Identification et typage de champignons filamenteux et de levures d'intérêt alimentaire par spectrométrie de masse MALDI-TOF

Identification and typing of yeasts and filamentous fungi from the food environment using MALDI-TOF MS

• Auteur / Autrice : Nolwenn Rolland
• Direction : Jérôme Mounier, Jean-Luc Jany, Victoria Girard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie, virologie et parasitologie
• Date : Soutenance le 17/10/2024
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie, Géosciences, Agronomie, Alimentation (Rennes ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire universitaire de biodiversité et écologie microbienne (Plouzané ; 2004-....)
• Jury : Président / Présidente : Florence Mathieu
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jérôme Mounier, Jean-Luc Jany, Victoria Girard, Florence Mathieu, Angélique Fontana Tachon, Jean-Denis Bailly
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Angélique Fontana Tachon, Jean-Denis Bailly

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie de masse

Aliments -- Altération

Champignons microscopiques

Mots clés libres

Champignons

MALDI-TOF MS

Base de données

Complexes

Source-tracking

Fungi

MALDI-TOF MS

Spectral database

Species complexes

Source-tracking

Résumé

Les champignons peuvent avoir des effets à la fois bénéfiques et indésirables sur les matrices alimentaires. Pour l’aspect positif, ils peuvent, par exemple, prolonger la durée de conservation et améliorer les propriétés organoleptiques. En revanche, ils sont des contributeurs majeurs aux pertes et gaspillages alimentaires mondiaux. Certaines espèces produisent des mycotoxines qui représentent une menace significative pour la santé humaine et animale. Il est donc crucial de maîtriser ces contaminants pour assurer la sécurité et la qualité des produits alimentaires ainsi que des environnements de production. L'identification précise des espèces fongiques est essentielle pour atteindre cet objectif. L'objectif de cette thèse de doctorat était d'élargir une base de données spectrales existante de MALDI-TOF MS avec des espèces et des complexes d’espèces pertinents, ainsi que d'évaluer la diversité inter- et intra-spécifique dans un contexte industriel. À cette fin, un total de 380 souches de levures et de moisissures, représentant 133 espèces, ont été ajoutées à la base de données spectrale, incluant des espèces provenant de cinq complexes. La spectrométrie de masse MALDI-TOF a été employée avec succès pour évaluer la diversité fongique des moisissures environnementales et responsables de la détérioration des aliments dans une usine. Comparée à une méthode moléculaire, le séquençage SSRseq, la capacité de traçage des sources de contamination de la méthode MALDI-TOF MS a été confirmée. Elle a été appliquée spécifiquement à 66 isolats de Cladosporium sphaerospermum et 28 isolats de Penicillium brevicompactum, révélant respectivement quatre et trois populations distinctes.

Fungi can have both desirable and undesirable impacts on food matrices. On the positive side, they can, for instance, enhance shelf-live and improve organoleptic properties. Conversely, they are major contributors to global food losses and waste. Moreover, some species produce mycotoxins posing a significant threat to human and animal health. Controlling these contaminants is therefore crucial to ensuring the safety and quality of food products and production environments. Accurate identification of fungal species is key to achieving this. The aim of this PhD thesis was to expand an existing MALDI-TOF MS spectral database with relevant species and species complexes as well as to evaluate the inter and intraspecific diversity in an industrial context. To this end, a total of 380 yeast and mold strains, representing 133 species, were added to the spectral database, including species from five complexes. MALDI-TOF MS was successfully employed to assess the fungal diversity of environmental and food spoilage molds in a factory. When compared to a molecular method, i.e. SSRseq, the source-tracking capability of MALDI-TOF MS was confirmed. Specifically, it was applied to 66 isolates of Cladosporium sphaerospermum and 28 isolates of Penicillium brevicompactum, revealing four and three distinct populations, respectively.