Elimination of Bacteria Listeria monocytogenes in Sewage from Meat Industry in Varied Temperature Conditions

• Autorzy: Szejniuk B. , Budzińska K. , Jurek A. , Traczykowski A. , Michalska M. , Berleć K.

Warianty tytułu

PL

Eliminacja bakterii Listeria monocytogenes w ściekach z przemysłu mięsnego w zróżnicowanych warunkach temperaturowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Sewage from the meat processing industry present a potential risk to the water environment, due to the presence of many pathogenic microorganisms, including Listeria monocytogenes. Contamination of untreated sewage with those bacteria is high, which is expressed by the percentage of positive samples reaching up to 93%. The aim of the study was to determine the elimination rate of three chosen strains of Listeria monocytogenes ATCC 19111; ATCC 19114 and ATCC 19115 in meat processing post-production sewage at temperatures 4 and 20°C. Experiments were conducted according to the standard of EN ISO 11290-2:1998/A1:2004. At the beginning of the experiment, in sewage samples stored at 4°C the number of cells of L. monocytogenes ATCC 19111was amounted to 1.5·108 cfu/ml, the number of ATCC 19114 was 2.5·108 cfu/ml, however the number of ATCC 19115 was 7.5·107 cfu/ml. In the initial period of the study, i.e. for the first 4 weeks, a slight decrease by one logarithmic unit of the L. monocytogenes cells number was observed in the first two strains, whereas of the strain ATCC 19115 by two units. In the 11th week of the study there was a marked decrease in the number of indicator bacteria to a level of 101 cfu in 1 ml of sewage. In the next week of the experiment, no cells of L. monocytogenes. ATCC 19111 or ATCC 19115 were noticed in the sewage, whereas bacteria of the strain ATCC 19114 were inactivated first in the 14th week of the study. In the temperature of 4°C it was shown, that the weekly elimination rate of bacteria L. monocytogenes derived from sewage ranged from 0.66 (ATCC 19114) to 0.81 (ATCC 19111) log cfu/ml. Cells of the strain ATCC 19115 expired at a rate of 0.74 log cfu/week. In sewage stored at 20°C the initial number of cells of individual L.monocytogenes strains was at the same level as in sewage stored at 4°C. After the first week of the experiment no rapid decrease was recorded in the number of the studied bacteria, and it ranged from 7.5·10⁷ to 2.5·10⁸ cfu/ml. In the strain ATCC 9111, after 4 weeks of the experiment there was a decrease in the number of bacteria by 4 logarithmic units, whereas in ATCC 19115 by 5 logarithmic units. Cells of the strain ATCC 19114 were isolated from sewage at 20°C for the longest time, since in the 5th week of the study they still had a level of 1.5·101 cfu/ml, whereas the other two strains underwent inactivation earlier. Statistical calculations showed that weekly elimination rate of the tested bacteria at 20°C was different for individual strains and amounted respectively to 2.03 log cfu (ATCC 19111), 1.86 log cfu (ATCC 19114) and 1.75 log cfu (ATCC 19115). Obtained results of the present study proved that during the experiment all the tested strains of L. monocytogenes survived shorter at 20°C than at 4°C. In the presented study the theoretical maximal survival time of L. monocytogenes at 4°C calculated from regression equations was the longest for the strain ATCC 19114 and amounted to 14.50 weeks (102 days), whereas cells of the two other strains, ATCC 19111 and ATCC 19115, survived definitely shorter, from 11.90 weeks (84 days) and 11.60 weeks (82 days). At 20°C, the survival time of the tested strains was similar and ranged from 5.3 weeks (37 days) to 5.7 weeks (40 days).

