L’analyse de la variabilité du microbiote de surface des carcasses et des produits finis de porc comme valeur indicatrice de la salubrité de la viande

La viande de porc est l’un des produits alimentaires les plus consommés au monde. La demande pour des produits de viande salubres et de qualité par les consommateurs ne cesse d’augmenter à mesure que la consommation elle-même augmente. Pour pouvoir répondre à cette demande, la contamination microbienne doit être surveillée et maîtrisée. Il s’agit d’une préoccupation majeure pour les industries œuvrant en agroalimentaire, car la présence de bactéries pathogènes responsables de toxi-infections alimentaires chez les consommateurs est une menace pour la santé publique. De plus, la présence de bactéries d’altération rend la viande impropre à la consommation humaine et diminue la durée de vie des produits, entraînant un gaspillage alimentaire et des pertes économiques. La contamination initiale des carcasses de porc est un processus inévitable et se produit par l’apport continu de bactéries, particulièrement celles composant le microbiote (intestinal, oral) des porcs et de l’environnement de l’abattoir. Le contrôle de la qualité microbiologique et la description des communautés microbiennes retrouvées à la surface des carcasses et des viandes sont réalisés, en cultivant des micro-organismes indicateurs classiques tels que les bactéries aérobies mésophiles totales ou les entérobactéries. Aujourd’hui, de nouvelles approches existent pour caractériser l’ensemble des bactéries constituant un microbiote grâce à des méthodes de séquençage à haut débit dans le but d’en étudier toute sa diversité. Cependant, l’ensemble du microbiote des carcasses et des viandes, ainsi que sa diversité sont très peu connus en production porcine. Par conséquent, il y a un manque général d’information disponible sur la façon dont ce microbiote varie dans des conditions réelles de transformation et d’entreposage de la viande de porc. Ainsi, les principaux objectifs cette thèse étaient de décrire la variabilité du microbiote porcin retrouvé sur la surface des carcasses en fonction de la provenance de la ferme d’origine des animaux et des étapes du procédé d’abattage et celle du microbiote retrouvé sur la surface des viandes emballées sous vide en fonction des conditions d’entreposage, en plus de décrire la variation de ces microbiotes dans le temps. Pour cette thèse, trois échantillonnages ont été effectués dans un abattoir porcin au Québec, Canada. Des échantillons de surface de carcasses ont été prélevés à plusieurs étapes de la chaîne d’abattage et de transformation et ce, pendant plusieurs semaines. Des échantillons de longes de porc emballées sous vides et entreposées à plusieurs températures distinctes pendant 56 jours, pour imiter l’exportation de ces produits frais à l’étranger, ont également été prélevés. Des analyses microbiologiques classiques, à savoir le dénombrement d’indicateurs microbiens et la détection des bactéries pathogènes telles que Salmonella, ainsi que la caractérisation du microbiote via le séquençage de la région V4 de l’ARNr 16S sur la plateforme Illumina Miseq ont été réalisées. Globalement, les résultats ont montré que le microbiote de surface des carcasses de porc était similaire lorsque comparé après l’habillage des carcasse (jusqu’à la douche précèdent le refroidissement), et ce entre les zones basses (correspondant au cou) et hautes (correspondant au jambon), ainsi que selon l’origine des carcasses, provenant de différents élevages, abattues pendant une même journée. Le microbiote semblait être constitué de bactéries provenant du microbiote intestinal ou oral des porcs. À l’inverse, une différence entre les charges microbiennes était observée, avec des comptes bactériens plus élevés pour les indicateurs dans la partie correspondant au cou. Lorsque les microbiotes ont été comparés sur une période de quatre semaines, une plus grande diversité bactérienne a été observée sur les zones correspondant au jambon. La composition et la structure du microbiote à la surface des carcasses apparaissaient différentes selon les journées d’abattage et les différents quarts de production (matin vs après-midi). Après le refroidissement des carcasses, une diminution de la charge bactérienne ainsi que de la diversité ont été observées, telles qu’attendues, malgré le fait que la plupart des genres bactériens présents sur les carcasses avant le refroidissement ont également été détectés après ce même refroidissement. La caractérisation du microbiote de longes de porc emballées sous vide entreposées à des températures de −1,5°C et subissant des fluctuations de la température durant les 56 jours d’entreposage a démontré que la diversité, la composition et la structure du microbiote n’étaient pas impactées. Les communautés bactériennes identifiées sur les carcasses de porc avant et après le refroidissement, tels qu’Escherichia, Shigella et Lactobacillales_unclassified, semblaient contribuer au microbiote des longes tout au long de l’entreposage. Les résultats ont révélé que les microbiotes de longes de porc, similaires en début de l’entreposage, se différenciaient après 56 jours d’entreposage. Dans cette thèse, les faibles prévalences de Salmonella et de Listeria monocytogenes n’ont pas permis de décrire et d’identifier les changements du microbiote potentiellement associés à la présence de ces bactéries. La caractérisation du microbiote a néanmoins permis d’identifier des genres bactériens hébergeant des espèces reconnus pour être pathogènes pour l’humain, comme Campylobacter spp. et Yersinia spp. Les méthodes de contrôles pour assurer le contrôle de la qualité microbiologique mises en place à l’abattoir ne permettent pas de caractériser toute la contamination microbienne. Par conséquent, la description complète des communautés microbiennes retrouvées à la surface des carcasses et viandes de porc est importante pour déterminer le rôle des conditions de transformation primaire et d’entreposage dans la composition et la diversité du microbiote. Ce projet permet d’ouvrir sur de nouvelles perspectives pour un meilleur contrôle de la qualité microbiologique et une meilleure prévention de la contamination microbienne des carcasses et viandes de porc.

