  : destruction des formes végétatives et des spores à 180°C durant 30 min à 1 heure ou à 160°C à 170°C pendant 2 heures

Stérilisation par chaleur humide - l’autoclavage Destruction des formes végétatives et des endospores bactériennes à 120°C +/- 1°C sous une pression de 1 bar pendant 20 minutes pur un petit volume de produits

Contrôle de la stérilisation: Mode d’emploi de l’indicateur biologique AttestTM Germination des spores Pas germination des spores Germination des spores Bacillus stearothermophilus est une bactérie non pathogène dont la spore est très résistante à la vapeur.

- La tyndallisation Technique utilisée pour détruire les spores dans des milieux dénaturés par les hautes températures (ex : sérum, sang, émulsion de jaune d’oeuf) et naturellement peu contaminés. Chauffage du produit en flacon scellé à la température maximale qu’il peut supporter : à 56-58°C pendant 1 heure, trois fois consécutives, en ménageant un intervalle de 24 heures entre chaque chauffage.

La Pasteurisation: permet simplement la diminution du nombre de micro-organismes en détruisant les germes pathogènes et réduisant la flore banale. C’est une méthode de stabilisation du produit par la chaleur , permettant une conservation du produit sans altérer ses qualités organoleptiques

On distingue 3 types de pasteurisation : - Pasteurisation basse température : 30 min à 63°C – abandonnée - Pasteurisation haute température : 90°C durant 30 secondes par passage entre des plaques chauffantes, puis brusquement refroidi à 10°C. Autres possibilités : 2 min à 85°C - 15 sec à 73°C. Ex : lait, jus de fruits conservés au rayon frais. - Pasteurisation Ultra Haute Température (UHT) : Pour le lait et les jus de fruits. 140°C pendant quelques secondes avant de refroidir brutalement. On obtient presque une stérilisation ; seules des spores de bactéries thermophiles peuvent survivre.

L’ébullition: C’est une pasteurisation haute « domestique », pratiquée lors de la cuisson des aliments ; elle est considérée à tort comme une stérilisation.

Détermination des barèmes de stérilisation et de pasteurisation La destruction d’une population microbienne sous l’action d’un agent antimicrobien n’est pas instantanée, il s’agit d’un phénomène exponentiel inverse du phénomène de la croissance. la loi de la destruction thermique est donc de nature logarithmique

Évolution d’une population en fonction du temps http ://perso.calixo.net/~braun/conserve/thermobact.htm Le Temps de Destruction Thermique (TDT) est le temps nécessaire, à une température de stérilisation donnée, pour atteindre la stérilité commerciale. Lorsqu’on expose une même population microbienne (ou spores de résistance) à différentes températures, on constate que plus la température est élevée plus le temps de destruction est rapide.

Le nombre de germes qui survit décroît exponentiellement en fonction du temps selon l’équation suivante : No : population initiale, N : population finale, t : le temps. k : constante. Elle varie selon le type de microorganismes et selon la température de stérilisation.

Définitions des 2 paramètres impliqués dans la destruction thermique Il existe 2 paramètres d’inactivation importants qui permettent de décrire la sensibilité d’une suspension bactérienne à la chaleur létale, vous allez les découvrir à travers le TD suivant

Expérience : On immerge des tubes contenant le même nombre de spores de Clostridium botulinum dans un bain thermostaté à 121°C, on prélève un tube toutes les minutes pour dénombrer les spores restantes. On procède de même avec un bain thermostaté de 101°C et 111°C. Les résultats obtenus permettent de tracer les courbes suivantes :

Spores de Clostridium botulinum

- Indiquer le temps nécessaire à 121°C pour réduire le nombre de spore de Clostridium botulinum : 1012 à 1011 : 12 secondes 1011 à 1010 : 12 secondes 1010 à 109  : 12 secondes 109 à 108  : 12 secondes Conclusion : le temps nécessaire pour réduire la quantité de spore d’un facteur 10 à 121°C est toujours de 12 secondes - Indiquer le temps nécessaire à 111°C pour réduire le nombre de spore de Clostridium botulinum : 1012 à 1011 : 2 minutes 1011 à 1010 : 2 minutes 1010 à 109  : 2 minutes 109 à 108  : 2 minutes Conclusion : le temps nécessaire pour réduire la quantité de spore d’un facteur 10 à 111°C est toujours de 2 minutes. Bilan : La mort d’une population est de nature logarithmique la population est réduite de la même fraction à intervalle constant