PL

Ścieki z zakładów przetwórstwa mięsnego stanowią potencjalne zagrożenie dla środowiska wodnego z powodu obecności w nich wielu drobnoustrojów patogennych, w tym pałeczek Listeria monocytogenes. Kontaminacja tymi bakteriami ścieków nieoczyszczonych jest wysoka o czym świadczy odsetek pozytywnych próbek osiągający poziom do 93%. Celem przeprowadzonych badań było ustalenie tempa eliminacji trzech wybranych szczepów Listeria monocytogenes ATCC 19111; ATCC 19114 oraz ATCC 19115 w ściekach poprodukcyjnych z przetwórstwa mięsnego w temperaturze 4 i 20°C. Badania przeprowadzono zgodnie z normą EN ISO 11290-2:1998/A1:2004. Na początku eksperymentu w próbkach ścieków przechowywanych w temperaturze 4°C liczba komórek L. monocytogenes ATCC 19111 wynosiła 1,5 10⁸ jtk/ml, ATCC 19114 przyjmowała wartość 2,5 10⁸ cfu/ml, natomiast ATCC 19115 – 7,5 10⁷ jtk/ml. W początkowym okresie badań przez pierwsze 4 tygodnie odnotowano nieznaczny spadek liczby komórek L. monocytogenes w przypadku dwóch pierwszych szczepów o jedną jednostkę logarytmiczną, natomiast w przypadku szczepu ATCC 19115 o dwie jednostki. W 11 tygodniu badań nastąpiło zdecydowane obniżenie liczby bakterii wskaźnikowych do poziomu 101jtk w 1 ml ścieków. W kolejnym tygodniu eksperymentu nie odnotowano w ściekach obecności komórek L. monocytogenes ATCC 19111 i ATCC 19115, natomiast bakterie szczepu ATCC 19114 uległy inaktywacji dopiero w 14 tygodniu badań. W temperaturze 4°C wykazano tygodniowe tempo eliminacji bakterii L. monocytogenes ze ścieków od 0,66 (ATCC 19115) do 0,81 (ATCC 19111) log jtk/ml. Z kolei komórki szczepu ATCC 19114 obumierały w tempie 0,74 log jtk/tydzień. W ściekach przechowywanych w temperaturze 20°C początkowa liczba komórek poszczególnych szczepów L.monocytogenes kształtowała się na takim samym poziomie, jak w ściekach w temperaturze 4°C. W przypadku szczepu ATCC 9111 po 4 tygodniach doświadczenia nastąpiło obniżenie liczby bakterii o 4 jednostki logarytmiczne, natomiast w przypadku ATCC 19115 aż o 5 jednostek logarytmicznych. Najdłużej izolowano ze ścieków w temperaturze 20°C komórki szczepu ATCC 19114, ponieważ w 5 tygodniu badań występowały one jeszcze na poziomie 1,5∙101 jtk/ml, gdy tymczasem dwa pozostałe szczepy uległy wcześniej inaktywacji. Obliczenia statystyczne wykazały, że tygodniowe tempo eliminacji badanych bakterii w temperaturze 20°C było zróżnicowane dla poszczególnych szczepów i wynosiło odpowiednio 2,03 log jtk (ATCC 19111), 1,86 log jtk (ATCC 19114) i 1,75 log jtk (ATCC 19115). Uzyskane wyniki badań dowiodły, że w trakcie doświadczenia wszystkie testowane szczepy L. monocytogenes przeżywały krócej w temperaturze 20°C niż w temperaturze 4°C. Teoretyczny maksymalny czas przeżycia pałeczek L. monocytogenes w temperaturze 4°C był najdłuższy dla szczepu ATCC 19114 i wynosił 14,5 tygodni (102 dni), natomiast komórki dwóch pozostałych szczepów ATCC 19111 i ATCC 19115 przeżywały zdecydowanie krócej od 11,9 tygodnia (84 dni) i 11,6 tygodnia (82 dni). Z kolei w temperaturze 20°C czas przeżycia testowanych szczepów był podobny i wynosił od 5,3 tygodni (37 dni) do 5,7 tygodni (40 dni).

Słowa kluczowe

EN

sewage; Listeria monocytogenes; survival; temperature

PL

ścieki; Listeria monocytogenes; przeżywalność; temperatura

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2016
• Tom: Tom 18, cz. 1
• Strony: 231--245
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Szejniuk B.

• UTP University of Science and Technology, Bydgoszcz

autor

Budzińska K.

• UTP University of Science and Technology, Bydgoszcz

autor

Jurek A.

• UTP University of Science and Technology, Bydgoszcz

autor

Traczykowski A.

• UTP University of Science and Technology, Bydgoszcz

autor

Michalska M.

• UTP University of Science and Technology, Bydgoszcz

autor

Berleć K.

