Filtration through biologically active carbon (BAC) filters is an effective method of organic matter removal during drinking water treatment. In this study, the microbial community in the initial period of filters’ operation, as well as its role in the organic matter removal were investigated. Research was carried out in a pilot scale on two BAC filters (Filter 1 and Filter 2) which were distinguished by the type of inflowing water. It was observed that the number of heterotrophic plate count bacteria and total microbial activity were significantly higher in water samples collected from Filter 2, which received an additional load of organic matter and microorganisms. Despite the differences in the values of chemical and microbiological parameters of inflowing water, the composition of the microbiome in both filters was similar. The predominant taxon was a bacterium related to Spongiibacter sp. (Gammaproteobacteria) (>50% of relative abundance). In both filters, the efficiency of organic matter removal was at the same level, and the composition and relative frequency of predicted functional pathways related to metabolism determined using PICRUSt (Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States Software) at level 3 of KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) Orthology – were also similar. The study demonstrated that a 40-day period of filter operation after filling with virgin granular activated carbon, was sufficient to initiate biofilm development. It was proved, that during the initial stage of filter operation, microorganisms capable of biodegradation of various organic compounds, including xenobiotics like nitrotoluene, colonized the filters.
PL
Filtracja przez biologicznie aktywne filtry węglowe (BAF) jest skuteczną metodą usuwania materii organicznej podczas uzdatniania wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. W niniejszej pracy zbadano zbiorowisko drobnoustrojów w początkowym okresie eksploatacji filtrów oraz jego rolę w usuwaniu materii organicznej z wody. Badania przeprowadzono w skali pilotowej na dwóch filtrach BAF (Filtr 1 i Filtr 2) różniących się składem dopływającej wody. Stwierdzono, że liczba bakterii heterotroficznych i całkowita aktywność mikrobiologiczna były znacząco większe w próbkach wody pobranych z Filtra 2 – zasilanego wodą wzbogaconą o dodatkowy ładunek materii organicznej i mikroorganizmów. Pomimo różnic w wartościach parametrów chemicznych i mikrobiologicznych dopływającej wody, skład mikrobiomu w filtrach był podobny. W obu filtrach dominującym taksonem była bakteria spokrewniona z Spongiibacter sp. (Gammaproteobacteria) (>50% względnej liczebności). W obydwóch filtrach efektywność usuwania materii organicznej była na podobnym poziomie oraz skład i względna częstość występowania przewidywanych szlaków funkcjonalnych związanych z metabolizmem, oznaczone przy użyciu PICRUSt (Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States Software) na poziomie 3 KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) Orthology były również zbliżone. Badania wykazały, że 40-dniowy okres pracy filtrów po napełnieniu świeżym granulowanym węglem aktywnym był wystarczający do rozwoju biofilmu. Udowodniono, że w początkowym okresie pracy złoża filtracyjne zasiedlane były przez mikroorganizmy zdolne do biodegradacji różnych związków organicznych, w tym ksenobiotyków, np. nitrotoluenu.
The food packaging material and its quality assessment based on permeability, tensile strength, swelling, transmittance, and biofilm formation are discussed in this chapter. The semi-Markov model of food packaging material quality change process is introduced and its characteristics are determined. Next, the safety and resilience indicators are proposed for multi-state analysis, identification, prediction and optimization of packaged food product consumption safety.
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.
EN
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.
A model of bacterial filtration on fibrous filter media is developed. The single fibre efficiency as well as the efficiency of the whole filter – at the onset of the process and the evolution of those quantities - are analysed. The differences between the numerical modelling of colloidal particles and bacteria are stressed in detail. The main differences are the active motion ability of bacteria and biofilm formation. The parameters of the model were identified based on the literature data.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.