- Préciser la différence observée entre 111°C et 121°C : Il faut moins de temps pour détruire un même charge microbienne lorsqu’on augmente la température. 10 x moins de temps pour 10°C de plus pour les spores de Cl.bot. - Déterminer le temps nécessaire pour détruire à 121 °C, 111°C les 1012 spores de Cl. Botulinum : à 121°C, il faut 2 minutes et à 111°C, il faut 24 minutes  - Indiquer le temps nécessaire pour diviser par 10 la charge microbienne en Cl. Botulinum à 121 °C, 111°C : Pour réduire d’un facteur 10 à 111°C, il faut 2 minutes, alors qu’à 121°C, il ne faut que 12 secondes soit : 2x60/12 = 10 fois moins de temps.

Spores de Bacillus stearothermophilus Spores de Clostridium botulinum - Comparer les résultats obtenus pour une même température 121°C mais pour deux espèces bactériennes différentes Cl.botulinum et B.stearothermophilus : Les spores de B.sterothermophilus sont beaucoup plus résistante que celle de Cl.botulinum à la même température. Bilan: à une même température, le temps de réduction décimale dépend essentiellement de la nature des bactéries ou des spores dans le cas présent.

D, le temps de réduction décimale: Temps qu’il faut pour réduire d’un facteur 10 (ou d’un log) la population étudiée (c’est à dire de 90%) pour une température donnée et dans des conditions données. Déterminer D à 111°C pour Clostridium botulinum : D 111°C = 103 – 104 = 18 – 16 = 2 minutes Déterminer D à 121°C pour Clostridium botulinum : D 121°C = 103 – 104 = 96 – 84 = 12 secondes Bilan: Plus la température est élevée plus la valeur de D est faible. Pour une température donnée, plus les microorganismes sont nombreux, plus il faut de temps pour les détruire

Spores de Clostridium botulinum 12 secondes 2 minutes

Z, la valeur d’inactivation thermique : Augmentation de la température qui permet de réduire de 90% la durée de stérilisation (donc de diviser par 10 la durée de stérilisation) Courbe semi-logarithmique du TDT On constate qu’à chaque fois qu’on élève la température de 10 °C, le temps nécessaire pour atteindre la stérilité commerciale est divisé par 10. On note alors que la valeurs d’inactivation thermique Z = 10 °C. le TDT diminue rapidement lorsqu’on augmente la température En traçant la courbe en coordonnées semi-logarithmiques, on obtient une droite à pente négative 

Après avoir déterminer les valeurs de Dt pour des températures étagées, on trace la courbe des valeurs Dt en fonction du temps sur papier semi-log de façon à obtenir une droite. On définit à partir de cette droite, pour une bactérie donnée, la valeur de Z en °C

Déterminer Z pour 111°C pour Clostridium botulinum : à 111°C pour passer de 105 – 104 on met 2 minutes, donc pour réduire de 90% cette durée de stérilisation soit 2x60/10 = 12 secondes, je vais devoir augmenter ma température de 10°C à 121°C. 12 secondes 2 minutes

120 sec 12 sec 121-111 = 10 °C 131 111 121

D115°C (en min) D121°C (en min) Z (en°C) Chaque germe est caractérisé par ses deux paramètres d’action. Un germe est d’autant plus résistant que ses valeurs D et Z sont plus élevées. Micro-organismes D115°C (en min) D121°C (en min) Z (en°C) B.stearothermophilus B.subtilis B.megaterium C.sporogenes 15 2.2 0.0025 3.2 1.5 0.6 0.04 1.2 9.5 10 7 13

LE FROID

Au dessous de la température minimale de croissance, il y a arrêt du métabolisme par effet inhibiteur des basses températures mais les microorganismes ne sont pas détruits. Le froid entraîne : - une diminution de la vitesse de multiplication (inactivation des enzymes) - une diminution de la quantité d’eau disponible (Aw )

LES RADIATIONS ELECTROMAGNETIQUES: UV, rayons X et Gamma

LA FILTRATION STERILISANTE

LES PRESSIONS

Antiseptiques et Désinfectants gaz LES AGENTS CHIMIQUES Antiseptiques et Désinfectants gaz

Antiseptiques et Désinfectants Dakin, mercryl…

LA DECONTAMINATION

La décontamination Définition traduite officiellement par la norme AFNOR : opération, au résultat momentané, qui a pour but d’éliminer, de tuer ou d’inhiber les micro-organismes indésirables en fonction des objectifs fixés.

