Influence of the ultrasounds stimulation on the quality-quantity structure of Candida yeast

• Autorzy: Miernik Anna

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2025.03.18

Warianty tytułu

PL

Wpływ stymulacji ultradźwiękowejna strukturę jakościowo-ilościową drożdży Candida

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Interactions between ultrasound and microorganisms are complex and not fully understood [1]. The purpose of the present study was to determine the effect of ultrasonic waves of different amplitudes and pulse durations on the cell geometry of selected microorganisms. The scope of work included exposing Candida krusei to ultrasonic waves of different ultrasonic wave amplitudes (2 µm, 6 µm and 10 µm) and pulse durations (5 min, 10 min and 15 min). For each of the above-mentioned combinations of interactions, the diameters and areas of yeast cells were measured. The experiments carried out made it possible to determine correlative and functional relationships between stimulation with different ultrasound wave amplitudes and organic matter, and enabled parameterization of ultrasound wave amplitude and pulse duration causing improvement or regression of growth of the microorganisms studied. The increase or decrease in growth capacity and cell size depended on the ultrasonic wave parameters used. The geometry of Candida krusei cells represented by radius length and cell surface area decreased.

PL

Interakcje między ultradźwiękami a mikroorganizmami są złożone i nie do końca poznane [1]. Celem niniejszego badania było określenie wpływu fal ultradźwiękowych o różnej amplitudzie i czasie trwania impulsu na geometrię komórek wybranych mikroorganizmów. Zakres prac obejmował poddanie Candida krusei działaniu fal ultradźwiękowych o różnych wartościach amplitudy fali ultradźwiękowej (2 µm, 6 µm i 10 µm) oraz czasu trwania impulsu (5 min, 10 min i 15 min). Dla każdej z wyżej wymienionych kombinacji oddziaływań zmierzono średnice i powierzchnie komórek drożdży. Przeprowadzone eksperymenty pozwoliły na określenie korelacyjnych i funkcjonalnych zależności pomiędzy stymulacją o różnej amplitudzie fali ultradźwiękowej a materią organiczną oraz umożliwiły parametryzację amplitudy fali ultradźwiękowej i czasu trwania impulsów powodujących poprawę lub regresję wzrostu badanych mikroorganizmów. Wzrost lub spadek zdolności wzrostu i wielkości komórek zależał od zastosowanych parametrów fali ultradźwiękowej. Geometria komórek Candidy krusei reprezentowana długością promienia i polem powierzchni komórek uległa zmniejszeniu.

Słowa kluczowe

EN

ultrasound; yeast; Candida yeast

PL

ultradźwięk; drożdże; drożdże Candida

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 101, nr 3
• Strony: 74--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Miernik Anna

