Effet de la pression hydrostatique sur la distribution et l'activité (bioluminescence, dégradation de la matière organique) de différents micro-organismes marins PDF Download
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Author: Badr Al Ali Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 214
Book Description
Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse a pour but de fournir de nouvelles approches méthodologiques pour caractériser les communautés microbiennes en milieu océanique profond et de mesurer leurs activités. Dans le cadre de cette thèse, nous avons tout d'abord amélioré une technique d'hybridation in situ (CARD-FISH) pour dénombrer les groupes phylogénétiques majeurs en milieu marin profond. En Mer Tyrrhénienne, le pourcentage des Bacteria est toujours plus élevé que celui des Crenarchaea et des Euryarchaea. Alors que le pourcentage des Crenarchaea augmente avec la profondeur, celui des Euryarchaea est relativement homogène le long de la colonne d’eau. Dans le cadre d'une collaboration avec le Centre de Physique des Particules de Marseille sur le programme ANTARES (télescope sous-marin à neutrino), nous avons étudié quel pouvait être le rôle des bactéries luminescentes dans le bruit lumineux détecté quelquefois par le télescope. Une première étape a été de développer une approche quantitative par la méthode CARD-FISH sur les ARNm des gènes lux qui n'a été qu'en partie concluante mais donne des résultats préliminaires encourageants. Notre attention s'est portée sur l'identification puis la caractérisation d'une souche isolée à 2200 m de profondeur à proximité du site ANTARES (nommée Photobacterium phosphoreum ANT-2200). Pour mieux comprendre le rôle des bactéries bioluminescentes en milieu profond, nous avons développé un système hyperbare spécifique pour évaluer l’effet de la pression hydrostatique sur cette souche. Alors que cette souche a été caractérisée comme piezotolérante (croissance non sensible à des variations de pression), la lumière produite est plus élevée à la pression de 22 MPa (2200 m simulée) qu'à 0.1 MPa (pression atmosphérique). Enfin, une étude complémentaire m'a conduit à étudier l'effet de la pression hydrostatique sur une souche hydrocarbonoclaste Marinobacter aquaeolei #5. Là encore, nous montrons que la modification de la pression hydrostatique n’influence pas le taux de croissance (souche piezotolérante), mais peut fortement modifier les voies métaboliques, notamment la quantité et la nature des cires produites. Les cires intracellulaires s’accumulent sous formes de corps lipidiques avec une proportion moins importante à 35 MPa alors que le rapport d'insaturation des acides gras membranaires et la quantité de cires di-insaturées augmentent à la pression 35 MPa. Par ces études, nous suggérons que la pression hydrostatique joue un rôle important au niveau de la physiologie des bactéries marines et la distribution des procaryotes dans les écosystèmes marins profonds.
Author: Badr Al Ali Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 214
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Le travail réalisé dans le cadre de cette thèse a pour but de fournir de nouvelles approches méthodologiques pour caractériser les communautés microbiennes en milieu océanique profond et de mesurer leurs activités. Dans le cadre de cette thèse, nous avons tout d'abord amélioré une technique d'hybridation in situ (CARD-FISH) pour dénombrer les groupes phylogénétiques majeurs en milieu marin profond. En Mer Tyrrhénienne, le pourcentage des Bacteria est toujours plus élevé que celui des Crenarchaea et des Euryarchaea. Alors que le pourcentage des Crenarchaea augmente avec la profondeur, celui des Euryarchaea est relativement homogène le long de la colonne d’eau. Dans le cadre d'une collaboration avec le Centre de Physique des Particules de Marseille sur le programme ANTARES (télescope sous-marin à neutrino), nous avons étudié quel pouvait être le rôle des bactéries luminescentes dans le bruit lumineux détecté quelquefois par le télescope. Une première étape a été de développer une approche quantitative par la méthode CARD-FISH sur les ARNm des gènes lux qui n'a été qu'en partie concluante mais donne des résultats préliminaires encourageants. Notre attention s'est portée sur l'identification puis la caractérisation d'une souche isolée à 2200 m de profondeur à proximité du site ANTARES (nommée Photobacterium phosphoreum ANT-2200). Pour mieux comprendre le rôle des bactéries bioluminescentes en milieu profond, nous avons développé un système hyperbare spécifique pour évaluer l’effet de la pression hydrostatique sur cette souche. Alors que cette souche a été caractérisée comme piezotolérante (croissance non sensible à des variations de pression), la lumière produite est plus élevée à la pression de 22 MPa (2200 m simulée) qu'à 0.1 MPa (pression atmosphérique). Enfin, une étude complémentaire m'a conduit à étudier l'effet de la pression hydrostatique sur une souche hydrocarbonoclaste Marinobacter aquaeolei #5. Là encore, nous montrons que la modification de la pression hydrostatique n’influence pas le taux de croissance (souche piezotolérante), mais peut fortement modifier les voies métaboliques, notamment la quantité et la nature des cires produites. Les cires intracellulaires s’accumulent sous formes de corps lipidiques avec une proportion moins importante à 35 MPa alors que le rapport d'insaturation des acides gras membranaires et la quantité de cires di-insaturées augmentent à la pression 35 MPa. Par ces études, nous suggérons que la pression hydrostatique joue un rôle important au niveau de la physiologie des bactéries marines et la distribution des procaryotes dans les écosystèmes marins profonds.
