Wpływ stresu osmotycznego na tworzenie biofilmu przez szczepy Listeria monocytogenes

Świeca, A.; Skowron, K.; Dukowski, P.; Paluszak, Z.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Wpływ stresu osmotycznego na tworzenie biofilmu przez szczepy Listeria monocytogenes

Autorzy

Świeca A. , Skowron K. , Dukowski P. , Paluszak Z.

Identyfikatory

Warianty tytułu

The effects of osmotic stress on biofilm formation by Listeria monocytogenes strains

Języki publikacji

Abstrakty

Pałeczki Listeria monocytogenes są głównym czynnikiem etiologicznym listeriozy wśród ludzi. Bakterie te rozprzestrzeniają się głownie za pośrednictwem skażonej żywności. Największe zagrożenia stwarzają produkty spożywcze nie poddawane odpowiedniej obróbce cieplnej. Bardzo często L. monocytogenes izolowane są z mięsa ryb. Źródłem pałeczek w finalnym produkcie spożywczym może być nie tylko surowiec, ale także zanieczyszczona tymi bakteriami linia produkcyjna. Szczególnie niebezpieczne jest formowanie biofilmu na różnych powierzchniach w zakładach przetwórstwa spożywczego. Jednakże podczas obróbki żywności stosowane są różne zabiegi mające na celu ograniczenie występowania w niej drobnoustrojów. Jednym z nich jest solenie produktów spożywczych. Celem pracy była ocena wpływu różnych stężeń chlorku sodu na intensywność tworzenia błofilmu na stali nierdzewnej przez szczepy L. monocytogenes izolowane z zakładów przetwórstwa rybnego. Materiał do badań stanowiły 4 szczepy L. monocytogenes izolowane z zakładów przetwórstwa rybnego oraz szczep wzorcowy ATCC 19111. Ilościową ocenę tworzenia biofilmu przez badane szczepy L. monocytogenes przy stężeniu chlorku sodu w podłożu wynoszącym odpowiednio 0,0, 5,0 i 10,0% przeprowadzono na sterylnych fragmentach stali nierdzewnej AISI 304 wymiarach 1x1 cm. Doświadczenie przeprowadzono w dwóch wariantach - z wykorzystaniem szczepów bezpośrednio izolowanych z zakładów przetwórstwa rybnego oraz z tymi samymi szczepami poddanymi uprzednio stresowi osmotycznemu (inkubacja w podłożu z dodatkiem 2,0% NaCl). Uzyskane wyniki wykazały pewne zróżnicowanie liczby odzyskiwanych pałeczek z biofilmu w zależności od szczepu. Ponadto szczepy poddane wstępnemu stresowi osmotycznemu tworzyły biofilm nieco intensywniej, niż szczepy nie poddawane stresowi. Jednak różnicę istotną statystycznie (p≤0,05) wykazano tylko dla szczepów L. monocytogenes tworzących biofilm przy 10,0% stężeniu NaCl w podłożu. Także stężenie NaCl w podłożu wzrostowym wpływało na intensywność tworzenia biofilmu przez badane szczepy. Najsilniejszy biofilm powstawał przy 5,0% stężeniu NaCl. Przeprowadzone badania potwierdziły, że biofilm L. monocytogenes jest oporny na zasolenie środowiska.

Listeria monocytogenes is a major etiological agent of listeriosis in humans. These bacteria are spread mainly through contaminated food. The biggest threats pose food products not subjected to appropriate heat treatment. Very often L. monocytogenes strains are isolated from fish rneat. Source of these bacteria in the final food product may be not only a raw material but also contaminated production line. Especially dangerous is the formation of biofilms on various surfaces in food processing plants. However, various treatments, aimed at reducing the prevalence of microorganisms in food, are used during food processing. One of them is the salting of food products. The aim of the study was to evaluate the effect of different concentrations of sodium chloride on the intensity of biofilm formation on stainless steel by L. monocytogenes strains isolated from fish processing plants. The research materiał was L. monocytogenes strains isolated from fish processing plants and the reference strain ATCC 19111. A quantitative assessment of biofilrn formation by L. monocytogenes strains tested with sodium chloride concentration in the medium of respectively 0.0, 5.0 and 10.0% was carried out on sterile AISI 304 stainless steel fragments. The experiment was conducted in two versions - by means of strains directly isolated from fish processing plants and the same strains previously subjected to osmotic stress (incubation in the medium supplemented with 2.0% NaCl). The obtained results showed some variation of the number of recovered bacteria from the biofilm depending on the strain. Moreover, strains presubjected to osmotic stress formed biofilms slightly stronger than the strains not subjected to this stress. Howeyer, a statistically significant difference (p ≤ 0.05) was demonstrated only for L. monocytogenes strains forming biofllm at 10.0% NaCl concentration in the medium. Also, the concentration of NaCl in the growing medium effect on the intensity of the biofilrn formation by the tested strains. The strongest biofllm was formed in 5.0% NaCl concentration. The study confirmed that the L. monocytogenes biofilm is resistant to salinity of the environment.

