Salmonella typhimurium, escherichia coli ve staphylococcus aureus biyofilmlerininelektrolizle giderimi

Abstract

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.

Adherence of microorganisms to food contact surfaces and subsequent biofilm formation leads to equipment damage, food spoilage, and foodborne diseases. Biofilms in food processing plants may exhibit resistance to routine disinfectants and sanitation procedures. Extensive studies have been conducted to reduce the risks of food biofilms. Since electrolysis is an inexpensive and effective approach, it has recently become the focus of interest among researchers in this context. In the related study, the removal (eradication) of major food pathogens such as Escherichia coli, Salmonella Typhimurium and Staphylococcus aureus biofilms was evaluated using low electric current. Experimental studies were conducted in an easy-to-install electrolysis setup containing electrodes capable of integrating metal surfaces on which biofilms develop. E. coli and S. Typhimurium biofilm cells on stainless steel surfaces were eliminated, while a significant decrease (2.5 log reduction) in the number of S. aureus biofilm cells was observed in the electrolysis process performed in 2M NaCl solution (10 V, 0.3 A, 1, 2 and 5 min). The viability of biofilm cells was controlled using colony count 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 the procedure was detected by the crystal violet binding assay. Being a low-cost and easy-to-use process, it became clear that electrolysis and the resulting biocidal agents produced by the reactions in the electrolyte buffer can be used in the food industry to control biofilms.