Формування біоплівок на молочному обладнанні та вплив на них дезінфікуючих засобів

Автор(и)

  • Mykola Kukhtyn Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя вул. Руська, 56, м. Тернопіль, Україна, 46001, Україна https://orcid.org/0000-0002-0195-0767
  • Oleksandra Berhilevych Сумський державний університет вул. Римського-Корсакова , 2, м. Суми, Україна, 40007, Україна https://orcid.org/0000-0002-3622-8942
  • Khrystyna Kravcheniuk Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя вул. Руська, 56, м. Тернопіль, Україна, 46001, Україна https://orcid.org/0000-0002-7547-6834
  • Oksana Shynkaruk Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя вул. Руська, 56, м. Тернопіль, Україна, 46001, Україна https://orcid.org/0000-0003-0698-8972
  • Yulia Horyuk Подільський державний аграрно-технічний університет вул. Шевченко, 13, м. Кам'янець-Подільський, Хмельницька обл., Україна, 32300, Україна https://orcid.org/0000-0002-7162-8992
  • Nazariy Semaniuk Львівський національний університет ветеринарної медицини та біотехнологій імені С. З. Ґжицького вул. Пекарська, 50, м. Львів, Україна, 79010, Україна https://orcid.org/0000-0002-8860-6976

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110488

Ключові слова:

бактерії, адгезія, біоплівки, матрикс, молочне обладнання, нержавіюча сталь, шорсткість, дезінфікуючі засоби

Анотація

Визначено доцільність вивчення формування мікробних біоплівок на молочному обладнанні. Виявлено, що на обладнанні утворюються біоплівки високої і середньої щільності. На поверхні з шорсткістю 0,16 мкм утворюються біоплівки нижчої щільності, порівняно з поверхнею із шорсткістю 0,63–0,95 мкм. Встановлено, що для визначення ефективності дезінфектантів необхідно перевіряти вплив на бактерії у біоплівках

Біографії авторів

Mykola Kukhtyn, Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя вул. Руська, 56, м. Тернопіль, Україна, 46001

Доктор ветеринарних наук, професор

Кафедра харчової біотехнології і хімії

Oleksandra Berhilevych, Сумський державний університет вул. Римського-Корсакова , 2, м. Суми, Україна, 40007

Доктор ветеринарних наук, професор

Кафедра громадського здоров’я

Khrystyna Kravcheniuk, Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя вул. Руська, 56, м. Тернопіль, Україна, 46001

Аспірант

Кафедра харчової біотехнології і хімії

Oksana Shynkaruk, Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя вул. Руська, 56, м. Тернопіль, Україна, 46001

Аспірант

Кафедра харчової біотехнології і хімії

Yulia Horyuk, Подільський державний аграрно-технічний університет вул. Шевченко, 13, м. Кам'янець-Подільський, Хмельницька обл., Україна, 32300

Кандидат ветеринарних наук, старший викладач

Кафедра інфекційних та інвазійних хвороб

Nazariy Semaniuk, Львівський національний університет ветеринарної медицини та біотехнологій імені С. З. Ґжицького вул. Пекарська, 50, м. Львів, Україна, 79010

