Les bactéries de nos aliments sont-elles vraiment celles que l'on croit ?

Insectes, steaks végétaux, jambons sans viande… Les nouvelles sources de protéines se multiplient dans notre alimentation. Mais connaissons-nous réellement les microorganismes qui les accompagnent ? À Nantes, des chercheurs de l'UMR SECALIM (Oniris–INRAE) ont fait une découverte surprenante : certaines bactéries détectées par les méthodes habituelles n'étaient pas celles qu'ils pensaient. Une enquête scientifique qui les conduit aujourd'hui à explorer l'ADN des aliments.

Des microbes dans nos assiettes ? Rien d'anormal !

Imaginez que vous achetiez un steak végétal au supermarché. Vous regardez sa composition, sa teneur en protéines, éventuellement son origine. Mais vous êtes-vous déjà demandé quelles bactéries pouvaient être présentes dans ce produit ?

Rassurez-vous, la présence de microorganismes dans les aliments n'est pas nécessairement inquiétante. Les bactéries font naturellement partie de notre environnement. Certaines sont même indispensables à la fabrication du fromage, des yaourts ou du pain au levain.

D'autres, en revanche, peuvent provoquer l'altération des aliments : mauvaises odeurs, changements de couleur ou de texture. Enfin, certaines bactéries dites « pathogènes » peuvent provoquer des maladies.

Pour garantir la sécurité sanitaire des aliments, les laboratoires disposent de méthodes permettant de rechercher ces microorganismes. Beaucoup reposent sur un principe relativement simple : faire pousser les bactéries sur des milieux de culture, puis observer leur développement.

Ces méthodes sont utilisées depuis des décennies pour contrôler la viande, le lait et de nombreuses autres denrées.

Mais aujourd'hui, notre alimentation évolue. Les protéines végétales prennent une place croissante et les insectes suscitent un intérêt comme nouvelles sources de protéines.

Peut-on analyser ces aliments très différents avec les mêmes méthodes que celles utilisées pour les produits traditionnels ?

C'est la question qui a progressivement orienté nos recherches au laboratoire SECALIM, à Nantes.

Une première surprise dans les élevages d'insectes

Notre enquête commence avec un insecte au nom scientifique mystérieux : Hermetia illucens, plus connu sous le nom de mouche soldat noire.

Ses larves peuvent transformer certains substrats organiques en biomasse riche en protéines. Elles présentent notamment un intérêt pour l'alimentation humaine et animale.

Mais un insecte possède son propre microbiote, c'est-à-dire une communauté de microorganismes vivant notamment dans son système digestif. À cette flore s'ajoutent les bactéries provenant de son alimentation et de son environnement d'élevage.

Dans le cadre du Master 2 de Rima Djema, nous avons étudié les microorganismes présents dans une ferme française produisant ces insectes. Ces recherches ont été conduites avec Lénaïg Brulé, assistante-ingénieure, et Géraldine Boué, maîtresse de conférences à Oniris, qui travaillent  sur les enjeux microbiologiques associés aux protéines alternatives.

Nous avons suivi différentes étapes : les substrats utilisés pour nourrir les larves, leur développement, puis leur transformation en poudre.

Pour caractériser les bactéries, nous avons associé les méthodes traditionnelles de culture à une analyse de leur ADN.

Les résultats ont révélé des charges microbiologiques impressionnantes : certains échantillons contenaient jusqu'à plusieurs centaines de millions de bactéries cultivables par gramme !

Nous avons également comparé deux procédés de transformation : un ébouillantage suivi d'un séchage, et un séchage seul. Le premier réduisait plus efficacement les populations bactériennes cultivables.

Toutefois, certaines bactéries capables de former des structures résistantes, appelées « spores », pouvaient persister après traitement.

Ces résultats ont été publiés en 2025 dans la revue scientifique Foods.

Mais une observation a particulièrement attiré notre attention : sur certains milieux de culture, nous retrouvions des colonies bactériennes qui ne correspondaient pas vraiment à ce que nous recherchions.

Quand une bactérie se fait passer pour une autre

Pour comprendre cette situation, il faut savoir comment les microbiologistes recherchent certaines bactéries.

Imaginons que vous souhaitiez faire pousser uniquement des tomates dans un jardin. Vous choisissez un sol, une température et des conditions favorables. Pourtant, malgré vos précautions, quelques mauvaises herbes peuvent apparaître.

En microbiologie, le principe est comparable.