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LA RESPIRATION DES MICRO-ORGANISMES MARINS EST REPRESENTATIVE DE LA REMINERALISATION DE LA MATIERE ORGANIQUE DISSOUTE ET PARTICULAIRE. EN UTILISANT LE TEST ENZYMATIQUE ETS (ELECTRON TRANSPORT SYSTEM) DE PACKARD POUR APPREHENDER CETTE RESPIRATION, L'INFLUENCE DU FRONT GEOSTROPHIQUE LIGURO-PROVENCAL SUR LA REMINERALISATION, A ETE ETUDIEE POUR CHAQUE SAISON SUR LA SECTION NICE-CALVI. L'ACTIVITE ETS EST QUASI NULLE A 200 M ET REVELE DES ACCUMULATIONS D'ASSEMBLAGES MICROBIENS A 300-400 M ET 800-1000 M. LA DEPENDANCE DE L'HYDROLOGIE EST CONFIRMEE PAR L'ANALYSE DES CORRESPONDANCES MULTIPLES DES DONNEES. LA COMPARAISON DE LA VITESSE ANNUELLE DE PRODUCTION METABOLIQUE DE CO2 DANS LA ZONE CENTRALE, AVEC LE FLUX DE CARBONE PARTICULAIRE CORRESPONDANT (PIEGES A SEDIMENT), N'ATTRIBUE A CE DERNIER QUE 10% DE CONTRIBUTION A LA REMINERALISATION. L'EFFET DU FRONT ALMERIA-ORAN SUR LA DISTRIBUTION SPATIALE DE L'ACTIVITE ETS A ETE OBSERVE DE FACON ANALOGUE DANS LA COUCHE DE SURFACE OU LA COMPOSITION DES ASSEMBLAGES MICROBIENS EST EGALEMENT SOUS INFLUENCE DE L'HYDROLOGIE. EN PROFONDEUR LA DISTRIBUTION SEMBLE PLUS LIEE A LA NATURE DES MASSES D'EAU QU'AUX COURANTS DE SURFACE. LE MOUVEMENT DE ROTATION ANTICYCLONIQUE DES LENTILLES D'EAU MEDITERRANEENNE EN ATLANTIQUE NORD-EST MAINTIENDRAIT LA VITESSE DE REMINERALISATION 3 FOIS SUPERIEURE A CELLE DES EAUX ATLANTIQUES AVOISINANTES. L'ENSEMBLE DES RESULTATS CONFORTE LE CHOIX DE L'APPROCHE SUIVIE POUR QUANTIFIER LA REMINERALISATION
Author: Mehdi Boutrif Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 233
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This main objective of this work is the study of interactions between prokaryotic compartments of meso-and bathypelagic zones with different size classes of dissolved organic carbon (DOC). Several measurements of monomers assimilation (3H-Glucose), of complex molecules degradation (3H-EPS and HMW-DOC) and prokaryotic heterotrophic production were realized through the water column of NW Mediterranean Sea (Gulf of Lion, DYFAMED and ANTARES station) and NE Atlantic Ocean (PAP site). During these studies, all measurements realized below 1000 m depth, were carry out under in situ condition of hydrostatic pressure (> 10 MPa, HP) and compared to their decompressed counterpart measurements, realized at atmospheric pressure (0.1 MPa, ATM). These coupled measurements determine the role of hydrostatic pressure on deep sea microbial activity following the Pressure effect (Re) ration (=HP measurement / ATM measurement). The results show that microbial activities measured under HP condition during stratified water period, were more important than those measured under ATM condition (mean Pe = 4.01, n=120), and confirm the abilities of deep sea prokaryotes to degrade complex organic molecules. Moreover, the cell-specific activity of deep sea prokaryotes in 3H-EPS degradation are 6 time more active than the surface, indicating the ability of autochthonous deep sea prokaryotes to degrade complex molecules under high conditions of pressure.
