Cet article approfondit un pathogène sporulé qui, comme Bacillus cereus, dépend de la maîtrise du couple temps-température, et complète microbiologie dans l'industrie de la viande.
Sommaire
Un pathogène que la cuisson n'élimine pas
Clostridium perfringens est une bactérie à Gram positif, anaérobie et sporulée, qui vit dans le sol et dans l'intestin de l'homme et des animaux. La viande et le poulet crus en sont souvent porteurs, et les ingrédients ajoutés en apportent aussi : le guide de stabilisation de l'USDA-FSIS cite une enquête dans laquelle des spores de C. perfringens ont été isolées dans 80 % de 54 épices et herbes analysées. Sa présence dans un produit cru n'est pas en soi un problème. Le problème commence après la cuisson.
La cuisson détruit les cellules végétatives de C. perfringens et de presque toute la flore concurrente, y compris Salmonella et E. coli, mais les spores survivent. Si la préparation refroidit ensuite lentement, les spores germent dans un aliment presque dépourvu de flore concurrente et les cellules se multiplient très vite. Le FSIS indique que sa température optimale de croissance se situe entre 43 °C et 47 °C, avec une limite supérieure proche de 54 °C, et que dans la viande hachée à cette température le temps de génération peut être d'environ 7 minutes. C'est pourquoi ce pathogène est moins associé à un ingrédient contaminé qu'à une défaillance de procédé : une grande marmite qui met des heures à refroidir. Le même mécanisme de spores qui survivent à la cuisson s'observe chez Bacillus cereus, avec toutefois une autre toxine et d'autres aliments typiques.
L'entérotoxine CPE : la maladie se produit dans l'intestin
Contrairement à Staphylococcus aureus, qui forme sa toxine dans l'aliment, C. perfringens rend malade parce qu'une grande quantité de cellules vivantes est consommée. Une partie survit au passage dans l'estomac et, en sporulant dans l'intestin grêle, libère l'entérotoxine de C. perfringens (CPE). Seules les souches porteuses du gène cpe provoquent l'intoxication alimentaire typique ; ce gène peut être chromosomique ou plasmidique, comme le définit la norme ISO 15213-2. C'est pourquoi un dénombrement élevé de C. perfringens dans un aliment indique un risque, mais ne confirme pas à lui seul que la souche est entérotoxinogène.
Le tableau clinique est caractéristique. Selon les CDC, les symptômes apparaissent 6 à 24 heures après le repas, consistent principalement en diarrhée et crampes abdominales, et durent généralement environ un jour. L'atteinte est le plus souvent bénigne, mais les CDC avertissent que chez les jeunes enfants la déshydratation peut progresser rapidement, et le seul décès dû à cet agent enregistré dans l'UE en 2024 est survenu dans une maison de retraite.
Ce que disent les données : peu d'épidémies, beaucoup de malades par épidémie
États-Unis
Les CDC estiment que C. perfringens provoque près de 900 000 maladies d'origine alimentaire par an aux États-Unis. Les épidémies se concentrent en novembre et décembre, liées aux repas de fête, et dans les hôpitaux, les cantines scolaires, les prisons, les maisons de retraite et les événements avec traiteur, où maintenir la température de grands volumes est difficile. Les aliments les plus impliqués sont les viandes de volaille, de bœuf et de porc et les sauces à base de viande.
Une analyse des CDC publiée par Grass, Gould et Mahon (2013) a passé en revue les épidémies confirmées entre 1998 et 2010 : 289 épidémies, 15 208 malades, 83 hospitalisations et 8 décès, avec une médiane de 24 malades par épidémie. Parmi les épidémies attribuées à un seul type d'aliment, la viande bovine était le plus fréquent (46 %), suivie de la volaille (30 %) et du porc (16 %). Les restaurants étaient le lieu de préparation le plus fréquent (43 %), suivis des traiteurs (19 %), des domiciles (16 %) et des prisons (11 %). Les facteurs contributifs les plus signalés étaient le fait de laisser les aliments plusieurs heures à température ambiante (39 % des épidémies), le refroidissement lent (38 %) et un maintien au chaud insuffisant (32 %).
