La microbiologie du lait est un vaste domaine, impossible à résumer en un ou deux paragraphes. Il existe même un ouvrage de 1000 pages consacré aux seules bactéries lactiques. Je vais donc en présenter un bref aperçu pour vous donner une idée du sujet.
Les micro-organismes sont la seule raison pour laquelle nous ne pouvons pas consommer de lait cru. De même, nous devons garder le lait au frais à cause des micro-organismes. Le lait cru est un environnement favorable au développement de micro-organismes en termes de nutriments et de propriétés environnementales telles que le pH, l’activité de l’eau, la disponibilité en oxygène.
Théoriquement, le lait d’un animal en bonne santé est considéré comme stérile; il ne contient aucun micro-organisme. Cependant, cela n’est pas possible en pratique. Même si l’animal est en bonne santé, alors que le lait est encore dans la mamelle, des micro-organismes pénètrent par le trayon et contaminent le lait. (Pour des informations plus détaillées et complètes sur le lait, voir Lait; Définition, Composition et Valeur Nutritionnelle)
De cette manière, il y a dès le premier instant environ 300 à 4.000 micro-organismes dans un millilitre de lait. Cependant, en cas d’infection du pis de l’animal, de nombreux micro-organismes peuvent passer dans le lait à cause de l’infection.
Après la traite, le lait est inondé de micro-organismes issus de son environnement. Chaque environnement avec lequel le lait entre en contact ou dans lequel se trouve, comme l’équipement de traite, l’environnement de l’étable, les travailleurs de la traite, l’air, l’équipement de stockage et de transformation, provoque la contamination du lait par des micro-organismes.
L’inconvénient est que le lait est également un milieu très nutritif pour les micro-organismes, et si le lait est à la température optimale où les micro-organismes peuvent se développer, ceux-ci se multiplient très rapidement. Leur nombre double en moyenne toutes les 20 minutes, de sorte que le lait devient inutilisable au bout de 5 à 6 heures environ.
Le nombre initial de micro-organismes contaminant le lait et ses conditions de conservation sont donc importants. Avec un système de traite propre et un producteur sensibilisé au nettoyage et à la désinfection, le lait contient en moyenne 1 000 à 10 000 micro-organismes/mL, ce qui est normal. Si l’environnement et le matériel de traite sont sales et que le producteur manque de formation, cette valeur peut atteindre 1 000 000 de micro-organismes/mL, selon le degré de contamination.
Le contrôle de la température pendant la phase de conservation du lait est aussi important que le nombre de micro-organismes transmis au début. Il y a une différence considérable entre conserver le lait à 4°C et le laisser à 25°C. Alors que le nombre de micro-organismes augmente légèrement dans le lait conservé à 4 °C pendant une journée, le nombre de micro-organismes augmente environ 1.200 fois dans le lait conservé pendant une journée à 25 °C.
Cela signifie que le nettoyage et la désinfection n’ont aucun sens si le lait n’est pas conservé à la température appropriée. Par conséquent, le lait doit être conservé à la bonne température, même si les conditions de nettoyage sont respectées lors de la traite et du stockage.
En revanche, le lait cru ne se conserve pas longtemps, même à 4°C. Car à cette température, des bactéries psychrotrophes (bactéries qui peuvent se développer au froid) peuvent se développer, quoique relativement lentement, et rendre le lait inutilisable. Le lait cru peut être conservé à 4°C pendant 2 jours maximum. Le lait cru doit donc être transformé le plus rapidement possible.
L’environnement de la ferme, l’animal trait, le personnel, l’air et les autres milieux environnants peuvent introduire une très grande diversité de micro-organismes dans le lait. Au bout d’un certain temps, certaines espèces deviennent toutefois dominantes.
Outre les micro-organismes présents dans le lait qui peuvent gâcher le lait ou nuire à la santé humaine, il existe également des micro-organismes bénéfiques pour la santé humaine, comme les probiotiques.
