BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE

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1 BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE Série : Sciences et Technologies de Laboratoire Spécialité : Biotechnologies SESSION 2014 Sous-épreuve écrite de Biotechnologies Coefficient de la sous-épreuve : 4 Ce sujet est prévu pour être traité en deux heures. Les sujets de CBSV et de biotechnologies seront traités sur des copies séparées. L usage de la calculatrice est autorisé. Ce sujet comporte 7 pages. Sujet zéro 2014 Page : 1/7

2 HYGIENE DANS UNE INDUSTRIE ALIMENTAIRE Une usine de production de steaks hachés (usine A), située dans une région A, a implanté une filiale (filiale B) dans une autre région B. Au sein des ateliers de production, les hachoirs à viande sont des outils essentiels qui peuvent être à l origine de contaminations. Ils doivent donc être nettoyés et désinfectés quotidiennement selon des procédures normalisées. Des contrôles microbiologiques sur la chaîne de production ont lieu régulièrement afin de détecter d éventuelles contaminations. Les procédures de nettoyage/désinfection sont identiques dans les deux usines. Lors du contrôle microbiologique interne dans la filiale B, le technicien chargé du contrôle qualité détecte et identifie un contaminant bactérien (Escherichia coli) au niveau d un hachoir à viande. L étape de nettoyage/désinfection des hachoirs est suspectée. 1. ÉTUDE DES PROCEDURES DE NETTOYAGE/DESINFECTION Après enquête auprès des responsables de la chaîne de production, il s avère que les procédures de nettoyage/désinfection ont été respectées. Le désinfectant est alors mis en cause quant à l origine de la contamination. Ce désinfectant, de nature anionique se présente sous forme de comprimés à dissoudre dans l eau. Les documents 1 et 2 apportent respectivement des informations relatives au nettoyage et désinfection du matériel ainsi que sur la dureté calcique de l eau. Q1. Expliquer en quoi le nettoyage favorise une désinfection efficace. Q2. Proposer deux hypothèses permettant d expliquer la persistance d un contaminant bactérien malgré le respect des procédures de nettoyage/désinfection. 2. ÉTUDE DE L EFFICACITE DU DESINFECTANT DANS L USINE DE LA REGION A Des tests ont été réalisés pour vérifier l efficacité du désinfectant qui est évaluée par détermination de l activité bactéricide. Cette activité est déterminée au moyen d une méthode de dénombrement, dérivée de la norme NFT , après dilution-neutralisation. Son protocole opératoire est décrit dans le document 3. Q3. Représenter à l aide d un schéma de synthèse annoté, les étapes du protocole présenté dans le document 3 Q4. Analyser ce document pour déterminer précisément le rôle du diluant-neutralisant. Q5. Calculer la dilution réalisée ayant permis d obtenir la suspension essai (S e ) à partir de la suspension inoculum (S i ). Q6. En déduire la concentration cellulaire théorique C N(E.coli ; Se) en bactéries.ml -1 de la suspension Se, dans le cas où le désinfectant n a pas d effet bactéricide. Le dénombrement obtenu donne le résultat suivant : Nombre de colonies sur gélose PCA = 45. Sujet zéro 2014 Page : 2/7

3 Q7. Conclure sur l efficacité du désinfectant anionique préparé dans l usine de la région A. 3. DOSAGE DU CALCIUM DE L EAU SERVANT A PREPARER LA SOLUTION DE DESINFECTANT En parallèle, le technicien chargé du contrôle qualité analyse l effet de la dureté calcique de l eau sur l efficacité du désinfectant. Un dosage du CaCO 3 de l eau utilisée pour reconstituer le désinfectant est entrepris dans l usine A et dans sa filiale B. La méthode de dosage et les résultats expérimentaux obtenus sont présentés dans le document 4. Q8. Déterminer et justifier le choix de la longueur d onde utilisée pour ce dosage spectrophotométrique. Q9. Déterminer graphiquement la concentration molaire en CaCO 3 des deux échantillons d eau prélevés sur les sites de production Q10. En référence au document 2, conclure sur la dureté calcique des deux eaux testées. 4. ÉTUDE DE L INFLUENCE DE LA CONCENTRATION EN CaCO 3 SUR L ACTIVITE BACTERICIDE DU DESINFECTANT. Les eaux servant à préparer le désinfectant sur les deux sites ayant des duretés calciques différentes, des tests complémentaires sont envisagés. Le technicien a évalué l impact de la concentration en CaCO 3 sur l activité bactéricide du désinfectant. Différentes solutions de CaCO 3 ont été utilisées pour dissoudre le comprimé de désinfectant anionique. Ces différentes solutions ont été soumises à un test de détermination d activité bactéricide. Le document 5 présente les résultats de cette étude. Q11. Analyser l influence de la concentration en CaCO 3 de l eau sur la concentration cellulaire en bactérie de la suspension Se (C N(E.coli ; Se) ) après traitement par le désinfectant. Le désinfectant est jugé efficace si la concentration bactérienne de la suspension S i (C N(E.coli ; Si) ) est supérieure à la concentration bactérienne de la suspension S e (C N(E.coli ; Se) ) multipliée par un facteur Q12. Calculer la valeur de la concentration bactérienne de la suspension S e (C N(E.coli ; Se) ) de la souche d'escherichia coli multipliée par 10 6 pour chaque concentration de CaCO 3. Présenter les résultats sous forme d un tableau. Q13. Déduire la concentration de CaCO 3 à partir de laquelle le désinfectant n est plus efficace pour la souche de référence Escherichia coli CNCM SYNTHESE Q14. Synthétiser l ensemble de la démarche effectuée par le technicien lui permettant de conclure sur la cause de la contamination dans la filiale B. Q15. Proposer une stratégie à mettre en œuvre dans la filiale pour éviter la présence d Escherichia coli au niveau des hachoirs à viande. Sujet zéro 2014 Page : 3/7