Кандидат біологічних наук, старший викладач

Кафедра мікробіології та вірусології

Посилання

  1. Malek, F., Moussa-Boudjemâa, B., Khaouani-Yousfi, F., Kalai, A., Kihel, M. (2012). Microflora of biofilm on Algerian dairy processing lines: An approach to improve microbial quality of pasteurized milk. African Journal of Microbiology Research, 6 (17), 3836–3844. doi: 10.5897/ajmr11.1120
  2. Shi, X., Zhu, X. (2009). Biofilm formation and food safety in food industries. Trends in Food Science & Technology, 20 (9), 407–413. doi: 10.1016/j.tifs.2009.01.054
  3. Sepulveda, D. R., Góngora-Nieto, M. M., Guerrero, J. A., Barbosa-Cánovas, G. V. (2009). Shelf life of whole milk processed by pulsed electric fields in combination with PEF-generated heat. LWT – Food Science and Technology, 42 (3), 735–739. doi: 10.1016/j.lwt.2008.10.005
  4. Aires, G. S. B., Walter, E. H. M., Junqueira, V. C. A., Roig, S. M., Faria, J. A. F. (2009). Bacillus cereus in Refrigerated Milk Submitted to Different Heat Treatments. Journal of Food Protection, 72 (6), 1301–1305. doi: 10.4315/0362-028x-72.6.1301
  5. Walkling-Ribeiro, M., Rodríguez-González, O., Jayaram, S., Griffiths, M. W. (2011). Microbial inactivation and shelf life comparison of “cold” hurdle processing with pulsed electric fields and microfiltration, and conventional thermal pasteurisation in skim milk. International Journal of Food Microbiology, 144 (3), 379–386. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2010.10.023
  6. Petrus, R. R., Loiola, C. G., Oliveira, C. A. F. (2010). Microbiological Shelf Life of Pasteurized Milk in Bottle and Pouch. Journal of Food Science, 75 (1), M36–M40. doi: 10.1111/j.1750-3841.2009.01443.x
  7. Lequette, Y., Boels, G., Clarisse, M., Faille, C. (2010). Using enzymes to remove biofilms of bacterial isolates sampled in the food-industry. Biofouling, 26 (4), 421–431. doi: 10.1080/08927011003699535
  8. Haeghebaert, S., Le Querrec, F., Vaillant, V. et. al. (2010). Food poisoning incidents in France in 1998. Bull Epidemiol Hebdomad, 65–70.
  9. Marchand, S., De Block, J., De Jonghe, V., Coorevits, A., Heyndrickx, M., Herman, L. (2012). Biofilm Formation in Milk Production and Processing Environments; Influence on Milk Quality and Safety. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 11 (2), 133–147. doi: 10.1111/j.1541-4337.2011.00183.x
  10. Bremer, P., Seale, B., Flint, S., Palmer, J. (2009). Biofilms in dairy processing. Biofilms in the Food and Beverage Industries, 396–431. doi: 10.1201/9781439847480-c15
  11. Bremer, P. J., Fillery, S., McQuillan, A. J. (2006). Laboratory scale Clean-In-Place (CIP) studies on the effectiveness of different caustic and acid wash steps on the removal of dairy biofilms. International Journal of Food Microbiology, 106 (3), 254–262. doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2005.07.004
  12. Seale, B., Bremer, P., Flint, S., Brooks, J., Palmer, J. (2015). Overview of the Problems Resulting from Biofilm Contamination in the Dairy Industry. Biofilms in the Dairy Industry, 49–64. doi: 10.1002/9781118876282.ch4
  13. Oliveira, N. M., Martinez-Garcia, E., Xavier, J., Durham, W. M., Kolter, R., Kim, W., Foster, K. R. (2015). Correction: Biofilm Formation As a Response to Ecological Competition. PLOS Biology, 13 (8), e1002232. doi: 10.1371/journal.pbio.1002232
  14. Monds, R. D., O’Toole, G. A. (2009). The developmental model of microbial biofilms: ten years of a paradigm up for review. Trends in Microbiology, 17 (2), 73–87. doi: 10.1016/j.tim.2008.11.001
  15. Römling, U., Kjelleberg, S., Normark, S., Nyman, L., Uhlin, B. E., Åkerlund, B. (2014). Microbial biofilm formation: a need to act. Journal of Internal Medicine, 276 (2), 98–110. doi: 10.1111/joim.12242