Union européenne
Le rapport One Health de l'EFSA et de l'ECDC a recensé en 2024 un total de 65 épidémies dues aux toxines de C. perfringens dans 10 États membres, avec 2 104 cas, 9 hospitalisations et 1 décès. La taille moyenne était de 32,4 cas par épidémie, contre 8,2 pour les épidémies à Salmonella. Quatre très grandes épidémies ont totalisé 538 cas : deux dans des établissements résidentiels (prison ou internat), une dans une cantine scolaire et une lors d'un événement de masse avec un traiteur temporaire. Dans les 24 épidémies à preuves solides, les aliments étaient surtout des viandes et produits carnés et des plats composés, et le rapport désigne l'abus de temps et de température pendant le stockage comme le principal facteur contributif pour cet agent. Le chiffre de 2024 est inférieur de 53,6 % à celui de 2023, même si l'EFSA demande d'interpréter avec prudence les données sur les toxines bactériennes de la France, qui varient beaucoup d'une année à l'autre.
Le point critique : le refroidissement
Une étude du réseau EHS-Net des CDC (Schaffner et ses collaborateurs, 2015) rappelle qu'entre 1998 et 2008 un refroidissement inadéquat a contribué à 504 épidémies liées à des restaurants aux États-Unis et qu'entre 1998 et 2002 C. perfringens a causé 50 des 102 épidémies à agent connu associées à cette défaillance. En mesurant la façon dont les restaurants refroidissent, les auteurs ont constaté que seules 65 % des observations respectaient le critère du Food Code de 2009. Les grosses pièces de viande et les plats mijotés étaient ce qui refroidissait le plus lentement. Les aliments de plus de 7,6 cm de profondeur avaient deux fois plus de probabilité de refroidir plus lentement qu'exigé ; ceux que personne ne surveillait, plus de deux fois, et ceux refroidis sans ventilation, presque deux fois.
Restauration : FDA Food Code 2022
Le Food Code, modèle que la FDA propose à l'adoption des juridictions des États-Unis, fixe dans sa section 3-501.14 un refroidissement en deux étapes pour les aliments cuits qui nécessitent une maîtrise du temps et de la température :
- Première étape : de 57 °C (135 °F) à 21 °C (70 °F) en 2 heures ou moins.
- Total : de 57 °C à 5 °C (41 °F) ou moins en 6 heures au maximum.
- Ingrédients à température ambiante (par exemple, aliments reconstitués) : jusqu'à 5 °C en 4 heures.
La section 3-501.15 énumère les méthodes acceptées : bacs peu profonds, portions plus petites ou plus fines, équipements de refroidissement rapide, bain d'eau glacée avec agitation, récipients facilitant le transfert de chaleur et glace comme ingrédient, avec des récipients découverts ou à peine couverts. Elle est complétée par le maintien au chaud à 57 °C ou plus (3-501.16) et par la remise en température pour maintien au chaud jusqu'à au moins 74 °C (165 °F) pendant 15 secondes, en 2 heures au plus (3-403.11).
Industrie de la viande : FSIS Appendix B
Pour les produits cuits à base de viande et de volaille, la réglementation de l'USDA-FSIS impose une norme de performance : aucune croissance de C. botulinum et pas plus de 1 log de multiplication de C. perfringens pendant la stabilisation (9 CFR 318.17 et 381.150). Le guide révisé de décembre 2021 (FSIS-GD-2021-13, dit Appendix B) propose des options de refroidissement jugées suffisantes pour la respecter :
- Option 1.1 : de 54,4 °C (130 °F) à 26,7 °C (80 °F) en 1,5 heure ou moins, et de 26,7 °C à 4,4 °C (40 °F) en 5 heures ou moins.
- Option 1.2 : commencer le refroidissement dans les 90 minutes suivant la cuisson, descendre de 48,9 °C (120 °F) à 26,7 °C en 1 heure ou moins et de 26,7 °C à 12,8 °C (55 °F) en 5 heures ou moins, puis poursuivre jusqu'à 4,4 °C.