Nous utilisons des milieux dits « sélectifs », spécialement conçus pour favoriser la croissance de certaines bactéries et limiter celle des autres.

Par exemple, nous recherchons Clostridium perfringens et les bactéries du groupe Bacillus cereus, dont certaines souches peuvent être responsables de maladies d'origine alimentaire.

Mais dans les échantillons d'insectes, particulièrement riches en microorganismes, nous avons observé des colonies présentant les caractéristiques attendues sans toujours pouvoir confirmer leur identité.

Une question s'est alors imposée : et si certaines bactéries identifiées par les méthodes classiques n'étaient pas celles que nous pensions ?

Pour le vérifier, nous avons poursuivi nos investigations dans le cadre du Master 2 d'Ahmad Hammoud, avec l'implication de Géraldine Boué et Lénaïg Brulé, depuis les analyses microbiologiques jusqu'à l'interprétation des résultats.

Une véritable enquête sur l'identité des bactéries

Nous avons sélectionné quinze échantillons issus de notre première étude. L'objectif était de vérifier l'identité de bactéries initialement considérées comme suspectes.

Pour cela, nous avons procédé comme des enquêteurs, en multipliant les indices.

Première étape : observer les colonies qui se développent sur les milieux de culture.

Deuxième étape : réaliser des tests biochimiques pour étudier certaines caractéristiques des bactéries.

Troisième étape : rechercher des fragments d'ADN caractéristiques grâce à une technique appelée PCR.

Enfin, dernière étape : lire leur patrimoine génétique grâce au séquençage de leur génome.

Les résultats ont réservé quelques surprises.

Parmi 31 isolats initialement considérés comme suspects de Clostridium perfringens, seulement dix présentaient les caractéristiques biochimiques recherchées et six étaient positifs avec notre test PCR.

Plus étonnant encore : une bactérie initialement identifiée de manière présomptive comme Clostridium perfringens s'est révélée appartenir à une autre espèce, Clostridium tepidium, après analyse génomique.

Nous avons également observé des difficultés d'identification parmi les bactéries du groupe Bacillus cereus.

Ces résultats ne signifient pas que les méthodes traditionnelles sont mauvaises. Elles restent indispensables pour détecter et dénombrer de nombreux microorganismes.

Ils montrent cependant qu'une colonie ressemblant à une bactérie recherchée n'est pas forcément cette bactérie.

Dans des aliments présentant des communautés microbiennes inhabituelles, il peut donc être nécessaire de compléter les contrôles classiques par des analyses de l'ADN.

Et si les steaks végétaux réservaient les mêmes surprises ?

Cette interrogation dépasse la seule filière des insectes.

Les alternatives végétales à la viande sont aujourd'hui disponibles sous de nombreuses formes : steaks, nuggets, émincés ou encore jambons végétaux.

Leur fabrication repose sur des ingrédients parfois très différents de ceux des produits carnés : protéines de pois, soja, céréales, fibres végétales et autres composants.

Ces différences de composition peuvent influencer les microorganismes susceptibles de se développer dans les produits.

Dans le cadre du projet doctoral DECIMALE, nous poursuivons cette réflexion avec Victoire Le Cozic, doctorante au laboratoire SECALIM. Sa thèse est dirigée par Emmanuel Jaffrès, expert des bactéries d'altération et de leur comportement dans les aliments et les environnements de production, et co-encadrée par Géraldine Boué, experte en appréciation des risques sanitaires et en sécurité des protéines alternatives, et moi-même, spécialisé en écologie microbienne des aliments, approches moléculaires et séquençage de l'ADN.

Cette complémentarité d'expertises permet d'aborder de manière intégrée les enjeux de qualité et de sécurité microbiologique des alternatives végétales à la viande.

Nous étudions notamment les communautés bactériennes présentes dans des steaks et jambons végétaux commercialisés sous différentes marques.

Mais cette fois, nous disposons d'un outil particulièrement intéressant : le MinION.

Le MinION, un laboratoire génétique dans la main

Imaginez un appareil suffisamment petit pour tenir dans une main, mais capable de lire des millions de fragments d'ADN.

C'est le principe du MinION, un séquenceur développé par Oxford Nanopore Technologies.

Son fonctionnement repose sur de minuscules ouvertures appelées « nanopores ». Lorsqu'une molécule d'ADN traverse un pore, elle provoque des variations d'un courant électrique. Un logiciel interprète ensuite ces signaux pour retrouver la succession des éléments qui composent l'ADN.