Outre les bactéries, des levures, des moisissures, des virus et des rickettsies appartenant à d’autres classes de micro-organismes peuvent également être trouvés dans le lait cru. Comme pour les bactéries, les voies de transmission sont les animaux, les travailleurs de la traite, l’environnement des étables et l’équipement de transformation.
Les micro-organismes présents dans le lait peuvent être résumés par espèces comme suit;
Bactéries
Les bactéries présentes dans le lait peuvent être regroupées comme suit;
1. Bactéries lactiques
Il s’agit du groupe de bactéries le plus important présent dans le lait. De ce groupe, les genres Lactobacillus, Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus, Leuconostoc et Pediococcus se retrouvent largement dans le lait. Ils décomposent le lactose et libèrent de l’acide lactique. L’acide lactique formé augmente également l’acidité du lait et lorsque l’acide lactique s’accumule en quantité suffisante, il provoque la coagulation de la caséine.
Cette situation n’est pas souhaitable lors de la transformation du lait en lait de consommation. Or, dans le yaourt, c’est le contraire. Dans la production de yaourt, des bactéries lactiques sont ajoutées comme culture de départ et l’acidité augmente pour coaguler la caséine. (Pour des informations plus détaillées sur les cultures de départ, voir Cultures de départ; Définition, Classification et Caractéristiques)
Les membres les plus courants des bactéries lactiques dans le lait sont Lactococcus lactis ssp. lactis, Lactococcus lactis ssp. cremoris, Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus plantarum, Leuconostoc mesenteroides, Enterococcus faecalis, Enterococcus faecium et Enterococcus durans. (Pour des informations plus détaillées sur les bactéries lactiques, voir Bactéries Lactiques; Définition, Classification et Caractéristiques)
2. Bactéries protéolytiques
En fait, ce groupe est assez important. De plus, alors qu’une souche d’une espèce présente une activité protéolytique, une autre souche de la même espèce peut ne pas présenter la même activité.
J’ai étudié l’activité protéolytique dans ma thèse de doctorat. J’ai vu que certaines souches d’Enterococcus faecalis ont une activité protéolytique alors que certaines souches d’Enterococcus faecalis n’ont aucune activité protéolytique.
Généralement, de nombreuses espèces bactériennes à activité protéolytique appartenant aux genres Pseudomonas, Bacillus, Proteus, Clostridium et Enterococcus se retrouvent dans le lait cru. Cependant, outre le genre Enterococcus, certaines autres souches de bactéries lactiques peuvent également avoir une activité protéolytique. Les bactéries telles que Pseudomonas fluorescens, Bacillus cereus et Clostridium sporogenes sont les bactéries les plus courantes ayant une activité protéolytique dans le lait.
En raison de l’activité protéolytique présentée par ces bactéries, des peptides aux goûts et arômes amers et indésirables se forment à partir des protéines décomposées. L’activité protéolytique et les peptides amers formés grâce à cette activité sont souhaitables dans certains types de fromages.
3. Bactéries lipolytiques
Il existe une approche en microbiologie alimentaire; “Une bactérie ayant une activité protéolytique a probablement aussi une activité lipolytique.” Bien que cette approche soit principalement valable, outre les souches mentionnées ci-dessus ayant une activité protéolytique, certaines bactéries appartenant aux genres Alcaligenes, Serratia, Staphylococcus et Micrococcus et certaines souches de bactéries lactiques, très présentes dans le lait, peuvent également présenter une activité lipolytique.
Il est utile de mentionner ici le point suivant; L’enzyme lipase naturellement présente dans le lait est principalement responsable du goût rance (amer) dû à l’activité lipolytique. L’effet de l’activité lipolytique des micro-organismes est moindre.
4. Bactéries d’acide propionique
Les bactéries du genre Propionibacterium forment ce groupe. Les principales espèces présentes dans le lait sont Propionibacterium freudenreichii, Propionibacterium theonii et Propionibacterium jensenii.