Słowa kluczowe

Listeria monocytogenes tworzenie biofilmu stres osmoryczny chlorek sodu przetwórstwo rybne

Listeria monocytogenes biofilm formation osmotic stress sodium chloride fish processing

Wydawca

Bydgoskie Towarzystwo Naukowe

Czasopismo

Ekologia i Technika

Rocznik

2015

Tom

R. 23, nr 6

Strony

383--389

Opis fizyczny

Bibliogr. 34 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Świeca A.

Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J. J. Śniadeckich w Bydgoszczy, Wydział Rolnictwa i Biotechnologii, Katedra Mikrobiologii i Technologii Żywności, 85-029 Bydgoszcz, ul. Bernardyńska 6/8

autor

Skowron K.

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera, Katedra i Zakład Mikrobiologii, 85-094 Bydgoszcz, ul. Marii Skłodowskiej-Curie 9

autor

Dukowski P.

Koral S.A. 83-110 Tczew, ul. Za Dworcem 13

autor

Paluszak Z.

Uniwersytet Technologiczno-Przyrodniczy im. J. J. Śniadeckich w Bydgoszczy, Wydział Rolnictwa i Biotechnologii, Katedra Mikrobiologii i Technologii Żywności, 85-029 Bydgoszcz, ul. Bernardyńska 6/8