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Les environnements sous haute pression hydrostatique, i.e. les environnements marins (fonds océaniques et sources hydrothermales) et les environnements souterrains, représentent un volume important de la biosphère terrestre. Cependant, les adaptations piézophiles des micro-organismes sont mal comprises. Cette thèse est donc dédiée à l’étude du métabolisme microbien sous pression. Nous avons développé un nouvel outil permettant l’étude in situ des micro-organismes et des composants cellulaires dans des conditions variées de pression (0-1 GPa) et de température (0-200°C). Il s’agit d’une cellule à enclumes de diamant (CED) modifiée, dans laquelle les mesures spectroscopiques (Raman, infrarouge, et absorption des rayons X) à haute résolution sont possibles, ainsi que l’observation en microscopie confocale. Nous avons également calibré une nouvelle jauge de pression, afin de réaliser des mesures de pression rapides et précises en CED. Nous avons étudié deux réactions métaboliques chez deux micro-organismes piézosensibles sous pression. Nous avons montré par spectroscopie Raman que la fermentation alcoolique chez la levure Saccharomyces cerevisiae se produit jusqu’à 87 ±7 MPa, soit 37 MPa de plus que la pression prédite pour cette voie métabolique. De plus, nous avons établi que la vitesse de réaction est maximale à 10 MPa et 30°C. Nous avons établi par spectroscopie XANES que la réduction du sélénite chez la bactérie Shewanella oneidensis MR-1 se produit jusqu’à 155 ±5 MPa. Ces résultats, non attendus chez des micro-organismes piézosensibles, montrent l’importance potentielle des micro-organismes de surface sur les cycles biogéochimiques en profondeur, ainsi que la puissance des techniques in situ pour l’étude des processus métaboliques microbiens sous pression
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Les environnements profonds marins ou continentaux représentent la majorité des biotopes sur Terre. Ils sont colonisés par des organismes, appelés piézophiles, adaptés aux fortes pressions hydrostatiques du milieu, conditions qui sont inhibitrices pour la croissance des organismes de surface. Dans le cadre de ce travail, j'ai cherché à élucider les spécificités de l'adaptation aux hautes pressions hydrostatiques. Pour cela, j'ai étudié un micro-organisme piézophile issu d'une source hydrothermale profonde, la souche MP de Thermococcus barophilus, dont l'optimum de croissance est de 400 fois la pression atmosphérique. J'ai caractérisé l'adaptation particulière de deux cibles cellulaires parmi les plus sensibles à la pression : les membranes et le protéome.Mes résultats montrent que la souche MP accumule des molécules de stress en condition de faible pression hydrostatique, c'est-à-dire que le protéome de cette souche est adapté aux conditions de hautes pressions. Il s'agit de la première démonstration d'une adaptation structurale chez un piézophile, et la démonstration que cette souche est une piézophile vraie. Par ailleurs, j'ai pu démontrer les mécanismes d'adaptation de la membrane en réponse à la pression et à la température. J'ai montré que cette réponse correspond à une adaptation homéovisqueuse de la composition membranaire, et que celle-ci est unique, car elle met en jeu trois mécanismes différents : une régulation du ratio di-/tetraéthers, une régulation du niveau d'insaturation des lipides, et la présence de lipides neutres dans la structure de la membrane. Ceci m'a amenée à proposer un nouveau modèle de membrane pour la souche modèle piézophile T. barophilus. La généralisation de ces observations et la confirmation de leur lien avec la piézophilie passe par l'étude d'autres organismes piézophiles.