5. Bactéries thermophiles
La température optimale pour le développement des espèces bactériennes de ce groupe est de 45 °C et elles peuvent se développer autour de 55 °C. De nombreuses espèces de ce groupe appartiennent aux genres Corynebacterium, Micrococcus, Streptococcus, Bacillus et Enterococcus.
Certaines bactéries thermophiles survivent à la pasteurisation et peuvent donc être trouvées dans le lait pasteurisé. Streptococcus thermophilus et Corynebacterium lactium sont des bactéries thermophiles que l’on retrouve dans le lait pasteurisé.
6. Bactéries thermoduriques
Les bactéries qui peuvent survivre à la température de pasteurisation entrent dans ce groupe. Par conséquent, ces bactéries se trouvent également dans le lait pasteurisé. La plupart des espèces appartenant aux genres Clostridium, Bacillus, Micrococcus, Streptococcus, Lactobacillus et Microbacterium sont thermoduriques.
7. Bactéries psychrotrophes
Les bactéries incluses dans ce groupe peuvent se développer à 7°C et moins. De plus, ils présentent une activité lipolytique et protéolytique à ces températures, provoquant la formation d’un goût et d’une odeur indésirables. Par conséquent, ils peuvent poser des problèmes lors de la conservation au froid du lait cru et du beurre.
Certaines espèces de Pseudomonas, Achromobacter, Flavobacterium, Alcaligenes, Micrococcus, Lactobacillus, Enterobacter, Serratia et Arthrobacter sont psychrotrophes. Les exemples les plus connus et les plus fréquemment rencontrés sont Pseudomonas fluorescens et Pseudomonas fragi.
8. Bactéries chromogènes
Les colonies formées par certaines bactéries présentent des couleurs variées. Bien que ces bactéries puissent être présentes dans le lait cru, leurs colonies colorées sont plus visibles dans des produits tels que le fromage et le yaourt lorsque la pasteurisation est insuffisante ou qu’une contamination survient. En bref :
Pour le dire brièvement,
• Pseudomonas syncyanea provoque une couleur gris-bleu,
• Les espèces appartenant au genre Pseudomonas synxantha et Flavobacterium provoquent une couleur jaune,
• Serratia marcescens, Brevibacterium erythrogenes et Micrococcus roseus provoquent une couleur rouge,
• Pseudomonas putrefaciens et Pseudomonas fluorescens provoquent la formation d’une couleur brune dans le lait.
Il ne faut pas confondre les moisissures et les bactéries. Les colonies de moisissures peuvent elles aussi présenter différentes couleurs. Pour les distinguer, on peut observer leur mycélium filamenteux, qui leur donne un aspect duveteux, absent des colonies bactériennes.
9. Bactéries produisant des gaz
Les bactéries de cette espèce produisent du dioxyde de carbone (CO2) et/ou de l’hydrogène (H2) en raison de leurs activités métaboliques. La plupart des espèces appartenant aux genres Leuconostoc, Escherichia, Enterobacter, Proteus, Bacillus et Clostridium peuvent former des gaz.
Les gaz créés par ces bactéries peuvent provoquer un gonflement, notamment dans les emballages de fromage. Avec une pasteurisation efficace et le respect des règles d’hygiène, le problème peut être éliminé.
Dans ce contexte, il convient de rappeler que tout produit laitier dont l’emballage est gonflé ne doit en aucun cas être acheté ou consommé.Les bulles observées dans la pâte du fromage proviennent elles aussi le plus souvent de micro-organismes producteurs de gaz. Leur forme, leur taille et leur densité fournissent de nombreuses indications aux spécialistes.
10. Bactéries du groupe des coliformes
Ce groupe de bactéries comprend des espèces naturellement présentes dans le lait cru mais indésirables dans les produits laitiers. Si un produit laitier ne contient pas de bactéries coliformes, il est admis que le produit a été produit dans des conditions propres et qu’un processus de pasteurisation efficace a été appliqué. À cet égard, la présence de bactéries du groupe des coliformes constitue un indicateur de qualité important pour les produits laitiers.