- Option 1.3, pour les produits saumurés avec au moins 100 ppm de nitrite de sodium et 250 ppm d'ascorbate ou d'érythorbate : de 54,4 °C à 26,7 °C en 5 heures et de 26,7 °C à 7,2 °C (45 °F) en 10 heures.
Comme l'optimum de croissance (43 à 47 °C) se situe dans la première tranche, entre 54,4 °C et 26,7 °C, c'est celle qu'il convient le plus d'enregistrer en détail. Le guide rappelle aussi que le sel, le pH, l'activité de l'eau et les antimicrobiens modifient la marge : par exemple, l'activité de l'eau limite pour la croissance de C. perfringens est de 0,93. Les entreprises peuvent utiliser d'autres paramètres si elles les valident ; la microbiologie prévisionnelle est l'un des outils permettant d'estimer la croissance du pathogène avec une courbe de refroidissement réelle. Dans un plan HACCP, le refroidissement peut être traité comme un point critique pour la maîtrise avec des limites de temps et de température.
Comment on le détecte au laboratoire
ISO 15213-2:2023, qui succède à l'ISO 7937
La méthode horizontale de référence pour le dénombrement de C. perfringens est l'ISO 15213-2, publiée en novembre 2023, qui annule et remplace l'ISO 7937:2004. C'est un dénombrement sur boîte : l'échantillon ou ses dilutions sont ensemencés en profondeur dans une gélose tryptose sulfite cyclosérine (TSC, anciennement appelée SC) avec une surcouche du même milieu, puis incubés en anaérobiose à 37 °C pendant 20 heures. Les colonies caractéristiques sont noires ou grises à brun jaunâtre en raison de la formation de sulfure de fer. Si l'on ne s'intéresse qu'au dénombrement des spores, on applique un traitement thermique de 10 minutes à 80 °C avant l'ensemencement, désormais facultatif. La méthode a été validée sur les produits carnés prêts à consommer ou à réchauffer, les plats composés, les œufs et ovoproduits, les fruits et légumes transformés, les préparations et céréales pour nourrissons, les aliments pour animaux et les échantillons environnementaux. Sa limite pratique de dénombrement est supérieure à 100 UFC/g pour les solides avec une seule boîte (voir ce que sont les UFC).
La série est complétée par l'ISO 15213-1, pour les clostridies sulfito-réductrices en général, et l'ISO/TS 15213-3, pour la détection (présence/absence) de C. perfringens.
Confirmation
Une colonie noire sur TSC est un C. perfringens présomptif : d'autres clostridies sulfito-réductrices noircissent aussi le milieu. La norme définit comme confirmé l'isolat qui possède en outre l'enzyme phosphatase acide, et décrit également l'essai sur gélose sulfite indole mobilité (SIM). Le résultat est exprimé en UFC de C. perfringens confirmés par gramme. En option, l'annexe D inclut des méthodes moléculaires pour différencier les souches pathogènes pour l'homme (porteuses du gène cpe) des non pathogènes. La logique générale de cette étape est expliquée dans résultat présomptif vs. confirmé.
Quand une épidémie est-elle considérée comme confirmée
Les CDC acceptent trois critères : isoler au moins 10⁶ (un million de) micro-organismes par gramme dans les selles de deux malades ou plus, mettre en évidence l'entérotoxine dans les selles de deux malades ou plus, ou isoler au moins 10⁵ (cent mille) micro-organismes par gramme dans l'aliment incriminé. Les critères de dénombrement ne valent que si l'échantillon a été correctement manipulé, de sorte que le transport et la conservation font partie du résultat. Le FSIS, pour sa part, demande que dans les tests de croissance du refroidissement la mesure finale de la charge bactérienne inclue à la fois les spores et les cellules végétatives.
Ce que TAAG peut apporter face à ce pathogène
Le catalogue actuel de TAAG ne comprend pas de kit pour Clostridium perfringens, pour les clostridies sulfito-réductrices ni pour la détection du gène cpe. Pour dénombrer ce pathogène, la méthode à utiliser reste l'ISO 15213-2 ou une autre méthode alternative validée pour la matrice. Specio 00.1 Bacteria (V-SF14) détecte plus de 80 bactéries d'altération dans les boissons, les produits laitiers, les sauces et sur les surfaces, mais il est orienté vers l'altération et ne déclare pas C. perfringens parmi ses cibles : il ne s'y substitue donc pas.