Pour identifier les bactéries, nous étudions notamment un gène particulier, appelé « gène de l'ARN ribosomique 16S ».

Il peut être considéré comme une sorte de carte d'identité génétique des bactéries.

L'avantage du MinION est de pouvoir lire pratiquement toute la longueur de ce gène, soit environ 1 500 éléments génétiques. Cette information peut permettre une identification plus précise que l'analyse d'un fragment court.

Nous pouvons ainsi explorer simultanément de nombreuses bactéries présentes dans un aliment sans devoir les cultiver individuellement.

Des millions de séquences pour découvrir un monde invisible

Les premières analyses réalisées dans le cadre des travaux de Victoire Le Cozic ont permis d'obtenir plusieurs millions de lectures d'ADN.

Elles révèlent des communautés bactériennes très diversifiées, avec des différences importantes entre les échantillons.

Nous retrouvons notamment des bactéries appartenant au genre Pseudomonas, mais également à des groupes comme Brochothrix, Carnobacterium ou Psychrobacter. Certaines espèces de ces groupes sont connues pour participer à l'altération des aliments, notamment pendant leur conservation.

Des séquences ont également été attribuées à des espèces présentant un intérêt sanitaire, comme Listeria monocytogenes.

Attention toutefois : détecter l'ADN d'une bactérie ne signifie pas nécessairement que cette bactérie est vivante ou dangereuse.

L'ADN peut persister après la mort des cellules. De plus, certaines espèces possèdent des séquences très proches, ce qui rend parfois leur distinction difficile.

Le séquençage constitue donc un outil complémentaire aux méthodes classiques, et non leur remplacement.

Mieux comprendre les microbes pour mieux accompagner l'alimentation de demain

Les travaux réalisés sur les insectes et les alternatives végétales nous enseignent une chose essentielle : chaque aliment possède ses propres caractéristiques microbiologiques.

Les nouvelles sources de protéines ne sont pas nécessairement plus dangereuses que les aliments conventionnels. En revanche, elles peuvent nécessiter des méthodes d'analyse mieux adaptées à leurs particularités.

À SECALIM, notre objectif est désormais de combiner microbiologie traditionnelle, analyses moléculaires et séquençage pour mieux comprendre les communautés microbiennes des aliments.

Nous souhaitons également développer la métagénomique, une approche permettant d'explorer beaucoup plus largement le patrimoine génétique des microorganismes et certaines de leurs fonctions biologiques.

À terme, ces connaissances pourront aider les professionnels de l'agroalimentaire à mieux comprendre les phénomènes d'altération, améliorer leurs procédés et maîtriser les risques sanitaires.

Car accompagner la transition alimentaire ne consiste pas seulement à développer de nouvelles sources de protéines.

Il faut aussi apprendre à connaître les microorganismes qui les accompagnent.

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Pour aller plus loin

Publication scientifique

Misery, B., Brulé, L., Djema, R., Yan, X., Le Cozic, V., Baudouin, G., Federighi, M., & Boué, G. (2025). Investigating the Microbial Dynamics of Hermetia illucens Powder Throughout Rearing and Processing: An Integrated Approach Using Cultural and Metabarcoding Methods. Foods, 14(13), 2161.

https://doi.org/10.3390/foods14132161

Vidéo de vulgarisation

Les recherches sur les insectes à Oniris : https://www.youtube.com/watch?v=HX9KZyH-FRc

À propos de l'auteur et de l'équipe

Boris Misery est maître de conférences à Oniris et mène ses recherches au sein de l'UMR INRAE–Oniris SECALIM, à Nantes. Ses travaux portent sur l'écologie microbienne des aliments, les protéines alternatives et le développement de méthodes de séquençage permettant de caractériser les microorganismes associés aux denrées alimentaires.

Ces recherches sont menées en collaboration étroite avec Lénaïg Brulé, assistante-ingénieure, et Géraldine Boué, maîtresse de conférences, ainsi qu'avec les étudiants et doctorants impliqués dans les différents projets. Les travaux sur les alternatives végétales s'inscrivent notamment dans la thèse de Victoire Le Cozic, dirigée par Emmanuel Jaffrès et co-encadrée par Géraldine Boué et Boris Misery.

Ces travaux ont notamment bénéficié du soutien de la Région Pays de la Loire dans le cadre du dispositif PULSAR, à travers le projet MinInsect.