En d’autres termes, si des bactéries coliformes sont trouvées dans un produit laitier, cela signifie que le produit n’a pas été produit dans des conditions propres, a été exposé à une grave contamination après la production ou n’a pas été pasteurisé efficacement.
Les membres les plus connus et les plus familiers de ce groupe sont Escherichia coli, Enterobacter aerogenes, Klebsiella pneumoniae et Citrobacter freundii. La reproduction des bactéries coliformes provoque des gaz, une odeur nauséabonde et un goût désagréable dans le lait.
11. Bactéries probiotiques
Les bactéries probiotiques sont très bénéfiques pour la santé humaine et ce groupe peut être qualifié de “joyaux du monde des micro-organismes.” Ils sont naturellement rares, comme les bijoux. Cependant, étant donné que le lait ne peut pas être consommé cru et qu’il doit être pasteurisé, bouilli ou traité thermiquement UHT, il est peu probable qu’on les retrouve dans le lait de consommation.
Cependant, des bactéries probiotiques peuvent être trouvées avec une forte probabilité dans le yaourt, le fromage ou le beurre de type villageois. En fait, les bactéries probiotiques vendues aujourd’hui dans le commerce sont pour la plupart isolées de produits laitiers produits dans des zones naturelles et intactes.
Il est impossible de dire “cette espèce est définitivement probiotique” pour une espèce bactérienne. Les bactéries doivent être évaluées en fonction de la souche et toutes les propriétés probiotiques doivent être examinées individuellement.
Cependant, les souches aux propriétés probiotiques appartiennent principalement aux genres Lactobacillus, Bifidobacterium, Streptococcus, Enterococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Bacillus, Bacteroides et Propionibacterium.
Lactobacillus fermentum, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus brevis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis et Bifidobacterium longum sont les espèces probiotiques les plus connues.
Cependant, comme je l’ai mentionné plus haut, par exemple, une souche de Lactobacillus rhamnosus ne signifie pas nécessairement qu’elle est probiotique; les caractéristiques probiotiques de cette souche doivent être examinées.
12. Bactéries pathogènes
Les bactéries pathogènes sont un groupe de bactéries qui nuisent à la santé humaine et provoquent des maladies. Il s’agit d’un sujet très complet, et je souhaite mentionner uniquement les genres et les espèces, car cela dépasserait le but de l’explication de ce sujet.
Salmonella enteritidis, Salmonella newport, Salmonella typhimurium, Salmonella typhi, Salmonella paratyphi, Brucella suis, Brucella abortus, Brucella melitensis, Shigella dysenteriae, Vibrio cholerae, Escherichia coli, Campylobacter jejuni, Enterococcus faecalis, Streptococcus viridians, Streptococcus pyogenes, Streptococcus agalactiae, Yersinia enterocolitica , Listeria monocytogenes, Corynebacterium diphtheriae, Mycobacterium tuberculosis, Clostridium perfringens, Clostridium botulinum, Bacillus cereus et Staphylococcus aureus sont les principales bactéries pathogènes que l’on peut retrouver dans le lait cru.
L’objectif est de détruire tous ces agents pathogènes présents dans le lait par pasteurisation, UHT ou ébullition comme nous le faisons à la maison.
En général, ces micro-organismes doivent atteindre un certain nombre pour provoquer des maladies chez l’humain. Par exemple, supposons qu’il n’y ait pas de pasteurisation efficace du lait cru ou que le lait soit contaminé après la pasteurisation ;
Dans ce cas, Staphylococcus aureus doit atteindre le niveau de 106-107 unités/mL, Shigella dysenteriae doit atteindre le niveau de 101-102 unités/mL, Salmonella typhi doit atteindre le niveau de 105 unités/mL, Salmonella paratyphi doit atteindre le niveau de 103 à 104 unités/mL et Escherichia coli doit atteindre le niveau de 108 unités/mL pour pouvoir provoquer une maladie. (106; 1 Million. L’expression 106 -107 unités/mL signifie qu’il y a entre 1 million et 10 millions de bactéries dans 1 millilitre de lait)
Moisissures
Les moisissures sont une autre classe de micro-organismes présents dans le lait cru. Les voies de transmission sont les mêmes que pour les autres types de micro-organismes. De plus, la présence de spores de moisissures en suspension dans l’air entraîne une transmission très rapide des moisissures depuis l’air.