  16. Hall-Stoodley, L., Costerton, J. W., Stoodley, P. (2004). Bacterial biofilms: from the Natural environment to infectious diseases. Nature Reviews Microbiology, 2 (2), 95–108. doi: 10.1038/nrmicro821
  17. Finkel, J. S., Mitchell, A. P. (2010). Genetic control of Candida albicans biofilm development. Nature Reviews Microbiology, 9 (2), 109–118. doi: 10.1038/nrmicro2475
  18. Zhao, K., Tseng, B. S., Beckerman, B., Jin, F., Gibiansky, M. L., Harrison, J. J. et. al. (2013). Psl trails guide exploration and microcolony formation in Pseudomonas aeruginosa biofilms. Nature, 497 (7449), 388–391. doi: 10.1038/nature12155
  19. Lopez, D., Vlamakis, H., Kolter, R. (2010). Biofilms. Cold Spring Harbor Perspectives in Biology, 2 (7), a000398–a000398. doi: 10.1101/cshperspect.a000398
  20. Ha, D.-G., O’Toole, G. A. (2015). c-di-GMP and its Effects on Biofilm Formation and Dispersion: a Pseudomonas Aeruginosa Review. Microbiology Spectrum, 3 (2). doi: 10.1128/microbiolspec.mb-0003-2014
  21. Langsrud, S., Moen, B., Møretrø, T., Løype, M., Heir, E. (2016). Microbial dynamics in mixed culture biofilms of bacteria surviving sanitation of conveyor belts in salmon-processing plants. Journal of Applied Microbiology, 120 (2), 366–378. doi: 0.1111/jam.13013
  22. Cherif-Antar, A., Moussa-Boudjemâa, B., Didouh, N., Medjahdi, K., Mayo, B., Flórez, A. B. (2015). Diversity and biofilm-forming capability of bacteria recovered from stainless steel pipes of a milk-processing dairy plant. Dairy Science & Technology, 96 (1), 27–38. doi: 10.1007/s13594-015-0235-4
  23. García, S., Trueba, A., Vega, L. M., Madariaga, E. (2016). Impact of the surface roughness of AISI 316L stainless steel on biofilm adhesion in a seawater-cooled tubular heat exchanger-condenser. Biofouling, 32 (10), 1185–1193. doi: 10.1080/08927014.2016.1241875
  24. Cowle, M. W., Babatunde, A. O., Rauen, W. B., Bockelmann-Evans, B. N., Barton, A. F. (2014). Biofilm development in water distribution and drainage systems: dynamics and implications for hydraulic efficiency. Environmental Technology Reviews, 3 (1), 31–47. doi: 10.1080/09593330.2014.923517
  25. Ferreira, C., Pereira, A. M., Pereira, M. C., Simões, M., Melo, L. F. (2013). Biofilm Control With New Microparticles With Immobilized Biocide. Heat Transfer Engineering, 34 (8-9), 712–718. doi: 10.1080/01457632.2012.739040
  26. Hcevar, M., Jenko, M., Godec, M., Drobne, D. (2014). An overview of the influence of stainless-steel surface properties on bacterial adhesion. Materials and technology, 48 (5), 609–617.
  27. Krushelnytska, N. V. (2013). Influence of pH on the ability to form microbial biofilms by microorganisms isolated from milking equipment and raw milk. Scientific and Technical Bulletin of the Institute of Animal Biology and the State Scientific-Research Control Institute of Veterinary Preparations and Feed Additives, 14 (3-4), 82–86. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Ntbibt_2013_14_3-4_17
  28. Frasseto, F., Parisotto, T. M., Peres, R. C. R., Marques, M. R., Line, S. R. P., Nobre dos Santos, M. (2012). Relationship among Salivary Carbonic Anhydrase VI Activity and Flow Rate, Biofilm pH and Caries in Primary Dentition. Caries Research, 46 (3), 194–200. doi: 10.1159/000337275
  29. Chandy, J. P., Angles, M. L. (2001). Determination of nutrients limiting biofilm formation and the subsequent impact on disinfectant decay. Water Research, 35 (11), 2677–2682. doi: 10.1016/s0043-1354(00)00572-8
  30. Sheng, X., Ting, Y. P., Pehkonen, S. O. (2008). The influence of ionic strength, nutrients and pH on bacterial adhesion to metals. Journal of Colloid and Interface Science, 321 (2), 256–264. doi: 10.1016/j.jcis.2008.02.038
  31. Kolter, R., Greenberg, E. P. (2006). Microbial sciences: The superficial life of microbes. Nature, 441 (7091), 300–302. doi: 10.1038/441300a
