Qu’est-ce que Pseudomonas fluorescens ?

Pseudomonas fluorescens est une bactérie Gram négative appartenant au genre Pseudomonas. Elle est largement présente dans l’environnement et peut être retrouvée dans :

• l’eau ;
• les sols ;
• les matières végétales ;
• les installations agroalimentaires ;
• les circuits de process ;
• les équipements de transformation ;
• certaines matières premières alimentaires.

Elle est notamment connue pour sa capacité à se développer à relativement basse température. Cette caractéristique explique son importance dans les industries utilisant la réfrigération comme moyen de conservation.

Pourquoi Pseudomonas fluorescens est-elle importante dans l’industrie alimentaire ?

Dans de nombreux cas, Pseudomonas fluorescens n’est pas principalement recherchée comme bactérie pathogène mais comme micro-organisme d’altération.

Elle peut produire différentes enzymes qui participent à la dégradation des constituants alimentaires et réduire la durée de conservation des produits.

Dans l’industrie laitière, sa présence peut notamment être associée à :

• l’altération du lait ;
• des défauts organoleptiques ;
• une réduction de la durée de conservation ;
• la contamination des équipements ;
• la formation de biofilms.

La maîtrise de cette bactérie concerne donc directement les problématiques d’hygiène industrielle et de conservation des aliments.

Comment l’ozone agit-il sur Pseudomonas fluorescens ?

L’ozone, de formule O₃, est un oxydant particulièrement puissant.

Il peut réagir avec plusieurs constituants de la cellule bactérienne :

• les lipides membranaires ;
• les protéines ;
• certaines enzymes ;
• les lipoprotéines ;
• différents constituants intracellulaires.

Ces réactions peuvent provoquer une dégradation progressive de l’enveloppe bactérienne, une perturbation du métabolisme et finalement l’inactivation de la cellule.

Pseudomonas fluorescens est-elle sensible à l’eau ozonée ?

Oui. Une exposition de 10 minutes à une eau ozonée contenant environ 0,5 ppm d’ozone a permis d’obtenir une réduction d’environ 4 log dans les conditions expérimentales utilisées.

Cela correspond à une réduction de l’ordre de 99,99 % de la population initiale dans ce protocole précis.

Il ne faut cependant pas transformer cette valeur en dose universelle : une installation industrielle contenant des résidus alimentaires, des biofilms matures ou des surfaces difficiles d’accès peut nécessiter des conditions différentes.

Pourquoi Pseudomonas fluorescens forme-t-elle des biofilms ?

Pseudomonas fluorescens possède une forte capacité d’adhésion aux surfaces humides.

Après adhésion, les bactéries peuvent produire une matrice extracellulaire qui constitue progressivement un biofilm.

Cette matrice peut :

• maintenir les bactéries sur les surfaces ;
• retenir des nutriments ;
• ralentir la pénétration des désinfectants ;
• favoriser la survie de cellules situées en profondeur ;
• permettre une recolonisation après un traitement insuffisant.

OXYTRADING présente plus largement cette problématique dans son article consacré à l’ozone et aux biofilms dans les produits laitiers.

L’ozone peut-il agir sur un biofilm de Pseudomonas fluorescens ?

Oui, mais un biofilm est beaucoup plus difficile à traiter que des bactéries présentes librement dans l’eau.

L’ozone doit d’abord réagir avec les constituants de la matrice avant de pouvoir atteindre certaines bactéries protégées dans les couches profondes.

L’efficacité dépend donc fortement :

• de l’épaisseur du biofilm ;
• de son âge ;
• de sa composition ;
• de la concentration d’ozone ;
• du temps de contact ;
• du renouvellement de l’eau ozonée.

Eau ozonée statique ou en circulation : quelle différence ?

Cette distinction est particulièrement importante pour Pseudomonas fluorescens. Une eau ozonée à environ 0,5 mg/L a été utilisée soit en immersion statique, soit en circulation.

Après 20 minutes, la réduction observée est d’environ :

• 1,56 log en traitement statique ;
• 3,52 log lorsque l’eau ozonée circulait.