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CE TRAVAIL A ETE REALISE DANS LE CADRE DU PROGRAMME JGOFS (JOINT GLOBAL FLUX STUDIES) DONT LE BUT EST DE DETERMINER SI L'OCEAN EST CAPABLE D'ABSORBER LE CO#2 PRODUIT PAR L'ACTIVITE HUMAINE. AU SEIN DE CETTE PROBLEMATIQUE, LES MODELES GLOBAUX SONT NECESSAIRES POUR QUANTIFIER LES FLUX DE CARBONE ENTRE L'ATMOSPHERE ET L'OCEAN, ET POUR ETUDIER LES NOMBREUX COUPLAGES ENTRE LES PROCESSUS PHYSIQUES, CHIMIQUES ET BIOLOGIQUES CONTROLANT CES FLUX. CEPENDANT, CES MODELES GLOBAUX NE SONT PAS ADAPTES POUR ETUDIER CHAQUE SOUS-SYSTEME DU SYSTEME OCEAN. EN PARTICULIER, LE SOUS-SYSTEME BACTERIEN, DONT LE ROLE EST PRIMORDIAL DANS LA SEQUESTRATION DU CARBONE PAR L'OCEAN ET LES SEDIMENTS, NECESSITE UN TRAVAIL SPECIFIQUE. LE BUT FINAL DE CETTE ETUDE EST DONC DE DEFINIR UN MODELE BACTERIEN QUI SERA INTEGRE DANS UN MODELE GLOBAL. POUR NOUS AFFRANCHIR DES COUPLAGES AVEC LA PHYSIQUE ET LES AUTRES SOUS-SYSTEMES BIOLOGIQUES, NOUS AVONS ETUDIE LES PROCESSUS BACTERIENS A PARTIR D'EXPERIENCES DE BIODEGRADATION EFFECTUEES SUR DES ECHANTILLONS D'EAU DE MER. DANS CE TRAVAIL, NOUS AVONS ADAPTE L'ASSIMILATION DE DONNEES A LA BIOLOGIE EXPERIMENTALE POUR DETERMINER LES PARAMETRES BACTERIENS ET CARACTERISER LA MATIERE ORGANIQUE PRESENTE DANS CHAQUE ECHANTILLON. DE PLUS, NOUS AVONS DEVELOPPE UNE DEMARCHE STATISTIQUE GLOBALE POUR ANALYSER ET COMPARER LES SOLUTIONS OBTENUES PAR ASSIMILATIONS. LA COMPARAISON DES SOLUTIONS OBTENUES A PARTIR D'UN ECHANTILLON PERMET DE DETECTER LES ERREURS LIEES AU MODELE, A UNE MAUVAISE INTERPRETATION DES MESURES, OU AU SOUS-ECHANTILLONNAGE. LA COMPARAISON DE SOLUTIONS OBTENUES A PARTIR D'ECHANTILLONS DIFFERENTS PERMET D'APPREHENDER LA VARIABILITE BIOLOGIQUE DES PARAMETRES BACTERIENS. CETTE DEMARCHE STATISTIQUE GLOBALE EST INDISPENSABLE POUR INTEGRER LES RESULTATS OBTENUS A PARTIR D'ECHANTILLONS DANS LE CADRE PLUS GLOBAL DE L'ETUDE DES CYCLES BIOGEOCHIMIQUES DANS L'OCEAN.