Les espèces de moisissures appartenant à Penicillium, Oospora, Aspergillus, Geotrichium, Mucor, Rhizopus et Cladosporium peuvent être largement trouvées dans le lait cru. Le traitement thermique appliqué les détruit. Cependant, certaines moisissures produisent des toxines qui ne sont pas affectées par le traitement thermique. En d’autres termes, même si la cellule de moisissure est détruite par un traitement thermique, la toxine qu’elle produit reste efficace.
Certaines moisissures sont indispensables à la fabrication des fromages à moisissures. Parmi les principales espèces utilisées figurent Penicillium roqueforti, Penicillium camemberti, Penicillium caseicolum et Oospora lactis. Certaines moisissures peuvent également produire des antibiotiques, ce qui leur confère un intérêt médical.
Cependant, comme mentionné précédemment, on ne peut pas dire, par exemple, qu’ “une souche de Penicillium roqueforti produit nécessairement des antibiotiques”. Au contraire, il peut aussi produire des toxines. Par conséquent, les souches appartenant à l’espèce doivent être examinées individuellement et leurs caractéristiques révélées.
Levures
Les levures sont une classe de micro-organismes que l’on retrouve inévitablement dans le lait cru et qui, à une ou deux exceptions près, gâtent le lait et le rendent inutilisable. Les exceptions sont les types utilisés comme cultures de départ pour le kumiss, le kéfir et certaines variétés de fromages comme le camembert et le brie.
Généralement, les levures des genres Torulopsis, Kluyveromyces et Saccharomyces se trouvent couramment dans le lait cru. Les levures sont détruites lors de la pasteurisation, de l’UHT ou de l’ébullition du lait.
Comme on le sait, de nombreuses espèces de levures peuvent synthétiser des vitamines du groupe B (à l’exception de la vitamine B12). Par conséquent, les produits laitiers dans lesquels la levure est utilisée comme culture starter deviennent plus riches en vitamines du groupe B.
En turc, le mot « maya » peut prêter à confusion : il désigne les levures en tant que groupe de micro-organismes, mais aussi différents agents utilisés pour fermenter ou faire coaguler un aliment. Le ferment du yaourt est constitué de bactéries, tandis que la présure du fromage est une préparation enzymatique. Le ferment du kéfir contient aussi des levures. Il faut donc distinguer ces différents sens.
Certaines levures réalisent aussi une fermentation alcoolique, entraînant une accumulation progressive d’éthanol dans le produit. C’est notamment le cas du kéfir et du koumis.
Virus
En termes de virus, il n’y a pas de problème de santé lié aux virus lorsqu’un traitement thermique adéquat (pasteurisation, UHT ou ébullition domestique) est appliqué. Les virus les plus critiques trouvés dans le lait sont Aphta epizootica, l’hépatite A (jaunisse infectieuse) et les bactériophages.
Les bactériophages n’ont aucun effet néfaste sur la santé humaine. Pourtant, comme leur nom l’indique, ils détruisent les bactéries, notamment les bactéries utilisées dans le yaourt, l’ayran (boisson au yaourt) et le fromage comme cultures de départ, et cette situation pose un grave problème à l’industrie laitière.
Un traitement thermique de 30 secondes à 70-75°C peut détruire les bactériophages. Cependant, une entreprise ayant un problème de bactériophages doit subir une désinfection sévère. La rotation des cultures de départ est la procédure la plus courante.