• University of Agriculture in Krakow, Faculty of Production and Power Engineering, Balicka Av. 116B, 30-149 Krakow
• Centre for Innovation and Research on Prohealthy and Safe Food, University of Agriculture in Kraków, Balicka 104, 30-149 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Cheeke, J.; David, N. Fundamental and Applications of Ultrasonics, 2nd ed.; CRC Press: Boca Raton, Florida, USA, 2002
• [2] Mason, T.J.; Peters, D. Practical Sonochemistry: Power Ultrasound Uses and Applications; Woodhead Publishing: Sawston, Cambridge, UK, 2002
• [3] Giełżecki Jan, Jakubowski Tomasz: The simulation of temperature distribution in a ground heat exchanger -GHE using the Autodesk CFD Simulation programs, W: Renewable Energy Sources: Engineering, Technology Innovation ICORES 2017 / Mudryk Krzysztof, Werle Sebastian (red.), Springer Proceedings in Energy, 2018, Springer, ISBN 978-3-319- 72370-9, s. 333-343, DOI:10.1007/978-3-319-72371-6_32
• [4] Krautkrämer, J.; Krautkrämer, H. Ultrasonic Testing of Materials; Springer Science & Business Media: Heidelberg, Germany, 2013
• [5] Yasui, K. Influence of ultrasonic frequence on multibubble sonoluminescence. J. Acoust. Soc Am. 2002, 112, 1405–1413
• [6] Shirsath, S.R.; Sonawane, S.H.; Gogate, P.R. Intensification of extraction of natural products using ultrasonic irradiations—A review of current status. Chem. Eng. Process. Process. Intensif. 2012, 53, 10–23
• [7] Feng, H.; Lee, H. Effect of Power Ultrasound on Food Quality. In Ultrasound Technologies for Food and Bioprocessing; Springer: New York, NY, USA, 2011
• [8] Tadeusiewicz, R., Tylek, P., Adamczyk, F., Kiełbasa, P., Jabłoński, M., Pawlik, P., … Szaroleta, M. (2017). Automation of the Acorn Scarification Process as a Contribution to Sustainable Forest Management. Case Study: Common Oak. Sustainability, 9(12), 2276. doi:10.3390/su9122276
• [9] Laborde, J.-L.; Bouyer, C.; Caltagirone, J.-P.; Gerard, A. Acoustic bubble cavitation at low frequencies. Ultrasonics 1998, 36, 589–594
• [10] Bates, D.; Patist, A. Industrial applications of high power ultrasonics in the food, beverage and wine industry. In Case Studies in Novel Food Processing Technologies; Woodhead Publishing Series in Food Science; Technology and Nutrition: San Diego, CA, USA, 2010; pp. 119–138
• [11] Kiani, H.; Zhang, Z.; Delgado, A.; Sun, D.W. Ultrasound assisted nucleation of some liquid and solid model foods during freezing. Food Res. Int. 2011, 44, 2915–2921
• [12] Oziemblowski, M., Drozdz, M., Kielbasa, P., Drozdz, T., Gliniak, M., Nawara, P., & Ostafin, M. (2017). Impact of pulsed electric field on the quality of unpasteurized beer. 2017 Progress in Applied Electrical Engineering (PAEE). doi:10.1109/paee.2017.8009011
• [13] Lemessa Addis, Popardowski Ernest, Hebda Tomasz, Jakubowski Tomasz: The Effect of UV-C Irradiation on the Mechanical and Physiological Properties of Potato Tuber and Different Products, Applied Sciences-Basel, MDPI, vol. 12, nr 12, 2022, Numer artykułu: 5907, s. 1-19, DOI:10.3390/app12125907
• [14] Sobol Zygmunt, Jakubowski Tomasz: The effect of storage duration and UV-C stimulation of potato tubers, and soaking of potato strips in water on the density of intermediates of French fries production, Przegląd Elektrotechniczny, Sigma NOT, vol. 96, nr 1, 2020, s. 242-245, DOI:10.15199/48.2020.01.55
• [15] Chemat, F., Huma, Z., & Khan, M. K. (2011). Applications of ultrasound in food technology: Processing, preservation and extraction. Ultrasonics Sonochemistry, 18, 813–835
• [16] Gogate, P. R. (2011). Hydrodynamic cavitation for food and water processing. Food and Bioprocess Technology, 4, 996– 1011
• [17] Gao, S., Lewis, G. D., Ashokkumar, M., & Hemar, Y. (2014). Inactivation of microorganisms by low-frequency high-power ultrasound: 1. Effect of growth phase and capsule properties of the bacteria. Ultrasonics Sonochemistry, 21(1), 446–453
• [18] Pagan, R., Manas, P., Raso, J., & Condon, S. (1999). Bacterial resistance to ultrasonic waves under pressure at nonlethal (manosonication) and lethal (manothermosonication) temperatures. Applied and Environmental Microbiology, 65(1), 297–300
• [19] Korzeniewska, E.; Szczęsny, A.; Lipiński, P.; Dróżdż, T.; Kiełbasa, P.; Miernik, A. Prototype of a Textronic Sensor Created with a Physical Vacuum Deposition Process for Staphylococcus aureus Detection. Sensors 2021, 21, 183. https://doi.org/10.3390/s21010183