Pork is one of the most consumed food products in the world. Requests for quality safe and high pork meat products is increasing too, as the consumption itself continues to increase. To be able to meet these requests, microbial contamination must be controlled. This is a major concern for the pig industry as the presence of pathogenic bacteria is responsible for human foodborne infections, making it a public health issue, as well as the presence of spoilage bacteria render meat unsuitable for human consumption, leading to food waste and economic losses. During pig meat processing, the initial carcass contamination appears inevitable and bacteria from the digestive tract and from the slaughterhouse environment contribute to the contamination of the carcass surface, both jeopardizing food safety and meat shelf life. The control of microbiological contamination and the description of the microbial communities on the surfaces of pork carcasses and meats are performed using culture-dependent methods, such as counting total aerobic bacteria or Enterobacteriaceae. Currently, new approaches allow to describe and analyze the entire composition of a microbial community using high-throughput sequencing. However, few studies have described the composition and diversity of all bacterial populations on carcass surfaces and fresh pork products during processing. To address this lack of available information on how the microbiota varies under actual processing and storage conditions, this thesis aims to describe the variability of surface microbiota of pig carcasses according to the animal origin, stage of the slaughter process, the variability of surface microbiota of vacuum-packed pork meats according to storage conditions and to study the variations of these microbiota over time. In this thesis, three samplings were carried out in a pig slaughterhouse in the province of Quebec, Canada. Samples from the surface of pig carcasses were collected at several stages during primary processing, as well as samples from the surface of fresh vacuum-packed pork loins stored for 56 days and subjected to different temperature deviations, to mimic overseas exportation. Culture-dependent methods such as enumeration of traditional indicator microorganisms, detection of pathogenic bacteria such as Salmonella, as well as high-throughput sequencing of the V4 region of the 16S rRNA gene on the Illumina platform were performed. Results showed that the microbiota of the carcass surfaces sampled was similar following primary processing (until the final wash that precedes cooling) between samples from the top (ham) and the bottom areas (neck), and between different pig batches slaughtered the same day. Bacteria which seem to come from the gut and oral cavity of pigs mainly contribute to the carcass microbiota composition. Microbial counts were different between areas, higher bacterial counts were observed for the bottom area. However, when the microbiota was compared over a four-week period, a higher bacterial diversity was observed on top areas, and the microbiota composition and diversity found on the pig carcass surface appear different according to different visits and work shifts (morning vs afternoon). After cooling, a decrease in bacterial counts and diversity were observed, even if most bacterial genera present on carcasses before cooling were also detected afterward. The microbiota composition, diversity, and structure of vacuum-packed pork loin stored at −1.5°C (Control) and at different temperature deviations over 56 days were not statistically different. Bacterial communities identified on pig carcasses before and after chilling, such as Escherichia, Shigella and Lactobacillales_unclassified, seemed to contribute to the vacuum-packed pork loin microbiota during storage. Results revealed that the vacuum-packed pork loin microbiota from the eight batches sampled were different after 56 days of storage, even though they appeared similar at the beginning of this storage period. In this thesis, the low prevalence of Salmonella and Listeria monocytogenes did not allow us to describe any potential changes in the microbiota associated with the presence of these bacteria. However, sequencing analysis revealed the frequent presence of known foodborne pathogens like Campylobacter spp. and Yersinia spp. The control methods to ensure microbiological quality control implemented at the slaughterhouse do not allow to characterize all microbial contamination. Therefore, the complete description of the microbial communities from carcass and meat surfaces is important in determining the role of primary processing and storage conditions in the composition and diversity of microbiota. This study is a step forward in the better control and prevention of microbial contamination of meat products.