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LA DYNAMIQUE DE LA MATIERE ORGANIQUE DANS LE SOL EST UN DETERMINANT MAJEUR DU FONCTIONNEMENT DE L'ECOSYSTEME. L'AGENT PRINCIPAL DE CETTE DYNAMIQUE EST LA MICROFLORE HETEROTROPHE DU SOL DONT LES ACTIVITES MINERALISATRICES CONDITIONNENT ET DEPENDENT DE LA QUANTITE ET DE LA QUALITE DE LA MATIERE ORGANIQUE PRESENTE DANS LE SOL. NOTRE OBJECTIF ETAIT D'ETUDIER LES DETERMINISMES CHIMIQUES ET MICROBIENS DE LA DYNAMIQUE DE LA MATIERE ORGANIQUE ET DE LA MINERALISATION DE L'AZOTE DANS LES SOLS DE DIFFERENTS FACIES DE SAVANE ET DE FORET D'UNE SAVANE HUMIDE (LAMTO, COTE D'IVOIRE). AU SEIN DE L'UN DES FACIES DE SAVANE, UNE ETUDE DETAILLEE A ETE MENEE DANS LE BUT D'EVALUER LES LIENS ENTRE LES PROPRIETES CHIMIQUES DES PARTICULES DE MATIERE ORGANIQUE ET LES ACTIVITES MICROBIENNES DE MINERALISATION DU CARBONE ET DE L'AZOTE. CES RESULTATS ONT CONFIRME LA FAIBLE TENEUR EN MATIERE ORGANIQUE DES SOLS DANS LES ECOSYSTEMES DE LAMTO. LA VARIABILITE DES RESSOURCES DANS LES SOLS DE LAMTO SE MANIFESTE A LA FOIS DU POINT DE VUE QUANTITATIF (DISTRIBUTION DE LA MATIERE ORGANIQUE) ET QUALITATIF (COMPOSITION CHIMIQUE DE LA MATIERE ORGANIQUE). LA MATIERE ORGANIQUE DES SOLS EST ESSENTIELLEMENT COMPOSEE DE PRODUITS AYANT DEJA SUBI DE NOMBREUSES TRANSFORMATIONS MICROBIENNES. IL EN RESULTE UN FAIBLE NIVEAU D'ACTIVITE MICROBIENNE MEME EN CONDITIONS OPTIMALES. L'ORIGINE LIGNEUSE OU HERBACEE, ET LES RAPPORTS C/N DE LA MATIERE ORGANIQUE DU SOL SEMBLENT AVOIR PEU D'INFLUENCE A COURT TERME, SUR L'ACTIVITE DES MICRO-ORGANISMES DU SOL. L'OBSERVATION DE LA REPONSE DE CEUX-CI A L'APPORT DE SUBSTRATS CHIMIQUEMENT SIMPLES A CONFIRME LE ROLE PREPONDERANT, A COURT TERME, DU CARBONE VIS-A-VIS DE LA MINERALISATION DE L'AZOTE : LES MICRO-ORGANISMES NE MANQUENT PAS DE SUBSTRAT ORGANIQUE AZOTE, MAIS DE SUBSTRAT ORGANIQUE CARBONE FACILEMENT ASSIMILABLE. EN REVANCHE, LE COMPARTIMENT MICROBIEN APPARAIT CAPABLE DE JOUER LE ROLE D'UNE STRUCTURE DE STOCKAGE TRANSITOIRE DE L'AZOTE MINERAL DU SOL. LA PLUS GRANDE PARTIE DU STOCK ORGANIQUE DU SOL EST ASSOCIEE AUX FRACTIONS ORGANO-MINERALES FINES (ARGILES ET LIMONS FINS) QUI NE REPRESENTENT QU'UNE FAIBLE PROPORTION DU POIDS TOTAL DU SOL. C'EST AUSSI DANS CES FRACTIONS QUE SONT MESURES LES RAPPORTS C/N LES PLUS BAS ET LES VALEURS #1#5N LES PLUS FORTES, TEMOIGNAGES DU GRAND NOMBRE DE TRANSFORMATIONS MICROBIENNES SUBIES PAR LA MATIERE ORGANIQUE DU SOL. LES POTENTIELS DE MINERALISATION DE LA MATIERE ORGANIQUE ASSOCIEE AUX DIFFERENTES FRACTIONS ORGANO-MINERALES A ETE ESTIMEE EN COMPARANT L'ACTIVITE BIOLOGIQUE DE SOLS AUXQUELS IL MANQUE UNE FRACTION DONNEE, A CELLE D'UN SOL FRACTIONNE ET RECONSTITUE. L'ACTIVITE RESPIROMETRIQUE DU SOL EST UN PROCESSUS ADDITIF : LA PRODUCTION DE DIOXYDE DE CARBONE DU SOL TOTAL N'EST QUE LA SOMME DE LA PRODUCTION DANS LES DIFFERENTES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES DU SOL. EN REVANCHE, L'ACCUMULATION D'AZOTE MINERAL DANS LE SOL N'EST PAS LA SIMPLE ADDITION DES ACCUMULATIONS QUI SE PRODUISENT DANS LES FRACTIONS GRANULOMETRIQUES : L'IMMOBILISATION, ET LA PRODUCTION NETTE D'AZOTE MINERAL DANS UN SOL EST FONCTION DE LA QUANTITE ET DE LA QUALITE DE LA MATIERE ORGANIQUE DES DIFFERENTES FRACTIONS, MAIS SURTOUT DU TRANSFERT ENTRE FRACTIONS.