  32. Volkova, H., Babak, V. (2008). Biofilms and hygiene on dairy farms and in the dairy industry: sanitation chemical products and their effectiveness on biofilms – a review. Czech S. Food Sci., 26 (5), 309–323.
  33. Arciola, C. R., Campoccia, D., Speziale, P., Montanaro, L., Costerton, J. W. (2012). Biofilm formation in Staphylococcus implant infections. A review of molecular mechanisms and implications for biofilm-resistant materials. Biomaterials, 33 (26), 5967–5982. doi: 10.1016/j.biomaterials.2012.05.031
  34. Gunduz, G. T., Tuncel, G. (2006). Biofilm formation in an ice cream plant. Antonie van Leeuwenhoek, 89 (3-4), 329–336. doi: 10.1007/s10482-005-9035-9
  35. Abdallah, M., Benoliel, C., Drider, D., Dhulster, P., Chihib, N.-E. (2014). Biofilm formation and persistence on abiotic surfaces in the context of food and medical environments. Archives of Microbiology, 196 (7), 453–472. doi: 10.1007/s00203-014-0983-1
  36. Puga, C. H., Orgaz, B., SanJose, C. (2016). Listeria monocytogenes Impact on Mature or Old Pseudomonas fluorescens Biofilms During Growth at 4 and 20°C. Frontiers in Microbiology, 7. doi: 10.3389/fmicb.2016.00134
  37. Munsch-Alatossava, P., Alatossava, T. (2006). Phenotypic characterization of raw milk-associated psychrotrophic bacteria. Microbiological Research, 161 (4), 334–346. doi: 10.1016/j.micres.2005.12.004
  38. Shaheen, R., Svensson, B., Andersson, M. A., Christiansson, A., Salkinoja-Salonen, M. (2010). Persistence strategies of Bacillus cereus spores isolated from dairy silo tanks. Food Microbiology, 27 (3), 347–355. doi: 10.1016/j.fm.2009.11.004
  39. Ranieri, M. L., Huck, J. R., Sonnen, M., Barbano, D. M., Boor, K. J. (2009). High temperature, short time pasteurization temperatures inversely affect bacterial numbers during refrigerated storage of pasteurized fluid milk. Journal of Dairy Science, 92 (10), 4823–4832. doi: 10.3168/jds.2009-2144
  40. Cloete, T. E. (2003). Resistance mechanisms of bacteria to antimicrobial compounds. International Biodeterioration & Biodegradation, 51 (4), 277–282. doi: 10.1016/s0964-8305(03)00042-8
  41. Davin-Regli, A., Pages, J. M. (2012). Cross-resistance between biocides and antimicrobials: an emerging question. Revue Scientifique et Technique de l’OIE, 31 (1), 89–104. doi: 10.20506/rst.31.1.2099
  42. Simões, M., Simões, L. C., Vieira, M. J. (2010). A review of current and emergent biofilm control strategies. LWT – Food Science and Technology, 43 (4), 573–583. doi: 10.1016/j.lwt.2009.12.008
  43. Kukhtyn, M., Berhilevych, O., Kravcheniuk, K., Shynkaruk, O., Horyuk, Y., Semaniuk, N. (2017). The influence of disinfectants on microbial biofilms of dairy equipment. EUREKA: Life Sciences, 5, 11–17. doi: 10.21303/2504-5695.2017.00423
  44. Hoolta, J., Kriga, N., Snita, P. et. al. (Eds.) (1997). Determinant of Bergy bacteria. Vol. 2. Мoscow: Mir, 799.
  45. Stepanović, S., Vuković, D., Dakić, I., Savić, B., Švabić-Vlahović, M. (2000). A modified microtiter-plate test for quantification of staphylococcal biofilm formation. Journal of Microbiological Methods, 40 (2), 175–179. doi: 10.1016/s0167-7012(00)00122-6
  46. Hygienic equipment design criteria (2004). Brussels: EHEDG, No. 8.

##submission.downloads##

Опубліковано

2017-10-19

Як цитувати

Kukhtyn, M., Berhilevych, O., Kravcheniuk, K., Shynkaruk, O., Horyuk, Y., & Semaniuk, N. (2017). Формування біоплівок на молочному обладнанні та вплив на них дезінфікуючих засобів. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(11 (89), 26–33. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110488

Номер

Том 5 № 11 (89) (2017): Технології та обладнання харчових виробництв

Розділ

Технології та обладнання харчових виробництв

Ліцензія

Авторське право (c) 2017 Mykola Kukhtyn, Oleksandra Berhilevych, Khrystyna Kravcheniuk, Oksana Shynkaruk, Yulia Horyuk, Nazariy Semaniuk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.