Les bouteilles d’eau réutilisables sont devenues un ustensile à la mode et permettent d’agir pour limiter l’utilisation de leurs équivalents à usage unique. Ces bouteilles réutilisables présentent de nombreux avantages mais qu’en est-il d’un point de vue microbiologique ? Ces bouteilles sont-elles plus propres ou plus sales que celles à usage unique ? Peut-on trouver des micro-organismes pathogènes dans ces bouteilles ?
D’où viennent les bactéries trouvées dans les bouteilles ?
Avant son ouverture, une bouteille d’eau minérale ou de boissons contient naturellement, en très faible quantité, des bactéries provenant des sources de pompages et des usines de conditionnement [1 ; 2]. Ces bactéries n’ont pas d’effets néfastes sur la boisson ou sur les consommateurs. On trouve également des bactéries, en faible quantité, dans l’eau du robinet.
Par contre après l’ouverture d’une bouteille, de nombreuses bactéries peuvent contaminer la boisson [3]. Il s’agit par exemple du cas des bactéries présentes dans l’air et de celles de la salive lorsque l’on porte la bouteille à la bouche. L’ouverture d’une bouteille avec des mains sales peut aussi conduire à une contamination du liquide par des bactéries.
Que deviennent les bactéries dans la bouteille ?
Une fois rentrée dans la bouteille, la croissance bactérienne va dépendre de plusieurs facteurs dont notamment la composition du liquide [3]. Des boissons avec un pH acide comme les sodas et colas peuvent inhiber la croissance bactérienne. Au contraire, la présence de vitamines, de sucres et d’autres nutriments peuvent favoriser la croissance des bactéries, dans la boisson. Dans une seule et même boisson, plusieurs paramètres peuvent influencer en même temps. Par exemple, le sucre présent dans les colas est favorable à la croissance des bactéries mais l’effet négatif du pH acide est plus important.
La température est un autre facteur important lors de la croissance bactérienne dans une boisson. De façon générale, plus la température augmente et plus les bactéries se multiplient vite jusqu’à ce qu’une température optimale soit atteinte puis diminue une fois qu’elle est dépassée. La réfrigération de la boisson va réduire sa température et ainsi diminuer la vitesse de croissance des bactéries. Si la boisson est laissée à température ambiante (15 à 20 °C environ), des bactéries peuvent s’y développer en quelques heures [3].
La plupart du temps, cette croissance bactérienne est invisible à l’œil nu. Dans certains cas, elle se traduit par l’apparition d’un trouble dans le liquide ou la présence d’un précipité. L’apparition d’un biofilm peut être observé si les micro-organismes se fixent sur les surfaces à l’intérieur de la bouteille.
La croissance des bactéries ne signifie pas forcément un danger pour la consommation. De nombreuses bactéries sont inoffensives pour les êtres humains. D’autres bactéries peuvent seulement modifier le goût des boissons (propriétés organoleptiques) sans entrainer de risques pour la consommation. Néanmoins, certaines bactéries sont pathogènes et peuvent engendrer une infection lors de leur ingestion.
Découverte d’une bactérie pathogène dans une bouteille d’eau réutilisable
Dans le cadre d’un projet de science participatif, une bactérie potentiellement pathogène a été découverte dans une bouteille d’eau réutilisable. Ce projet appelé Swab and send, et traduisible en français par “écouvillonner et envoyer”, vise à découvrir de nouveaux antibiotiques. Les citoyens sont invités à écouvillonner des objets du quotidien puis à envoyer les écouvillons à un laboratoire universitaire. Les bactéries ou moisissures sont ensuite cultivées puis la production d’antibiotiques est testée. Plus d’informations sont disponibles sur le site internet et via le hastag twitter #swabandsend associés à ce projet.
Parmi les micro-organismes reçus dans le cadre de cette étude, une bactérie a été isolée dans une bouteille d’eau réutilisable. L’analyse de son ADN a permis d’identifier cette bactérie comme appartenant à l’espèce Klebsiella grimontii [5].
Les bactéries du genre Klebsiella sont trouvées généralement dans l’environnement (eau, sols, …) ainsi que dans le tube digestif et le système respiratoire d’animaux [5 ; 6]. Ces bactéries présentes dans le microbiome intestinal peuvent être des pathogènes opportunistes. C’est-à-dire qu’elles deviennent pathogènes lorsque les conditions sont favorables pour elles, mais qu’elles sont inoffensives le reste du temps. Les Klebsiella pathogènes sont impliquées dans l’infection de plaies, des colites hémorragiques associées aux antibiotiques et des bactériémies. La virulence de ces bactéries peut s’expliquer par la présence d’une capsule et la production de toxines.
Klebsiella grimontii SS141, est-elle pathogène ?
Dans cette étude, les auteurs n’ont pas testé directement si la bactérie découverte est capable d’infecter un corps humain. Par contre, L’analyse de sa séquence d’ADN a permis de détecter les gènes intervenant dans la production d’une toxine appelée kleboxymycine [6]. Cette toxine permettrait à cette bactérie “d’attaquer” les cellules de l’intestin.
De plus, elle possède quatre gènes de résistance aux antibiotiques de la famille des bêta-lactame tel que la pénicilline. Cela est confirmé en observant la croissance de cette bactérie lorsqu’elle est cultivée avec ces antibiotiques. Cette résistance à un antibiotique rendrait plus difficiles les traitements contre cette bactérie.
