Научная статья на тему 'Формирование биопленок на нержавеющей стали AISI 321, в зависимости от шероховатости поверхности и исходного количества Е. Сoli'

Формирование биопленок на нержавеющей стали AISI 321, в зависимости от шероховатости поверхности и исходного количества Е. Сoli Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
138
20
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МіКРОБНА БіОПЛіВКА / ФОРМУВАННЯ / ESСHERIСHIA COLI / ЩіЛЬНіСТЬ / ШОРСТКіСТЬ / НЕРЖАВіЮЧА СТАЛЬ / ТЕХНОЛОГіЧНЕ ОБЛАДНАННЯ / МИКРОБНАЯ БИОПЛЕНКА / ФОРМИРОВАНИЕ / ПЛОТНОСТЬ / ШЕРОХОВАТОСТЬ / НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ / ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ / MICROBIAL BIOFILM / FORMATION / ESSHERISHIA COLI / DENSITY / ROUGHNESS / STAINLESS STEEL / PROCESSING EQUIPMENT

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Кравченюк Х.Ю., Кухтин М.Д.

В статье изображены результаты исследований влияния шероховатости поверхности нержавеющей пищевой стали на процесс формирования биопленки штаммом Esсheriсhia coli АТСС 25299. Для исследования были использованы пластинки из нержавеющей коррозионно-стойкой никель-хромовой аустенитной стали марки AISI 321, с шероховатостью поверхности Rа = 0,955 мкм, Rа = 0,63 мкм и Rа = 0,16 мкм. Установлено, что при благоприятных температурных режимов кишечная палочка в течение 9-12 ч способна формировать биопленки средней и высокой плотности на поверхности нержавеющей стали с шероховатостью 0,955 мкм. Однако плотность биопленок при начальной количества клеток E. coli до 1 тыс. в см2 площади была в среднем в 1,8-2,2 раза (Р ≤ 0,05) ниже по сравнению с биопленкой сложившейся в вариантах с начальной количеством клеток 2 10 тыс. и 20-50 тыс. в см2 площади стали. Интенсивность формирования биопленки на поверхности стали с шероховатостью 0,63 мкм была несколько замедленная, по сравнению с поверхностью с шероховатостью 0,955 мкм. Однако, несмотря на это по плотности, биопленки в вариантах с начальной количеством клеток E. coli 2-10 тыс. И 20-50 тыс. В см2 площади были высокой плотности начиная с 12 часа инкубации, так же, как на поверхности с шероховатостью 0,955 мкм. Процесс пленкообразования при таких начальных количествах E. coli на поверхности с шероховатостью 0,63 мкм завершался на 24 ч., в то время же время, как по шероховатости 0,955 мкм на 18 часу инкубации. В количестве E. coli на поверхности стали до 1 тыс. с шероховатостью поверхности 0,63 мкм, биопленки формировались высокой плотности начиная с 20 ч., что в среднем на 5-6 ч дольше по сравнению с шероховатостью поверхности 0,955 мкм. По шероховатости поверхности стали 0,16 мкм процесс пленкообразования значительно замедлился по сравнению с поверхностями, которые имели шероховатость 0,955 и 0,63 мкм. Через 9 ч. инкубации E. coli на стали с шероховатостью 0,16 мкм биопленки были в среднем в 2,0 раза (Р ≤ 0,05) слабее плотности по сравнению с шероховатостью 0,955 мкм и, в 1,3-1,6 раза (Р ≤ 0,05) по сравнению с шероховатостью 0,63 мкм независимо от исходного количества E. coli. За 12 часов инкубации E. coli в варианте с начальной численностью до 1 тыс. в см2 площади биопленка еще была слабой, а в вариантах с начальной количеством 2-10 тыс. и 20-50 тыс. в см2 площади средней плотности 0,805 и 0,916 ед. соответственно. В течение 18 часов инкубации биопленка была средней плотности только в варианте с начальным количеством до 1 тыс. E. coli на см2 поверхности. Только через 24 часа инкубации E. coli биопленки во всех вариантах были высокой плотности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Biofilms formation on the stainless steel AISI 321 surface in terms of surface roughness and Е.сoli initial number