Cette différence illustre l’intérêt du renouvellement permanent de l’ozone au contact du biofilm. Dans une installation industrielle, l’ozone présent au contact des premières couches du biofilm est progressivement consommé. La circulation apporte continuellement une nouvelle quantité d’oxydant.

Pourquoi cette différence est-elle importante industriellement ?

Une cuve remplie une seule fois avec de l’eau ozonée et un circuit dans lequel l’eau ozonée circule en permanence ne constituent pas le même procédé.

Dans une boucle dynamique, il est possible :

• de renouveler constamment l’ozone disponible ;
• d’améliorer le transfert de matière ;
• de traiter davantage de surface ;
• de contrôler le résiduel d’ozone en différents points ;
• d’adapter automatiquement la production d’ozone.

Pour ce type d’application, OXYTRADING propose notamment des générateurs professionnels d’eau ozonée destinés aux procédés de traitement en circulation.

Quel intérêt dans les systèmes CIP et NEP ?

Pseudomonas fluorescens représente un cas particulièrement intéressant pour les procédés de nettoyage en place, ou CIP / NEP.

Un procédé classique peut associer :

1. pré-rinçage ;
2. nettoyage alcalin ou détergent ;
3. rinçage ;
4. étape de désinfection ou d’assainissement.

L’ozone peut être utilisé comme étape complémentaire après le nettoyage afin d’agir sur les cellules résiduelles du biofilm.

L’ozone remplace-t-il le nettoyage ?

Non bien sur. La présence de lait, de protéines, de graisses et d’autres matières organiques augmente fortement la demande en ozone.

Une stratégie plus cohérente consiste donc généralement à :

• éliminer les matières grossières ;
• nettoyer les surfaces ;
• rincer ;
• appliquer ensuite l’eau ozonée dans des conditions contrôlées.

L’ozone devient alors une étape complémentaire de maîtrise microbiologique.

Quelle efficacité de l’ozone gazeux sur Pseudomonas fluorescens ?

Pseudomonas fluorescens peut également être sensible à l’ozone gazeux. Des réductions importantes ont été observées dans certaines conditions.

L’efficacité du gaz dépend cependant fortement :

• de la concentration ;
• du temps de contact ;
• de l’humidité relative ;
• de la nature de la surface ;
• de la quantité de matière organique ;
• de l’accessibilité des zones contaminées.

Un traitement gazeux à visée microbiologique doit être réalisé hors présence humaine et avec des moyens adaptés de mesure et de remise en sécurité du local.

Pseudomonas fluorescens et industrie laitière

Le secteur laitier constitue probablement l’une des applications les plus intéressantes pour cette bactérie.

Pseudomonas fluorescens peut coloniser :

• les cuves ;
• les canalisations ;
• les échangeurs ;
• les lignes de conditionnement ;
• les surfaces en acier inoxydable ;
• les circuits d’eau de lavage.

L’utilisation d’eau ozonée peut donc être étudiée comme complément des procédures traditionnelles de nettoyage et de maîtrise microbiologique.

Pour une présentation plus générale des applications, consultez également notre dossier sur l’ozonation dans le secteur laitier et fromager.

Pourquoi la température est-elle intéressante ?

L’un des intérêts potentiels de l’eau ozonée est qu’elle peut être utilisée à relativement basse température. Cela peut constituer un avantage dans certaines installations où les nettoyages thermiques impliquent une consommation importante d’énergie.

Toutefois, il faut distinguer la fonction de nettoyage, destinée à retirer les souillures, et la fonction microbiologique du traitement à l’ozone. Une eau ozonée froide ne remplace donc pas automatiquement toutes les étapes thermiques ou chimiques d’un procédé validé.

Quels paramètres faut-il maîtriser ?

Concentration d’ozone dissous

Il faut mesurer la concentration réellement présente dans l’eau et pas uniquement la production du générateur.

Temps de contact

La réduction microbiologique dépend directement de la durée effective d’exposition.