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L'OBJECTIF PRINCIPAL DE CE TRAVAIL ETAIT DE METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DE LA BIOTURBATION INDUITE PAR LE MACROBENTHOS SUR LA DENITRIFICATION DANS UN SEDIMENT MARIN SOUMIS A UN APPORT PONCTUEL MASSIF DE MATIERE ORGANIQUE (HYDROCARBURES). DEUX TYPES D'EXPERIMENTATIONS COMPLEMENTAIRES ONT ETE REALISEES: - IN VITRO, POUR ETUDIER LES EFFETS D'UNE POPULATION DE POLYCHETES GALERICOLES NEREIS DIVERSICOLOR, - IN SITU (GOLFE DE FOS) AFIN DE METTRE EN EVIDENCE L'INFLUENCE DE LA MACROFAUNE AUTOCHTONE PLURISPECIFIQUE DANS LES CONDITIONS NATURELLES. CES DEUX TYPES D'ETUDES ONT PERMIS DE DEMONTRER LE FORT IMPACT DE LA MACROFAUNE SUR LA DENITRIFICATION DANS LES SEDIMENTS, LA BIOTURBATION AYANT UNE INCIDENCE SUR: - LE NITRATE, DONT L'APPROVISIONNEMENT POUR LA DENITRIFICATION EST FACILITE LORS DU REMANIEMENT SEDIMENTAIRE, - LA PRESENCE D'OXYGENE, QUI A LA FOIS STIMULE LA NITRIFICATION POURVOYEUSE DE NITRATE ET INHIBE LA DENITRIFICATION, - LA MATIERE ORGANIQUE, DONT L'INFLUENCE EST VARIABLE EN FONCTION DES QUANTITES MISES EN CONTACT AVEC LA MICROFLORE DENITRIFIANTE, - LA CREATION DE MICRO-NICHES AUGMENTANT LA PROXIMITE ET LES ECHANGES ENTRE NITRIFICATION ET DENITRIFICATION
Author: Ayman Hafiz Amer Eissa Publisher: ISBN: 9789535152682 Category : Languages : en Pages : 304
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This book is an example of a successful addition to the literature of bioengineering and processing control within the scientific world. The book is divided into twelve chapters covering: selected topics in food engineering, advances in food process engineering, food irradiation, food safety and quality, machine vision, control systems and economics processing. All chapters have been written by renowned professionals working in food engineering and related disciplines.
Author: Steven Ricke Publisher: Academic Press ISBN: 0128004045 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 466
Book Description
Food Safety: Emerging Issues, Technologies and Systems offers a systems approach to learning how to understand and address some of the major complex issues that have emerged in the food industry. The book is broad in coverage and provides a foundation for a practical understanding in food safety initiatives and safety rules, how to deal with whole-chain traceability issues, handling complex computer systems and data, foodborne pathogen detection, production and processing compliance issues, safety education, and more. Recent scientific industry developments are written by experts in the field and explained in a manner to improve awareness, education and communication of these issues. - Examines effective control measures and molecular techniques for understanding specific pathogens - Presents GFSI implementation concepts and issues to aid in implementation - Demonstrates how operation processes can achieve a specific level of microbial reduction in food - Offers tools for validating microbial data collected during processing to reduce or eliminate microorganisms in foods
Author: Badr Al Ali
Author: Badr Al Ali
Author: Dominique Lefèvre
Author: Mehdi Boutrif
Author: Aude Picard
Author: Anaïs Cario
Author: FRANCOIS.. LAMY
Author: HASSAN BISMARCK.. NACRO
Author: Franck Gilbert
Author: Ayman Hafiz Amer Eissa
Author: Steven Ricke