The results of the research of stainless food steel surface roughness impact on biofilm Esсheriсhia coli formation have been given. The stainless plates AISI 321 of surface roughness Rа = 0.955 mkm, Rа = 0.63 mkm and Rа = 0.16 mkm were used in the research. It was found that at favorable temperatures bacterium coli is able to form biofilms of medium and high density on the stainless steel surface of roughness 0.955 mkm during 9-12 hours. Though, biofilms density at initial E. coli number up to 1000 per cm2of area was on the average 1.8-2.2 times (Р ≤ 0.05) lower in comparison with the biofilm formed in cases with initial cell number 2000-10 000 and 20000-50000 on cm2of stainless steel surface. Biofilm formation intensity on the steel of roughness 0.63 mkm surface was rather decelerated comparing to the surface of roughness 0.955 mkm. Nevertheless, as for density the biofilms in cases with initial E. coli number 2000-10 000 and 20000-50000 on cm2of surface were of high density from 12 hours of incubation, i.e. the same as in case with the surface of roughness 0.955 mkm. Film forming process at such initial E. coli number on the surface of roughness 0,63 mkm was completed at the 24th hour while on the surface of roughness 0.955 mkm at the 18th hour of incubation. For the steel of roughness 0,16 mkm the film forming process was greatly decelerated comparing to the surfaces of roughness 0.955 and 0.63 mkm. After 9 hours of E. coli incubation on the steel of roughness 0.16 mkm the biofilms were on the average 2,0 times (Р ≤ 0.05) lower density in comparison with roughness 0,955 mkm and 1.3-1.6 times (Р ≤ 0.05) lower comparing to roughness 0,63 mkm irrespective of the initial E. coli number. After 12 hours of E. coli incubation in case with initial number up to 1 000 per cm2 of area the biofilm was still weak, and in cases with initial number 2000-10 000 and 20000-50000 on cm2of surface of medium density 0.805 and 0.916 units correspondingly. Only after 24 hours of E. coli incubation the biofilms in all cases were of high density.

Текст научной работы на тему «Формирование биопленок на нержавеющей стали AISI 321, в зависимости от шероховатости поверхности и исходного количества Е. Сoli»

HayKOBHH BicHHK .HbBiBCbKoro Ha^OHaibHoro ymBepcurery BeTepHHapHOi MegnuUHH Ta 6i0TexH0iroriH iMeHi C.3. f^H^Koro Scientific Messenger of Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyj

doi: 10.15421/nvlvet7529

ISSN 2519-268X print ISSN 2518-1327 online

http://nvlvet.com.ua/

УДК 637.1.075.579.66

Формування бiоплiвок на нержавiючiй сталi AISI 321, залежно вщ шорсткостi поверхнi та початково'1 кiлькостi E.coli

У cmammi наведено результати до^джень щодо впливу mopcmKocmi поверхн нержaвiючoг харчовог cmani на процес формування бioплiвки штамом Escherichia coli АТСС 25299. Для до^дження були використан пластинки з нержавтчог корозшно-стшког ткель-хромовог аустеттног mani марки AISI321, з шорстюстю поверхн Яа = 0,955 мкм, Яа = 0,63 мкм та Яа = 0,16 мкм. Встановлено, що за сприятливих температурних режимiв кишкова паличка протягом 9-12 год. здатна формувати бioплiвки середньог та високог щiльнocтi на поверхш нержавтчог cтaлi з шорстюстю 0,955 мкм. Проте щть-тсть бionлiвoк за початковог ^bm^i клтин E. coli до 1 тис. на см2 плoщi була в середньому в 1,8-2,2 раза (Р < 0,05) нижчою, пoрiвнянo з бioплiвкoю, сформованою у вaрiaнтaх з початковою юльюстю клтин 2-10 тис. та 20-50 тис. на см2 плoщi cтaлi. 1нтенсивтсть формування бioплiвки на поверхн cтaлi з шорстюстю 0,63 мкм була дещо сповыьнена, пoрiвнянo з поверхнею iз шорстюстю 0,955 мкм. Проте, незважаючи на це, за щтьтстю бioплiвки у вaрiaнтaх з початковою ктьтстю клтин E. coli 2-10 тис. i 20-50 тис. на см2 плoщi були високог щiльнocтi починаючи з 12 години ткубацп, тобто aнaлoгiчнo, як на поверхн iз шорстюстю 0,955 мкм. Процес плiвкoутвoрення за таких початкових ктько-стях E. coli на поверхн з шорстюстю 0,63 мкм завершувався на 24 год., тимчасом, як за moрcткocтi 0,955 мкм на 18 год. ткубацп. За початковог кiлькocтi E. coli на поверхн cтaлi до 1 тис. з шорстюстю поверхн 0,63 мкм, бioплiвки формували-ся високог щiльнocтi, починаючи з 20 год., що, в середньому, на 5-6 год. довше, пoрiвнянo з шорстюстю поверхн 0,955 мкм.