Rickettsies
Coxiella burnetii de la classe Rickettsia est critique en matière de technologie laitière. Parce que le micro-organisme pathogène le plus résistant à la chaleur présent dans le lait est Coxiella burnetii. Par conséquent, tous les traitements thermiques sont appliqués à base de ce micro-organisme.
Puisqu’il s’agit du micro-organisme pathogène le plus résistant à la chaleur, si ce micro-organisme est détruit, tous les autres agents pathogènes le seront également. Ainsi, le risque de maladies transmises par le lait est éliminé. (Le lait et les autres produits provenant d’animaux suspects de fièvre charbonneuse ne doivent pas être consommés ni traités à domicile dans le but de les rendre sûrs.)
Références
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Halil İbrahim Akgül
Halil Ibrahim Akgul, Ph.D., is an Assistant Professor of Food Engineering at Bayburt University, where he works in the Division of Food Sciences within the Faculty of Engineering. He received his B.Sc. in Food Engineering from Akdeniz University in 2010, followed by an M.Sc. and a Ph.D. in Food Engineering from Atatürk University in 2015 and 2020, respectively. His formally recognised academic fields are Food Sciences and Engineering, Food Technologies, Dairy and Dairy Products Technology, and Food Microbiology.
Dr. Akgul has more than fifteen years of professional, research, and academic experience in food science. Between 2011 and 2013, he worked as the food engineer responsible for operations at the Pilot Dairy and Bread Factory of Atatürk University’s Directorate of Agricultural Enterprises. This industrial experience, combined with his subsequent academic research, gave him extensive practical and scientific knowledge of milk processing, dairy production, food quality, hygiene, and product development.
His research is primarily focused on milk and dairy products, dairy microbiology, starter cultures, lactic acid bacteria, exopolysaccharides, butter technology, and the physicochemical, microbiological, sensory, and nutritional properties of foods. His studies have examined the quality and fatty-acid composition of traditional butter, aroma formation in butter produced with different starter cultures, raw-milk quality, the characterisation and antioxidant activity of bacterial exopolysaccharides, traditional dairy products such as çökelek and karın kaymağı, colostrum powder, and the use of fruit-derived ingredients in ice cream production.
His academic record includes peer-reviewed research articles published in national and international journals, including Mljekarstvo, Acta Scientiarum Technology, the Journal of Food Safety and Food Quality, the International Journal of Food Engineering, the Atatürk University Journal of Agricultural Faculty, and ATA Food Journal. Four of the research articles currently listed in his university profile were published in SCI-Expanded-indexed journals. He has also contributed to twelve national and international conference papers and presentations covering dairy products, food microbiology, butter quality, fatty-acid composition, starter cultures, exopolysaccharide-producing bacteria, colostrum, traditional foods, and functional ice-cream formulations.
Dr. Akgul has participated as a researcher or adviser in eleven completed scientific and applied research projects. These projects have addressed the modernisation of pilot dairy-processing facilities; the production and quality characteristics of colostrum powder; the physicochemical and microbiological quality of butter and raw milk; the identification of exopolysaccharide-producing lactic acid bacteria; the development and production optimisation of starter cultures for mould-ripened cheese; the standardisation of traditional dairy products; and the use of sloe berry and persimmon fibre in ice-cream production.
His teaching experience spans undergraduate, associate-degree, and graduate education. The courses he has taught include Food Chemistry, Analytical Chemistry, General Chemistry, Organic Chemistry, Fermented Dairy Products Technology, Butter Production and Processing Technology, Healthy Living and Nutrition, Organic Agriculture and Food, Popular Science, Digital Literacy, and Information Technologies. Through these courses, he combines fundamental food chemistry and engineering principles with dairy technology, nutrition, scientific literacy, and the practical communication of scientific knowledge.
He is the founder and Editor-in-Chief of Gıda ve Sağlık, a multilingual digital publication devoted to food, nutrition, health, food chemistry, food microbiology, and culinary science. Through this platform, he draws upon his academic background, teaching experience, research activity, and practical knowledge of food production to present scientifically grounded information in a detailed and accessible form for an international readership.