L’encrassement microbiologique des membranes de filtration constitue une problématique majeure au sein de l’industrie laitière. La présence de bactéries sporulantes dans les biofilms se formant à la surface des membranes d’ultrafiltration (UF) peut engendrer une contamination des co-produits de la transformation laitière ayant des répercussions négatives sur leur conservation. L’environnement, la température de filtration ainsi que les propriétés de surface des membranes influencent l’adhésion des microorganismes sur celles-ci. Des travaux précédents ont suggéré qu’une plus grande rugosité du matériau membranaire favoriserait la présence de bactéries sporulantes du genre Bacillus. L'objectif de cette étude était de caractériser l'influence de l’usure membranaire sur la performance du procédé d’UF du lactosérum et sur la persistance des bactéries sporulantes à la surface des membranes. Des filtrations de lactosérum inoculé par Bacillus licheniformis ont été réalisées à l’échelle pilote, afin d’étudier l’adhésion de la bactérie à la surface de deux membranes d’UF en polyéthersulfone (PES) présentant un stade d’usure différent. Par la suite, une méthode qPCR ciblant le gène spo0A de la bactérie a été développée pour quantifier B. licheniformis à la surface des membranes. Les résultats de ces travaux ont montré que l’état d’usure des membranes à l’étude n’a pas d’impact sur la baisse de performance en cours de filtration du lactosérum. Bien qu’il eût été suggéré que B. licheniformis persiste à la surface des membranes suivant un cycle de nettoyage standard après une filtration de lactosérum sur une période de 20h à 50°C, il n’a pas été possible de démontrer une relation entre la rugosité membranaire et la rétention de bactéries sporulantes.Cependant, nos travaux ont permis la mise au point et l’optimisation de méthodologies de caractérisation des surfaces membranaires et de l’adhésion de bactéries sporulantes à la surface des membranes représentant des avancées importantes visant le développement de stratégies efficaces pour prévenir la contamination des spores dans les produits laitiers. / Biofouling of filtration membranes is a major issue in the dairy industry. Bacterial spores in biofilms adhering on membrane surfaces can induce a contamination of dairy fluids and ingredients. The presence of sporulating bacteria in biofilms is influenced by the dairy plant environment, the nature of the dairy fluid, the filtration parameters, and characteristics of membrane surfaces. Recent studies suggested a potential adhesion of sporulating Bacillusgenus to rougher membrane materials after whey ultrafiltration.The objective of the present study was to evidence the impact of membrane ageing on the persistence of sporulating bacteria on the surface of aged membranes. Ultrafiltration experiments with whey inoculated with Bacillus licheniformis were then performed to evaluate the impact of two polyethersulfone membranes at different state of ageing on bacterial adhesion. A real-time PCR method was developed targeting the sporulating gene spo0A of B. licheniformis to quantify the bacteria on membrane surface. Results suggest that membrane aging did not impact the filtration performance during whey processing. Although it was suggested that the persistence of the bacteria on membrane surfaces was observed following a cleaning-in-place procedure performed after 20h of filtration at 50°C,it was not possible to evidence that membrane roughness influenced the persistence of bacterial spores at the membrane surface.Moreover, the present study enabled the development and optimization of methods for characterization of surface properties and bacterial spore adhesion which will help to develop and improve strategies to prevent spore contamination in dairy fluids and products.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/67376 |
| Date | 27 January 2024 |
| Creators | Damphousse, Virginie |
| Contributors | Doyen, Alain, Pouliot, Yves |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | mémoire de maîtrise, COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (xiii, 67 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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