За шoрcткocтi поверхн cтaлi 0,16 мкм процес плiвкoутвoрення значно сповтьнився, пoрiвнянo з поверхнями, яю мали шорстюсть 0,955 та 0,63 мкм. Через дев'ять годин ткубацп E. coli на cтaлi з шорстюстю 0,16мкм бioплiвки були в середньому в 2,0 рази (Р < 0,05) слабшог щiльнocтi, пoрiвнянo з шорстюстю 0,955 мкм, i в 1,3-1,6раза (Р < 0,05), пoрiвнянo з шорстюстю 0,63 мкм незалежно вiд початковог кiлькocтi E. coli. За 12 годин ткубацп E. coli у вaрiaнтi з початковою юльюстю до 1 тис. на см2 плoщi бioплiвкa ще була слабкою, а у вaрiaнтaх з початковою юльюстю 2-10 тис. i 20-50 тис. на см2 плoщi - середньог щiльнocтi - 0,805 i 0,916 од. вiдпoвiднo. Протягом 18 годин ткубацп бioплiвкa була середньог щiльнocтi ттьки у вaрiaнтi з початковою юльюстю до 1 тис. E. coli на см2 поверхт. За бтьшог початковог кiлькocтi бактерш вона була високог щiльнocтi. Ттьки через 24 год ткубацп E. coli бioплiвки у вах вaрiaнтaх були високог щiльнocтi.

Knmnoei слова: мжробна бioплiвкa, формування, Escherichia coli, щтьшсть, шорстюсть, нержaвiючa сталь, техноло-гiчне обладнання.

Формирование биопленок на нержавеющей стали AISI 321, в зависимости от шероховатости поверхности и исходного количества E.coli

В статье изображены результаты исследований влияния шероховатости поверхности нержавеющей пищевой стали на процесс формирования биопленки штаммом Esсheriсhia coli АТСС 25299. Для исследования бъти использованы пластинки из

Citation:

Kravchenyuk, K.U., Kuchtyn, M.D. (2017). Biofilms formation on the stainless steel AISI 321 surface in terms of surface roughness and E.coli initial number. Scientific Messenger LNUVMBT named after S.Z. Gzhytskyj, 19(75), 144-148.

Х.Ю. Кравченюк, М.Д. Кухтин kravchenukx30@gmail.com

Тернотльський нацюнальний техмчний умверситет iMeHi 1вана Пулюя, вул. Руська, 56, м. Тернопшь, 46001, Укрта

Х.Ю. Кравченюк, М.Д. Кухтин kravchenukx30@gmail.com

Тернопольский национальный технический университет имени Ивана Пулюя, ул. Русская, 56, г. Тернополь, 46001, Украина

