Dans le monde de l’infiniment petit, la lutte pour la survie est intense; les microorganismes n’y échappent pas. Ils cherchent eux aussi à se loger dans des environnements favorables où ils pourront se protéger, se nourrir et se reproduire. Pour ce faire, ils vont s’installer sur différentes surfaces et proliférer à partir de l’humidité et des nutriments disponibles. Au début, ce sont que quelques familles microbiennes, mais avec le temps, la communauté se diversifiera et se structurera, formant ce que l’on pourrait considérer une véritable « cité des microbes ». Elle se protège en sécrétant des sucres qui créeront une sorte d’écran collant entre elle et le milieu extérieur. Cette structure organisée s’appelle un biofilm et elle peut se retrouver à plusieurs endroits différents, tels que les roches près d’un lac ou encore sur la surface de nos dents! 

Avec le temps, les biofilms se développent au point où des fragments se détachent et peuvent s’installer ailleurs et envahir l’espace. D’où l’importance de contrôler leur prolifération.

Dans la production et la transformation laitières, les différentes surfaces en contact avec le lait sont également propices au développement de biofilms. Une fois établis, ces biofilms peuvent devenir des habitats attractifs pour des bactéries ou des moisissures indésirables, affectant ainsi la qualité et la salubrité du lait. Paradoxalement, le biofilm peut contribuer à certains traits de typicité grâce à son niveau d’adaptation au milieu qui l’entoure. Ainsi, pour maintenir l’harmonie et l’équilibre microbien, il devient alors important de comprendre cette dynamique dans le système de traite, point d’entrée du lait en production, ainsi que dans le processus de transformation fromagère. 

La composition des biofilms peut varier à différentes étapes du trajet parcouru par le lait, influençant son goût, sa qualité et ses propriétés technologiques de transformation. Cette variation reflète l’importance de surveiller et de gérer les risques de contamination microbiologique tout au long de la chaîne de production laitière, où les biofilms jouent un rôle clé, pouvant être à la fois bénéfiques et nuisibles en fonction des microorganismes qu’ils hébergent.

Notre projet de recherche visait à réaliser un profilage microbiologique des biofilms présents à différents endroits et moments lors du trajet du lait de la ferme à la fromagerie. À l’instar d’un recensement, notre objectif était de définir les espèces microbiennes qui composent ces biofilms. En exploitant les avancées en analyse génétique et en utilisant des outils informatiques spécialisés, nous avons pu détecter et quantifier différents types de microorganismes en analysant leur signature génétique dans d’immenses bases de données bio-informatiques. Le projet a été financé par le Grappes de recherche laitière 3 dans le cadre du Partenariat canadien pour l’agriculture (Novalait, Dairy Farmers of Ontario, Les Producteurs laitiers du Canada et Agriculture et Agroalimentaire Canada).

Cette étude a nécessité la visite de plus cinquante de fermes laitières au Québec et en Ontario à deux reprises pendant différentes saisons. Notre objectif était de savoir si des microorganismes allaient être présents dans les recoins des différents systèmes de traite, conventionnels et automatiques, en prélevant des échantillons juste après le lavage. En parallèle, des échantillons ont été collectés en fromagerie de petite et de grande taille sur diverses surfaces en contact avec le lait. Le but était de déterminer l’origine des composantes microbiennes, en décrivant la diversité des souches, qui peuvent se retrouver dans le lait et le fromage.

Nous avons observé la persistance de biofilms composés de bactéries, de levures et de moisissures dans le système de traite après le lavage, avec une diversité des communautés microbiennes qui varie selon la ferme, l’endroit dans le système de traite et même selon la saison où l’échantillon a été prélevé. Les surfaces en contact avec le lait cru présentaient une charge microbienne plus élevée. Bien que les pathogènes alimentaires puissent coexister, leur incidence était faible. 

Il est important de garder à l’esprit que ces biofilms ne représentent pas automatiquement un danger, car plusieurs de ces souches se retrouvent naturellement dans le lait et peuvent être bénéfiques pour la transformation fromagère. 

En résumé, nos études menées sur les fermes au Québec et en Ontario ont révélé que le lactoduc et le tube long étaient les zones présentant la plus forte charge bactérienne et fongique dans les systèmes de traite conventionnels, tandis que les brosses et les gobelets de nettoyage étaient les endroits arborant le plus de microorganismes dans les systèmes automatiques. La présence de plusieurs espèces microbiennes à un même endroit est une indication de la richesse de la diversité. Cette diversité varie également entre les mêmes pièces d’équipement provenant de différentes fermes, probablement attribuable à des variations au niveau des animaux ou encore de l’environnement de la ferme. 

Des différences dans la diversité microbienne associée au lait cru du réservoir ont également été observées dans tous les types de systèmes, démontrant encore une fois une grande variabilité des biofilms entre les fermes. 

Dans les fermes effectuant la transformation du lait sur place, nous avons observé sensiblement les mêmes endroits où l’on trouvait le plus de biofilms, c’est-à-dire au niveau du lactoduc de la ferme et au niveau de la chambre d’affinage de la fromagerie. 

En somme, nos recherches mettent en lumière la présence des biofilms dans les systèmes de traite. Nous avons observé une variabilité significative dans la composition et la distribution de ces derniers, ce qui souligne la nécessité d’une gestion de la contamination microbiologique tout au long de la chaîne de production laitière. Une attention particulière au nettoyage fréquent et une inspection visuelle des composantes pour retirer les résidus de lait, par brossage ou remplacement des pièces, sont alors recommandés. 

Cette cartographie microbienne des biofilms développée dans ce projet pourra servir de base pour s’assurer que l’équilibre microbien est préservé afin de garantir un lait et un produit transformé de qualité. En intégrant ces résultats, nous pouvons élaborer des stratégies ciblées pour contrôler les biofilms, améliorant ainsi la salubrité et la qualité des produits laitiers.

Cet article a été rédigé par Evelyne Guévremont, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Centre de recherche et de développement Saint-Hyacinthe; Mérilie Gagnon et Denis Roy, Université Laval; et Gisèle LaPointe, Université Guelph.

Observations sur les biofilms dans les fermes laitières

• Dans les fermes laitières, c’est sur les surfaces difficiles à atteindre que la charge bactérienne des biofilms était la plus élevée.
• La structure des biofilms multi-espèces variait significativement d’un équipement à l’autre tout au long du processus de traite, et les saisons étaient un facteur important de la variation de la composition.
• Une grande variabilité a été détectée entre les fermes, et le profil microbien des biofilms n’était pas le même dans les systèmes de traite traditionnels que dans les systèmes automatisés.
• Les biofilms laitiers sont dominés par des protéobactéries, des actinobactéries, des bactéries lactiques et des levures et des moisissures.
• Les surfaces en contact avec le lait cru semblent présenter des biofilms ayant une charge microbienne plus élevée.
• Les pathogènes d’origine alimentaire peuvent coexister avec le microbiote d’un biofilm laitier, mais leur incidence est très faible.
• Les antimicrobiens naturels produits par les bactéries lactiques semblaient être des molécules prometteuses pour lutter contre les biofilms.
• La prévention de l’accumulation de résidus de lait devrait être ciblée pour améliorer les procédures d’assainissement.