4 DOCUMENT 1 : Informations relatives au nettoyage et à la désinfection Nettoyer : c est éliminer à l aide d un produit détergent et d une action mécanique, les salissures qui adhèrent à un support sans détériorer celui-ci. Désinfecter : c est éliminer ou inactiver les microorganismes dangereux présents sur un matériau au moment de l opération. La désinfection n a lieu que sur un matériau préalablement nettoyé. Procédure simplifiée pour le nettoyage/désinfection des hachoirs à viande : 1- Débrancher l appareil ou couper l alimentation (coupe-circuit). 2- Démonter les parties amovibles. 3- Eliminer les souillures importantes par brossage avec un détergent. 4- Rincer soigneusement. 5- Désinfecter en respectant le temps de contact conseillé par le fabricant du désinfectant. Attention aux parties métalliques qui nécessitent un rinçage attentif et un séchage soigneux. Mise en garde : La plupart des désinfectants, dont les désinfectants anioniques, sont moins efficaces en présence de substances interférentes : - matières organiques présentes dans les souillures ; - ions minéraux tels que CaCO 3 fréquemment rencontrés dans les eaux dures. DOCUMENT 2 : La dureté calcique de l eau La dureté calcique de l eau dépend de la concentration en CaCO 3. Dureté calcique de l eau Concentration en CaCO 3 (mmol.l -1 ) Eau très douce Eau douce Eau moyennement dure Eau dure 0 à 0,7 0,8 à 1,5 1,6 à 2,5 2,6 à 4,2 Eau très dure Supérieure à 4,2 Selon les régions de France, la dureté calcique de l eau varie. Sujet zéro 2014 Page : 4/7

5 DOCUMENT 3 : Protocole d évaluation de l'activité bactéricide d un désinfectant par méthode de dilution-neutralisation Souche de référence utilisée : Escherichia coli CNCM Préparer une suspension bactérienne inoculum (Si) de concentration : C N(E.coli ; Si) = 2, bactéries.ml Ajouter 1 ml de désinfectant à 1 ml de la suspension S i. - Laisser en contact 5 minutes exactement. - Transvaser le mélange précédent dans un tube contenant 8 ml de diluant-neutralisant. - Noter Se (suspension essai) la suspension finale obtenue, de concentration C N(E.coli ; Se). - Déposer 1 ml de la suspension Se dans le fond d une boîte de Pétri. - Dans cette même boîte, couler environ 15 ml de gélose PCA en surfusion et agiter. - Incuber 24 heures à 37 C. - Compter les colonies présentes dans la gélose. La gélose PCA = «plate count agar», est un milieu utilisé pour le dénombrement de la flore mésophile aérobie totale. Donnée : Un désinfectant est efficace lorsqu il réduit d'au moins un facteur 10 5 la concentration cellulaire d une suspension bactérienne de référence après un contact de 5 minutes à 20 C. Sujet zéro 2014 Page : 5/7

6 DOCUMENT 4 : Dosage spectrophotométrique du calcium par le bleu de méthylthymol Principe du dosage du CaCO 3 La technique retenue, en raison de sa simplicité, de sa sensibilité et de sa spécificité, utilise le bleu de méthylthymol en solution alcaline tamponnée et réductrice qui donne dans ces conditions un complexe coloré stable avec le calcium. La lecture est effectuée au spectrophotomètre à la longueur d onde optimale déterminée à partir des spectres d absorption. Spectres d absorption : Spectre d absorption du réactif de coloration seul (Bleu de méthylthymol) : Spectre d absorption obtenu après réaction du bleu de méthylthymol avec le CaCO 3 en solution Sujet zéro 2014 Page : 6/7

7 DOCUMENT 4 (SUITE) : Tableau des résultats expérimentaux du dosage spectrophotométrique: N des tubes T0 T1 T2 T3 T4 Eau de l usine A Eau de la filiale B Concentration en CaCO 3 (mmol.l -1 ) Absorbance à λ = 610 nm 0 0,205 0,404 0,609 0,806 0,102 0,607 Droite d étalonnage du spectrophotomètre par une solution étalon de CaCO 3 Absorbance à 610 nm Concentration en CaCO 3 (mmol.l -1 ) DOCUMENT 5 : Résultats d une étude permettant d évaluer l impact du CaCO 3 sur l activité bactéricide du désinfectant Cette étude a été réalisée à partir du protocole du document 3. Le désinfectant reconstitué est testé sur une suspension de la souche de référence Escherichia coli (CNCM ) à une concentration C N(E.coli ; Si) = 2, bactéries.ml -1 avec des eaux dont la concentration en CaCO 3 diffère. Concentration en CaCO 3 de l eau (mmol.l -1 ) Résultats du dénombrement Escherichia coli de référence (C N(E.coli ; Se) en UFC.mL -1 ) , , , , , , Sujet zéro 2014 Page : 7/7