нержавеющей коррозионно-стойкой никель-хромовой аустенитной стали марки AISI321, с шероховатостью поверхности Ra = 0,955 мкм, Ra = 0,63 мкм и Ra = 0,16 мкм. Установлено, что при благоприятных температурных режимов кишечная палочка в течение 9-12 ч способна формировать биопленки средней и высокой плотности на поверхности нержавеющей стали с шероховатостью 0,955 мкм. Однако плотность биопленок при начальной количества клеток E. coli до 1 тыс. в см2 площади была в среднем в 1,8-2,2раза (Р < 0,05) ниже по сравнению с биопленкой сложившейся в вариантах с начальной количеством клеток 2 10 тыс. и 20-50 тыс. в см2 площади стали. Интенсивность формирования биопленки на поверхности стали с шероховатостью 0,63 мкм была несколько замедленная, по сравнению с поверхностью с шероховатостью 0,955 мкм. Однако, несмотря на это по плотности, биопленки в вариантах с начальной количеством клеток E. coli 2-10 тыс. И 20-50 тыс. В см2 площади были высокой плотности начиная с 12 часа инкубации, так же, как на поверхности с шероховатостью 0,955 мкм. Процесс пленкообразования при таких начальных количествах E. coli на поверхности с шероховатостью 0,63 мкм завершался на 24 ч., в то время же время, как по шероховатости 0,955 мкм на 18 часу инкубации. В количестве E. coli на поверхности стали до 1 тыс. с шероховатостью поверхности 0,63 мкм, биопленки формировались высокой плотности начиная с 20 ч., что в среднем на 5-6 ч дольше по сравнению с шероховатостью поверхности 0,955мкм.

По шероховатости поверхности стали 0,16 мкм процесс пленкообразования значительно замедлился по сравнению с поверхностями, которые имели шероховатость 0,955 и 0,63 мкм. Через 9 ч. инкубации E. coli на стали с шероховатостью 0,16мкм биопленки были в среднем в 2,0раза (Р < 0,05) слабее плотности по сравнению с шероховатостью 0,955 мкм и, в 1,3-1,6раза (Р < 0,05) по сравнению с шероховатостью 0,63 мкм независимо от исходного количества E. coli. За 12 часов инкубации E. coli в варианте с начальной численностью до 1 тыс. в см2 площади биопленка еще была слабой, а в вариантах с начальной количеством 2-10 тыс. и 20-50 тыс. в см2 площади - средней плотности - 0,805 и 0,916 ед. соответственно. В течение 18 часов инкубации биопленка была средней плотности только в варианте с начальным количеством до 1 тыс. E. coli на см2 поверхности. Только через 24 часа инкубации E. coli биопленки во всех вариантах были высокой плотности.

Ключевые слова: микробная биопленка, формирование, Esсheriсhia coli, плотность, шероховатость, нержавеющая сталь, технологическое оборудование.

Biofilms formation on the stainless steel AISI 321 surface in terms of surface

roughness and E.coli initial number

K.U. Kravchenyuk, M.D. Kuchtyn kravchenukx30@gmail.com

Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ruska Str., 56, Ternopil, 46001, Ukraine

The results of the research of stainless food steel surface roughness impact on biofilm Es^en^ia coli formation have been given. The stainless plates AISI 321 of surface roughness RQ = 0.955 mkm, RQ = 0.63 mkm and RQ = 0.16 mkm were used in the research. It was found that at favorable temperatures bacterium coli is able to form biofilms of medium and high density on the stainless steel surface of roughness 0.955 mkm during 9-12 hours. Though, biofilms density at initial E. coli number up to 1000 per cm2 of area was on the average 1.8-2.2 times (Р < 0.05) lower in comparison with the biofilm formed in cases with initial cell number 200010 000 and 20000-50000 on cm2 of stainless steel surface.

Biofilm formation intensity on the steel of roughness 0.63 mkm surface was rather decelerated comparing to the surface of roughness 0.955 mkm. Nevertheless, as for density the biofilms in cases with initial E. coli number 2000-10 000 and 20000-50000 on cm2 of surface were of high density from 12 hours of incubation, i.e. the same as in case with the surface of roughness 0.955 mkm. Film forming process at such initial E. coli number on the surface of roughness 0,63 mkm was completed at the 24th hour while on the surface of roughness 0.955 mkm - at the 18th hour of incubation.