Bibliografia

1. Angelidis A.S., Smith G.M., 2003a. Role of the glycine betaine and carnitine transporters in adaptation of Listeria monocytogenes to chill stress in defined medium. Appl. Environ. Microbiol. 69, 7492-7498.
2. Bae D., Liu C., Zhang T., Jones M., Peterson, S. N., Wang C.,2012. Global gene expression of Listeria monocytogenes to salt stress. J Food Prot 75:906-912.
3. Bajard S., Rosso L., Fardel G., Flandrois J.P., 1996. The particular behaviour of Listeria monocytogenes under sub-optimal conditions. Int. J. Food Microbiol. 29:201-211.
4. Bansal N.S., 1996. Development of a polymerase chain reaction assay for the detection of Listeria monocytogenes in foods. Lett. Appl. Microbiol. 22: 353-356.
5. Bayles D.O., Wilkinson B.J., 2000. Osmoprotectants and cryoprotectants for Listeria monocytogenes. Lett Appl Microbiol 30 (l):23-27.
6. Border P.M., Howard J.J., Piastów G.S., Siggens K.W., 1990. Detection of Listeria species and Listeria monocytogenes using polymerase chain reaction. Lett. Appl. Microbiol. 11:158-162.
7. Caly D., Takilt D., Lebert V., Tresse, O., 2009. Sodium chloride affects Listeria monocytogenes adhesion to polystyrene and stainless steel by regulating flagella expression. Lett Appl Microbiol 49:751-756.
8. Cataldo G., Conte M., Chiarini F., Ammendolia M., Superti F., Longh C., 2007. Acid adaptation and survival of Listeria monocytogenes in Italian-style soft cheeses. J Appl Microbiol 103:185-193.
9. Chavant P., Martinie B., Meylheuc T, Bellon-Fontaine M.N., Hebraud M., 2002. Listeria monocytogenes LO28: surface physicochemical properties and ability to form biofilms at different temperatures and growth phases. Appl Environ Microb 68:728-737.
10. Csonka L.N., 1989. Physiological and genetic responses of bacteria to osmotic stress. Microbiol Rev 53:121-147.
11. Djordjevic, D., Wiedniami, M., and McLandsborough, L. A. (2002) Microtiter piąte assay for assessment of Listeria monocytogenes biofilm formation. Appl. Environ. Microb. 68, 2950-2958.
12. EU summary report on zoonoses, zoonotic agents and food-borne outbreaks in 2013. EFSA Journal 2015.
13. Faleiro M.L., Andrew P.W., Power D., 2003. Stress response of Listeria monocytogenes isolated from cheese and other foods. Int. J Food Microbiol 84:207-216.
14. Farber J.M., Peterkin P.I., 1991. Listeria monocytogenes, a food-borne pathogen. Microbiol. Rev. 55,476-511.
15. Gandhi M., Chikindas M.L., 2007. Listeria: A food-borne pathogen that knows how to survive. INT J Food Microbiol 113, 1-15.
16. Hill C., Cotter P.D., Sleator R.D., Gahan C.G.M., 2002. Bacterial stress response in Listeria monocytogenes: Jumping the hurdles imposed by minimal processing. Int. Dairy J. 12:273-283.
17. Kim, K. Y. and Frank, J. F. (1995). Effect of nutrients on biofilm formation by Listeria monocytogenes on stainless steel. J. Food Prot. 58, 24-28.
18. Kolakowska A., Madajczak G., 2011. Pałeczki Listeria monocytogenes w zakażeniach u ludzi. Przegl Epidem 65:57 - 62.
19. Kumar, C. G. and Anand, S. K. (1998) Significance of microbłal biofilms in the food industry: A review. Int. J. Food Microbiol. 42, 9-27.
20. Lianou A., Stopforth J.D., Yoon Y., Wiedmann M., Sofos J.N., 2006. Growih and stress resistance variation in culture broth among Listeria monocytogenes strains of various serotypes and origins. J Food Prot 69:2640-2647.
21. Norwood D.E., Gilmour A., 2001. The differential adherence capabilities of two Listeria monocytogenes strains in monoculture and multispecies biofilms as a function of temperature. Lett Appl Micrbiol 33:320-324.
22. Pan Y, Breidt JR. F., Lisa Górski L.,2010. Synergistic Effects of Sodium Chloride, Glucose, and Temperature on Biofilm Formation by Listeria monocytogenes Serotype l/2a and 4b Strains. Appl Environ Microbiol 76, (5): 1433-1441
23. Roche S.M., Gracieux P., Milohanic E., Albert L, Virlogeux-Payant L, Temoin S., Grepinet O., Kerouanton A., Jacquet C., Cossart P., Velge P., 2005. Investigation of specific substitutions in virulence genes characterizing phenotypic groups of lowvirulence field strains of Listeria monocytogenes. Appl. Environ. Microbiol. 71, 6039-6048
24. Samelis J., Ikeda J.S., Sofos J.N., 2003. Evaluation of the pH-dependent, stationary phases acid resistance of Listeria monocytogenes and Salmonella Typhimurium DT104 induced by culturing in media with 1% glucose: A comparative study with Escherichia coli O157:H7. J. Appl. Microbiol. 95:563-575.
25. Shadbolt C., Ross T., McMeekin T.A., 2001. Differentiation of the effects of lethal pH and water activity: Food safety implications. Lett Appl Microbiol 32:99-102.
26. Skandamis P.N., Yoon Y., Stopforth J.D., Kendall P.A., Sofos J.N., 2008. Heat and acid tolerance of Listeria monocytogenes after exposure to single and multiple sublethal stresses. Food Microbiol. 25:294-303.
27. Sleator R.D., Gahanm C.G., Hill C., 2003a. A postgenomic appraisal of osmotolerance in Listeria monocytogenes. Appl. Environ. Microbiol. 69, 1-9.
28. Tarver, T. (2009) Biofilms a threat to food safety. Food Technol. 63, 46-52.
29. Tresse O., Shannon K., Pinon A., Malle P., Vialette M., Midelet-Bourdin G., 2007. Yariable adhesion of Listeria monocytogenes isolates from food processing facilities and clinical cases to inert surfaces. J Food Prot 70:1569-1578.
30. Vazquez-Boland J.A, Kuhn M, Berche P., Chakraborty T., Dominguez-Bernal G., Goebel W., Gonzalez-ZornB., Wehland J., KreftJ., 2001. Listeria pathogenesis and molecular virulence determinants. Clin. Microbiol. Rev. 14, 584-640.
31. Wood J.M., 1999. Osmosensing by bacteria: signals and membrane-based sensors. Microbiol. Mol. Biol Rev. 63, 230-262. Review.
32. Wood J.M., 2007. Bacterial osmosensing transporters. Methods Enzymol. 428:77-107.
33. A.E., Poily D.C., 2002. Basics of Stress Adaptation and Implications in New-Generation Foods. In Microbial Stress Adaptation and Food Safety, Yousef, A.E. and Juneja, V.K., ed. (CRC Press LLC), pp. 1-30.
34. Ziegler C., Bremer E., Kramer R., 2010. The BCCT family of carriers: from physiology to crystal structure. Mol. Microbiol. 78, 13-34.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-a5d0fa6e-b54d-4feb-ac53-1abb781c67ce