Impact des atmosphères modifiées sur la sécurité microbiologique des aliments

Projet et Programme de recherche

Le recrutement est effectué dans le cadre du projet ANR NEXTFOODPACK « Conception et évaluation intégrée des nouvelles générations d’emballages pour protéger les aliments périssables ». 

La réduction réglementaire des plastiques à usage unique conduit à une transition rapide des emballages alimentaires barrières multicouches vers de nouveaux matériaux recyclables. Ceci est d’autant plus important que ces matériaux barrières sont utilisés pour conditionner des aliments périssables, dont la sécurité chimique et microbiologique doit être impérativement assurée. Ce projet intégratif a pour objectif d’acquérir le socle de connaissances nécessaire pour développer une méthodologie multicritère d’aide à la décision pour la conception et l’évaluation d’emballages alimentaires sûrs.

Le mélange gazeux injecté dans l'emballage lors du conditionnement, couramment appelé "atmosphère protectrice", joue un rôle crucial sur le microbiote de l'aliment, sur sa durée de conservation, et donc sur la qualité du produit et la sécurité du consommateur. Ainsi, la durée de vie microbiologique des produits alimentaires conditionnés sous atmosphère modifiée devra être réévaluée en intégrant les nouvelles caractéristiques des emballages, afin de développer des modèles de prédiction décrivant le système unité de vente [emballage - aliment - mélange gazeux - espèces microbiennes], pour permettre d’évaluer le risque sanitaire microbiologique.

Sujet de thèse

Ce sujet de thèse s'inscrit dans le volet du projet dédié à l'étude des interactions entre les microorganismes et l'atmosphère. 

La première phase de ce projet consistera en une revue de littérature approfondie des principaux mécanismes de production d'énergie chez les bactéries (respiration, fermentation) et de la tolérance à l'oxygène pour les bactéries anaérobies strictes. Dans un second temps, les connaissances relatives à l'effet inhibiteur du CO2 sur les principales espèces bactériennes d'intérêt alimentaire seront approfondies. Cette partie explorera également l'impact de faibles concentrations d'O2 et les stratégies adaptatives déployées par les microorganismes pour compenser ce manque (respiration anaérobie, fermentation). Le comportement phénotypique en milieu de laboratoire et l’expression génique pourra être étudié sous différentes compositions gazeuses. Une troisième partie s'attachera à étudier et à quantifier l'influence du microbiote d'un aliment sur l'atmosphère de conditionnement, notamment à travers la consommation d'O2 et la production de CO2. Enfin, une dernière section synthétisera l'ensemble des connaissances acquises afin de formuler des recommandations pour la conception d'emballages utilisant des atmosphères modifiées.

Ces connaissances seront mises à disposition des acteurs de la filière en vue de la conception d’emballages sûrs, fonctionnels, et à faible impact environnemental.

Articles scientifiques du LUBEM en lien avec le sujet

Couvert, O., Divanac’h, M.-L., Lochardet, A., Thuault, D., Huchet, V., 2019. Modelling the effect of oxygen concentration on bacterial growth rates. Food Microbiol. 77, 21–25.

Couvert, O., Guégan, S., Hézard, B., Huchet, V., Lintz, A., Thuault, D., Stahl, V., 2017. Modeling carbon dioxide effect in a controlled atmosphere and its interactions with temperature and pH on the growth of L. monocytogenes and P. fluorescens. Food Microbiology 68, 89–96.

Couvert, O., Koullen, L., Lochardet, A., Huchet, V., Thevenot, J., Le Marc, Y., 2023. Effects of carbon dioxide and oxygen on the growth rate of various food spoilage bacteria. Food Microbiology 114, 104289.

Nguyen Van Long, N., Vasseur, V., Couvert, O., Coroller, L., Burlot, M., Rigalma, K., Mounier, J., 2017. Modeling the Effect of Modified Atmospheres on Conidial Germination of Fungi from Dairy Foods. Front Microbiol 8, 2109.

Saubade, F., Cossec, N., Giguelay Gesret, L., Kouamé, C., Ellouze, M., Gérard, C., Couvert, O., Desriac, N., 2024. Heat resistance of five spoilage microorganisms in a carbonated broth. Food Microbiology 122.

Valle, M., Nguyen Van Long, N., Jany, J.-L., Koullen, L., Couvert, O., Huchet, V., Coroller, L., 2023. Impact of carbon dioxide on the radial growth of fungi isolated from dairy environment. Food Microbiology 115, 104324.

Le LUBEM est un laboratoire de recherche de l’Université de Bretagne Occidentale (UBO) spécialisé dans l’étude de la biodiversité et de l’écologie des microorganismes, principalement en agro-alimentaire et en environnement. Le LUBEM regroupe les activités de recherche en microbiologie de l’UBO (Université de Brest) rattachées à l’Ecole Doctorale EGAAL (ED 600) « Écologie, Géosciences, Agronomie, ALimentation  » au sein de l'Université Bretagne-Loire. Le laboratoire est associé à l'ADRIA Développement (Quimper) au sein de l’UMT TRANSISPORE (2024-2028) et est une composante de l’institut Carnot AgriFood Transition. Il est aussi partenaire du RMT QUALIMA dont l’un des axes consiste à étudier l’approche multicritères pour un compromis bénéfices / risques.

Le (la) doctorant(e) sera basé-e à Quimper au sein de l'équipe “Risques associés aux bactéries sporulées”. Cette thèse se fera en cotutelle entre le LUBEM et l’UMR 0782 SAYFOOD (Food & Bioproduct Engineering, basée à Saclay) et plus particulièrement l’équipe “Modélisation et ingénierie par le calcul” (ModIC) : développement de modèles mécanistiques pour quantifier des phénomènes fortement couplés et prédire le comportement de matériaux ; utilisation des modèles pour la conception et l’ingénierie.

Le (la) candidat(e) devra être titulaire d’un Master de dominante microbiologie. Une fibre pour les procédés et la modélisation serait un plus pour l’étude, mais ne doit pas être rédhibitoire. Le (la) candidat(e) devra en outre présenter d’excellentes aptitudes à s’organiser et à travailler en équipe, pour mener à bien ce projet.