LA DESINFECTION

La désinfection Définition traduite officiellement par la norme AFNOR : opération, au résultat momentané, permettant d’éliminer ou de tuer les micro-organismes et/ou d’inactiver les virus indésirables portés par des milieux inertes contaminés en fonction des objectifs fixés. Le résultat de cette opération est limité aux micro-organismes présents au moment de l’opération.

Stérilisation Désinfection Elimination de tous les µo, spores ou autres agents infections. Un produit stérile est exempt de toute forme revivifiable notion absolue Après stérilisation, selon des normes, il ne peut exister qu’un objet contaminé/ 1 million. - Pour tester l’efficacité de stérilisation, utilisation de germes très résistants : B.stearothermophilus, B.thermophilus, B.subtilis, Cl sporogenes. Elimination dirigée des µo indésirables (pathogènes). notion relative Réduction du nombre de germes d’un facteur 105. - germes utilisés en milieu hospitalier pour tester l’efficacité de stérilisation : S.aureus, Enteroccocus, faecalis, E.coli

L’ANTISEPTIE

L’antiseptie Définition traduite officiellement par la norme AFNOR : opération, au résultat momentané, permettant au niveau de tissus vivants dans la limite de leur tolérance, d’éliminer ou de tuer les micro-organismes et/ou d’inactiver les virus indésirables en fonction des objectifs fixés. Le résultat de cette opération est limité aux micro-organismes présents au moment de l’opération.

Antiseptiques Désinfectants terme qui s’applique aux tissus vivants. ex : plaies - utilisation à des doses faibles pendant un cours temps de contact. Les antiseptiques sont souvent des désinfectants dilués. Ex : Dakin = eau de javel diluée, bétadine… terme qui s’applique à des objets inanimés ou milieux inertes. ex : eau, sol, air, matériel - utilisation à forte dose pendant des temps de contacts prolongés. Ex : hypochlorite de sodium (eau de Javel) utilisée pour rendre l’eau potable ou désinfecter une surface (paillasse)

On emploie un suffixe particulier pour indiquer le type d’agent antimicrobien :

Élimine, tue ou inactive les µo Caractéristiques Action Support Durée du résultat Opérations Élimine, tue ou inactive les µo Inactive les virus Matière vivante inerte Momentané Durable Décontamination x Désinfection Antisepsie Stérilisation

PROPRIETES MODE D’ACTION COMPOSES USAGES OXYDANTS H2O2 Désinfection des plaies Le chlore et ses dérivés - Cl2 (gaz) - NaOCl (eau de javel) - Chloramines (NH2Cl) - désinfection de l’eau, des surfaces, des objets - désinfection des locaux L’iode et ses dérivés : - alcool iodé - teinture d’iode - ionophore Bactéricide et fongicide désinfection des plaies superficielles et de la peau Les composés gazeux - oxyde d’éthylène - formaldéhyde - -propiolactone - ozone Bactéricides et fongicides Stérilisation :plastiques, caoutchouc Stérilisation matériel chirurgical Stérilisation de l’eau

AGENTS DENATURANTS DES PROTEINES Alcool : - éthanol 50-70° - désinfection des plaies - conservation des aliments Composés phénoliques : - phénol - crésol - thymol - résorcine - Lysol, Dettol, Néosabényl Sont irritants pour la peau - Toxiques Désinfection des locaux - conservateur biologique - pommade dermatologique - désinfectants commerciaux Sels de métaux lourds : -Hg : - mercurochrome - mercryl - merthionate - Ag : AgNO3 1% - Cu : CuSO4 - Zn : ZnSO4 - antiseptique de la peau et des muqueuses - antiseptique externe (peau) et vaginal - désinfection des instruments chirurgicaux, conservateur biologique - gouttes ophtalmologiques - collyre, puissant antifongique - collyre sur conjonctivite

ACTION MECANIQUE SUR LA MEMBRANE PLASMIQUE Savons et détergents : - savons = sels sodiques ou potassiques d ‘acides gras - détergents anioniques et cationiques - antiseptiques de la peau et des muqueuses ACTION SUR LE METABOLISME Colorants : - bleu de méthylène - vert brillant - vert de malachite - violet de méthyl - antiseptiques à usage local - milieux de culture CONSERVATEURS ALIMENTAIRES SO2–Sulfites (agents réducteurs) Acides organiques : - acides benzoïque, salicylique - sorbique - Vins - Pain et produits céréaliers

L’EMPLOI DE GAZ