• UTP University of Science and Technology, Bydgoszcz

Bibliografia

• 1. Arvanitidou, M., Papa, A., Constantinidis, T.C., Danielides, V., Katsouyannopoulos, V. (1997). The occurrence of Listeria spp. and Salmonella spp. in surface waters. Microbiological Research, 152(4), 395-397.
• 2. Autio, T., Markkula, A., Hellstrom, S., Niskanen, T., Lunden, J., Korkeala, H. (2000). Listeria monocytogenes contamination pattern in pig slaughter- houses. Journal of Food Protection, 63(10), 1438-1442.
• 3. Besnard, V., Federighi, M., Declerq, E., Jugiau, F., Cappelier, J.M. (2002). Environmental and physico-chemical factors induce VBNC state in Listeria monocytogenes. Veterinary Research, 33(4), 359-370.
• 4. Budzińska, K., Szejniuk, B., Wroński, G. (2012). Survival time of bacteria Listeria monocytogenes in water environment and sewage. Polish Journal of Environmental Studies, 21(1), 31-37.
• 5. Budzińska, K., & Wroński, G. (2008). Effect of pH on survival rate of Listeria monocytogenes in sewage from meat processing plant. Polish Journal of Environmental Studies, 17(5), 827-833.
• 6. Czeszejko, K., Bogusławska-Wąs, E., Dąbrowski, W., Kaban, S., Umański, R. (2003). Prevalence of Listeria monocytogenes in municipal and industrial sewage. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities Environmental Development, 6, 1-8.
• 7. Dykes, G., & Moorhead, S. (2001). The role of L-carnitine and glycine betaine in the survival and sub-lethal injury of non-growing Listeria monocytogenes cells during chilled storage. Letters in Applied Microbiology, 32(4), 282-286
• 8. EN ISO 11290-2:1998/A1:2004 Microbiology of food and animal feeding stuffs Horizontal method for the detection and enumeration of Listeria monocytogenes – Part 2: Enumeration method – Amendment 1: Modification of the enumeration medium.
• 9. Fiedoruk, K., & Zaremba, M.L. (2010). Performance estimation of nested PCR- based assays for direct detection of Listeria monocytogenes in artificially contaminated materials. Polish Journal of Environmental Studies, 19(2), 293-299.
• 10. Geuenich, H., Muller, H., Schrettenbrunner, A., Seeliger, H. (1985) The occurrence of different Listeria species in municipal waste water. Zentralblatt fur Bakteriologie, Mikrobiologie und Hygiene, 181(6), 563-565.
• 11. Gill, C., & Jones, T. (1995). The presence of Aeromonas, Listeria and Yersinia in carcass processing equipment at two pig slaughtering plants. Food Microbiology, 12, 135-141.
• 12. Giovannacci, I., Ragimbeau, C., Queguiner, S., Salvat, G., Venduevre, J.L., Carlier, V., Ermel, G. (1999) Listeria monocytogenes in pork slaughtering and cutting plants: use of RAPD, PFGE and PCR REA for tracing and molecular epidemiology. International Journal of Food Microbiology, 53(2-3), 127-140.
• 13. Gliński, Z., Kostro, K. (2012). Listerioza współczesnym zagrożeniem. Życie Weterynaryjne, 87(7), 577-581.
• 14. Hansen, C.H., Vogel, B.F., Gram, L. (2006). Prevalence and survival of Listeria monocytogenes in Danish aquatic and fish-processing environments. Journal of Food Protection, 69(9), 2113-2122.
• 15. Iida, T., Kanzaki, M., Nakama, A., Kokubo, Y., Maruyarna, T., Kaneuchi, C. (1998). Detection of Listeria monocytogenes in humans, animals and foods. The Journal of Veterinary Medical Science, 60(12), 1341-1342.
• 16. Kołakowska, A., & Madajczak, G. (2011). Pałeczki Listeria monocytogenes w zakażeniach u ludzi. Przegląd Epidemiologiczny, 65(1), 57-62.
• 17. Lyautey, E., Lapen, D.R., Wilkes, G., McCleary, K., Pagotto, F., Tyler, K., Hartmann, A., Piveteau, P., Rieu, A., Robertson, W.J., Medeiros, D.T., Edge, T.A., Gannon, V., Topp, E. (2007). Distribution and characteristics of Listeria monocytogenes isolates from surface waters of the South Nation River Watershed, Ontario, Canada. Applied and Environmental Microbiology, 73, 5401-5410.
• 18. Ryser, E., & Marth, E. (2007). Listeria, Listeriosis and Food Safety. CRC Press, Boca Raton, United States.
• 19. Salvat, G., Toquin, M., Michael, Y., Colin, P. (1995). Control of Listeria monocytogenes in the delicatessen industries: the lessons of a listeriosis outbreak in France. International Journal of Food Microbiology, 25(1), 75-81
• 20. Somers, E., & Wong, A. (2004). Efficacy of two cleaning and sanitizing combinations on Listeria monocytogenes biofilms formed at low temperature on a variety of materials in the presence of ready-to-eat meat residue. Journal of Food Protection, 10, 2218-2229.
• 21. Szosland-Fałtyn, A., Bartodziejska, B., Królasik, J., Krępska, M., Paziak – Domańska, B., Polak, E. (2012). Listeria monocytogenes jako wskaźnik stanu higienicznego domowych lodówek. Chłodnictwo, 47(4), 39-41.
• 22. Walczycka, M. (2005). Metody inaktywacji i hamowania wzrostu Listeria monocytogenes w przetworach mięsnych. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 43(2), 61-72.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.