TAAG a en revanche une portée sur d'autres dangers qui partagent les mêmes opérations de cuisines centrales et de produits cuits prêts à consommer. Specio 1.2 S. aureus (V-SF39, PCR en temps réel avec courbe de fusion) déclare les aliments, les boissons et les surfaces vivantes et inertes, et permet de surveiller le pathogène associé à la manipulation. Specio 1.3 E. coli (V-SF167) couvre les mêmes matrices et apporte un indicateur d'hygiène. Pour la recontamination des produits cuits, Ampliora 2.3 Listeria spp. and L. monocytogenes (V-SF46) déclare les aliments, les boissons et les surfaces, avec un accent sur la viande et les aliments prêts à consommer (voir aliments prêts à consommer). Aucun d'entre eux ne remplace la maîtrise des courbes de refroidissement, qui est la principale mesure face à C. perfringens.
Conclusion
Clostridium perfringens ne se maîtrise pas par une cuisson plus intense, car ses spores y résistent, mais par ce qui se passe ensuite : le temps que met l'aliment à traverser la plage comprise entre 54 °C et la température ambiante. Les données des CDC et de l'EFSA concordent sur le profil de ses épidémies : viandes et plats préparés en grands volumes, servis dans des cantines, des maisons de retraite, des prisons et des événements, avec de nombreux malades par épidémie. Le FDA Food Code et l'Appendix B du FSIS traduisent ce risque en courbes de refroidissement concrètes qu'il convient de mesurer et d'enregistrer. Au laboratoire, l'ISO 15213-2 permet de quantifier le pathogène et de confirmer les isolats, et l'interprétation d'un dénombrement dépend de l'arrivée de l'échantillon en bon état.
À propos de TAAG
Renseignez-vous auprès de TAAG sur la façon de compléter la maîtrise du refroidissement par la surveillance de l'hygiène et d'autres pathogènes, par exemple avec Specio 1.2 S. aureus ou Specio 1.3 E. coli.
Questions fréquentes
Pourquoi Clostridium perfringens survit-il à la cuisson ?
Parce qu'il forme des spores résistantes à la chaleur. La cuisson tue les cellules végétatives, mais les spores survivent, sont activées par la chaleur et germent si l'aliment refroidit lentement. En l'absence de flore concurrente, les cellules se multiplient très vite entre environ 54 °C et la température ambiante.
De combien de temps je dispose pour refroidir une préparation cuite en restauration ?
Le FDA Food Code 2022 demande de descendre de 57 °C à 21 °C en 2 heures ou moins et d'atteindre 5 °C ou moins en 6 heures au total. Pour y parvenir, il recommande des bacs peu profonds, des petites portions, des bains de glace ou des équipements de refroidissement rapide.
Quelle différence entre le Food Code et l'Appendix B du FSIS ?
Le Food Code s'applique aux restaurants, cantines et services de restauration. L'Appendix B est un guide de l'USDA-FSIS pour les usines de produits cuits à base de viande et de volaille, avec des options qui limitent la croissance de C. perfringens à 1 log ou moins ; l'option 1.1 exige de descendre de 54,4 °C à 26,7 °C en 1,5 heure, puis à 4,4 °C en 5 heures.
Quelle norme utilise-t-on pour dénombrer Clostridium perfringens dans les aliments ?
L'ISO 15213-2:2023, qui a remplacé l'ISO 7937:2004. C'est un dénombrement sur gélose TSC avec incubation anaérobie à 37 °C pendant 20 heures et confirmation des colonies caractéristiques par l'essai de la phosphatase acide.
Un dénombrement élevé de C. perfringens prouve-t-il que l'aliment a causé une épidémie ?
Pas à lui seul. Les CDC considèrent une épidémie comme confirmée si l'on isole au moins 10⁵ micro-organismes par gramme dans l'aliment incriminé ou 10⁶ par gramme dans les selles de deux malades ou plus, ou si l'entérotoxine est détectée dans les selles. En outre, seules les souches porteuses du gène cpe provoquent l'intoxication.