Matière organique

Les protéines, lipides et autres composés organiques peuvent consommer rapidement l’ozone.

Hydraulique

Une bonne circulation permet d’assurer le renouvellement de l’ozone au contact du biofilm.

Nature des surfaces

Les surfaces rugueuses, joints et zones difficiles d’accès peuvent favoriser la persistance du biofilm.

Matériaux

L’ozone est un oxydant puissant. La compatibilité des matériaux doit donc être prise en compte lors de la conception du procédé.

Quels matériaux privilégier ?

Les systèmes professionnels d’ozonation sont généralement conçus avec des matériaux présentant une bonne compatibilité avec l’ozone.

Selon les applications, on retrouve notamment :

• acier inoxydable adapté ;
• PTFE ;
• PVDF ;
• certains PVC et matériaux polymères compatibles.

Le choix doit tenir compte à la fois de la concentration d’ozone, de la température, du temps d’exposition et des autres produits utilisés dans le procédé.

Ozone et stratégie anti-biofilm

Pour les installations présentant une contamination récurrente, l’approche la plus robuste consiste à considérer l’ensemble du système.

Il faut notamment examiner :

• la conception hydraulique ;
• les zones mortes ;
• les vitesses d’écoulement ;
• la rugosité des surfaces ;
• les résidus organiques ;
• la fréquence des nettoyages ;
• le résiduel d’ozone réellement obtenu.

L’objectif n’est donc pas uniquement de tuer des bactéries ponctuellement, mais de réduire les conditions favorisant la recolonisation.

Dans quels secteurs l’ozone peut-il être intéressant contre Pseudomonas fluorescens ?

• Industrie laitière : cuves, circuits et équipements.
• Fromageries : surfaces, eau de process et équipements.
• Agroalimentaire : circuits de lavage et lignes de production.
• Boissons : installations hydrauliques et équipements.
• Traitement de l’eau : prévention de certaines contaminations microbiologiques.
• Installations industrielles : circuits présentant des biofilms.

Ces usages s’intègrent plus largement dans les différentes applications de l’ozone dans l’industrie agroalimentaire.

Conclusion : l’ozone est-il efficace contre Pseudomonas fluorescens ?

Oui. Pseudomonas fluorescens présente une bonne sensibilité à l’ozone, aussi bien en eau ozonée que dans certaines applications gazeuses.

Pour les équipements alimentaires fortement contaminés, l’ozone est particulièrement intéressant comme étape complémentaire après un nettoyage préalable permettant d’éliminer la majeure partie de la matière organique.

Questions fréquentes sur Pseudomonas fluorescens et l’ozone

L’ozone est-il efficace contre Pseudomonas fluorescens ?

Oui. Plusieurs résultats montrent des réductions importantes lorsque la concentration et le temps de contact sont adaptés.

Pseudomonas fluorescens forme-t-elle des biofilms ?

Oui. Cette capacité constitue l’une des principales difficultés rencontrées dans les installations alimentaires et les circuits d’eau.

L’eau ozonée en circulation est-elle plus efficace ?

Les résultats disponibles montrent que le renouvellement dynamique de l’eau ozonée peut améliorer fortement l’inactivation des biofilms par rapport à une immersion statique.

L’ozone peut-il être intégré à un CIP ou NEP ?

Oui. Il peut notamment être étudié comme étape complémentaire après les opérations de nettoyage et de rinçage.

L’ozone permet-il d’éviter complètement le nettoyage chimique ?

Pas nécessairement. Lorsque des dépôts organiques importants sont présents, leur élimination préalable améliore fortement l’efficacité de l’ozone.

Étudier une solution contre Pseudomonas et les biofilms

Le dimensionnement d’une installation dépend du débit, de la qualité de l’eau, de la quantité de matière organique, des surfaces concernées, de la géométrie du circuit et du niveau microbiologique recherché.

OXYTRADING accompagne les industriels dans les essais, audits, pilotes et dimensionnements de systèmes d’ozonation destinés au traitement de l’eau, aux procédés agroalimentaires et à la maîtrise des biofilms.

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