Salmonella Typhimurium, Escherichia coli ve Staphylococcus aureus Biyofilmlerinin Elektrolizle Giderimi

Reduction of Salmonella Typhimurium, Escherichia coli, and Staphylococcus aureus Biofilms by Electrolysis

Özet

Mikroorganizmaların gıdaların temas ettikleri yüzeylere tutunması ve devamında biyofilm üretmeleri, ekipman hasarına, gıda bozulmalarına ve gıda kaynaklı hastalıklara neden olmaktadır. Gıdaların işlendiği çevrelerdeki biyofilmler rutin dezenfektanlara ve sanitasyon işlemlerine direnç gösterebilmektedir. Gıda biyofilmlerinin neden oldukları riskleri azaltmak adına çok sayıda çalışma yürütülmüştür. Bu bağlamda elektroliz, ucuz ve etkili bir yaklaşım olması itibariyle son zamanlarda araştırmacıların odağında bulunmaktadır. İlgili çalışmada önemli gıda patojenleri olan Escherichia coli, Salmonella Typhimurium ve Staphylococcus aureus biyofilmlerinin düşük elektrik akımı ile giderimi (eradikasyon) değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalar, biyofilm örneklerinin geliştirileceği metalik yüzeylerin entegre edilebildiği elektrotları ihtiva eden ve kolaylıkla kurulabilir elektroliz düzeneğinde gerçekleştirilmiştir. 2M NaCl çözeltisi tercih edilerek gerçekleştirilen elektroliz işlemiyle (10 V, 0.3 A, 1, 2 ve 5 dakika süresince) paslanmaz çelik yüzeyler üzerindeki E. coli ve S. Typhimurium biyofilm hücreleri bütünüyle elimine edilirken, S. aureus biyofilm hücrelerinin sayısında önemli ölçüde bir azalma saptanmıştır (2.5 log azalma). Biyofilm hücrelerindeki canlılık koloni sayım yöntemiyle kontrol edilmiştir. Ancak biyofilm matriks kalıntılarını yüzeyden bütünüyle temizlemek tercih edilen elektroliz prosedürüyle mümkün olmamıştır. İşlemden sonra yüzeyde kalan matriks yapıları kristal viyole bağlanma uygulamasıyla gösterilmiştir. Ucuz ve kolay uygulanabilir bir işlem olması itibariyle elektrolizin ve onun sonucunda elektrolit tampondaki reaksiyonlar sonucunda elde edilen biyosidal ajanların gıda endüstrisinde biyofilmler mücadelede kullanılabileceği açıkça anlaşılmıştır

Abstract

Adherence of microorganisms to food contact surfaces and subsequent biofilm formation leadsto equipment damage, food spoilage, and foodborne diseases. Biofilms in food processing plants mayexhibit resistance to routine disinfectants and sanitation procedures. Extensive studies have beenconducted to reduce the risks of food biofilms. Since electrolysis is an inexpensive and effectiveapproach, it has recently become the focus of interest among researchers in this context. In the relatedstudy, the removal (eradication) of major food pathogens such as Escherichia coli, SalmonellaTyphimurium and Staphylococcus aureus biofilms was evaluated using low electric current.Experimental studies were conducted in an easy-to-install electrolysis setup containing electrodescapable of integrating metal surfaces on which biofilms develop. E. coli and S. Typhimurium biofilmcells on stainless steel surfaces were eliminated, while a significant decrease (2.5 log reduction) inthe number of S. aureus biofilm cells was observed in the electrolysis process performed in 2M NaClsolution (10 V, 0.3 A, 1, 2 and 5 min). The viability of biofilm cells was controlled using colonycount method. However, the removal of biofilm matrix residues from the surface was not possible with the preferred electrolysis procedure. The biofilm matrix remaining on the surface after theprocedure was detected by the crystal violet binding assay.Being a low-cost and easy-to-use process, it became clear that electrolysis and the resultingbiocidal agents produced by the reactions in the electrolyte buffer can be used in the food industry tocontrol biofilms.