La comparaison du génome de cette bactérie avec celui d’autres souches pathogènes de Klebsiella indique des similitudes. Ces indices laissent donc envisager que cette bactérie pourrait être pathogène.
Comment cette bactérie s’attache-t-elle aux parois des bouteilles ?
Lorsque des bactéries se fixent sur une surface, elles peuvent s’entourer d’une substance visqueuse, appelée biofilm. Cela permet aux bactéries de se maintenir sur la surface et leur fournit une protection vis-à-vis de l’environnement. La plaque dentaire qui se forme autour des dents est un exemple de biofilm.
Les scientifiques anglais ayant découvert Klebsiella grimontii SS141 ont réalisé des expériences pour vérifier si cette bactérie arrive à former un biofilm et se fixer sur des surfaces. Les résultats indiquent que cette bactérie est capable de produire des biofilms sur des plastiques comme le polypropylène (utilisé dans les bouteilles) ou le polystyrène.
Perspectives de l’étude
Cette étude rappelle que des bactéries peuvent être trouvées dans des boissons et des bouteilles et même s’y développer, surtout si la bouteille est réutilisée plusieurs fois de suite sans nettoyage. Bien que la majorité de ces bactéries soient inoffensives certaines comme celle décrite dans cet article peuvent s’avérer pathogènes.
Il y a encore peu d’études de microbiologie sur les bouteilles d’eau réutilisables [7 ; 8]. Cette étude y remédie et rappelle l’importance de l’hygiène concernant les bouteilles d’eau réutilisables.
Quelques conseils par rapport aux bouteilles d’eau réutilisables
Avant l’achat d’une bouteille d’eau :
- Choisir une bouteille avec une ouverture facilitant l’accès à l’intérieur et le nettoyage.
- Choisir une bouteille en verre ou en métal plutôt qu’en plastique. En effet, des expériences ont montré que les bactéries forment plus facilement un biofilm sur une surface en plastique que sur du métal ou du verre [9]. Cela est notamment dû à la présence de micro-fissures dans les surfaces en plastique qui permettent aux micro-organismes de s’y développer.
- Certaines bouteilles d’eau disposent d’un filtre à l’intérieur pour limiter l’ingestion de bactéries. Cependant, à ma connaissance, aucune étude scientifique n’a encore comparé l’efficacité de ces bouteilles à celle sans filtre. Des toxines produites par des bactéries pourraient passer à travers les pores du filtre.
Lors de l’utilisation de la bouteille d’eau :
- Consommer le plus rapidement possible une boisson après son ouverture [3].
- Conserver la bouteille d’eau réutilisable au frigo tant qu’elle est remplie.
- Nettoyer la bouteille entre les utilisations.
- Ne pas laisser trainer une bouteille à moitié entamée avec une boisson dedans.
Référence de l’étude
Hubbard, A. T. M., Newire, E., Botelho, J., Reiné, J., Wright, E., Murphy, E. A., Hutton, W., & Roberts, A. P. (2020). Isolation of an antimicrobial-resistant, biofilm-forming, Klebsiella grimontii isolate from a reusable water bottle. Microbiology Open. doi:10.1002/mbo3.1023 (lien)
Bibliographie complémentaire
[1] Leclerc, H., & Moreau, A. (2002). Microbiological safety of natural mineral water. FEMS Microbiology Reviews, 26(2), 207–222. (lien)
[2] Loy A, Beisker W, & Meier H. Diversity of bacteria growing in natural mineral water after bottling. Appl Environ Microbiol. 2005;71(7):3624–3632. doi:10.1128/AEM.71.7.3624–3632.2005 (lien)
[3] Watanabe, M., Ohnishi, T., Araki, E., Kanda, T., Tomita, A., Ozawa, K., Goto, K., Konuma, H., & Hara-Kudo, Y. (2014). Characteristics of bacterial and fungal growth in plastic bottled beverages under a consuming condition model. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 49(7), 819–826. (lien)
[4] Oscar, T. P. (2002). Development and validation of a tertiary simulation model for predicting the potential growth of Salmonella typhimurium on cooked chicken. International Journal of Food Microbiology, 76(3), 177–190. doi:10.1016/s0168-1605(02)00025–9 (lien)
[5] Passet, V., & Brisse, S. (2018) Description of Klebsiella grimontii sp. nov. Int J Syst Evol Microbiol.;68(1):377–381. doi:10.1099/ijsem.0.002517 (lien)
[6] Tse, H., Gu, Q., Sze, K. H., et al. (2017). A tricyclic pyrrolobenzodiazepine produced by Klebsiella oxytoca is associated with cytotoxicity in antibiotic-associated hemorrhagic colitis. J Biol Chem.;292(47):19503–19520. doi:10.1074/jbc.M117.791558 (lien)
[7] Liu, H., & Liu, Q. (2017). Rapid microbial growth in reusable drinking water bottles, Annals of Civil and Environmental Engineering.1, 055–062. doi:10.29328/journal.acee.1001007 (lien)
[8] Sun, X., Kim, J., Behnke, C., Almanza, B. A., Greene, C., Miller, J. D., & Schindler, B. D. (2017) The cleanliness of reusable water bottles : How contamination levels are affected by bottle usage and cleaning behaviors of bottle owners. Food protection trends. 37(6):392–402 (lien)
[9] Rogers, J., Dowsett, A. B., Dennis, P. J., Lee, J. V., & Keevil, C. W. (1994) Influence of plumbing materials on biofilm formation and growth of Legionella pneumophila in potable water Systems. Appl Environ Microbiol. 60(6):1842–1851. (lien)