For the steel of roughness 0,16 mkm the film forming process was greatly decelerated comparing to the surfaces of roughness 0.955 and 0.63 mkm. After 9 hours of E. coli incubation on the steel of roughness 0.16 mkm the biofilms were on the average 2,0 times (Р < 0.05) lower density in comparison with roughness 0,955 mkm and 1.3-1.6 times (Р < 0.05) lower comparing to roughness 0,63 mkm irrespective of the initial E. coli number. After 12 hours of E. coli incubation in case with initial number up to 1 000 per cm2 of area the biofilm was still weak, and in cases with initial number 2000-10 000 and 20000-50000 on cm2 of surface - of medium density - 0.805 and 0.916 units correspondingly. Only after 24 hours of E. coli incubation the biofilms in all cases were of high density.

Key words: microbial biofilm, formation, Essherishia coli, density, roughness, stainless steel, processing equipment.

Вступ

Забруднення мшрооргашзмами технолопчного обладнання в харчовш промисловосп е важливою проблемою, осшльки негативно впливае на яшсть i безпечшсть сировини та готових продукпв харчуван-ня. Адже понад 40% харчових отруень людей у свт спричиняються мжрооргашзмами, яш надходять у сировину та готовi продукти з технолопчного устат-кування (Haeghebaert et al, 2001). Це пов'язано з тим, що мжрооргашзми виживають на технолопчному устаткуванш завдяки специфiчнiй властивосп - здат-

носл формувати бiоплiвки (Pe'rez-Rodri'guez et al, 2008; Lequette et al, 2010). Бiоплiвка - це жива сукуп-шсть одного або декшькох видiв чи родiв бактерш, яка постшно оновлюеться, прикршлена до бюгенно! чи абюгенно! поверхш та оточена полюахаридним матриксом (Costerton et al, 2003). Дезiнфiкуючi засоби не завжди дшть на бактерп, яш сформован у бiоплiв-ки, адже резистентшсть бактерш у бюшлвках до дез-шфшуючих речовин, антибютишв чи антисептиков приблизно в 100 разiв бшьша, шж у планктонних мiкроорганiзмiв (Levis, 2001; Kukhtyn, 2011). Це пов'язано з тим, що в бiоплiвках мжрооргашзми пе-

ребувають в метаболГчно шертних формах, на яш погано дшть бюциди, а також через те, що пори i канали бiоплiвок не пропускають великi молекули бiоцидiв всередину бiоплiвки.

Основним моментом, без якого неможливе утво-рення бiоплiвки, е процес адгезй' мiкроорганiзмiв до поверхш, доступно! для подальшо! колошзацп. Адге-зiя мiкроорганiзмiв залежить вiд доволi велико! шль-костi змiнних чиннишв, особливо таких, як ргд та вид мшрооргашзму, шорсткiсть поверхнi, пдрофшьшсть чи гiдрофобнiсть матерiалу та ряду еколопчних фак-торiв (осмолярнiсть, рН, температура, парщальний тиск кисню, наявшсть антибактерiальних речовин i т. д.). У молочнш промисловостi шорстк1сть поверхш нержавшчо! сталi не повинна перевищувати Ra = 0,8 мкм (EHEDG, 2004) i вважаеться, чим вона менша, тим буде бiльш ппешчна. Проте в процесi експлуатацп поверхня нержавшчо! сталi зазнае змiн i на нiй з'являються потертостi, подряпини, яш збшь-шують шорсткiсть i тим самим площу контакту з мж-роорганiзмами.

Метою роботи було дослгдити вплив шорсткостi поверхнi нержавшчо! харчово! сталi марки AISI 321 на процес формування бiоплiвки Escherichia coli.

MaTepia. i методи дослвдження

Дослiдження процесу формування бiоплiвки проводили на моделi штаму Escherichia coli АТСС 25299. Для дослщження були використаш пластинки з нержавшчо! корозшно-стшко! нiкель-хромово! аустешт-но! сталi марки AISI 321, розмiром 30*30 мм та тов-щиною 5 мм, з шорстк1стю поверхш Ra = 0,955 мкм, Ra = 0,63 мкм та Ra = 0,16 мкм.

З метою визначення впливу шорсткосп поверхнi нержавшчо! сталГ на процес формування бiоплiвки Е. coli, дослгдження подiлили на три варiанти. У пер-

шому варГанп в стерильнi чашки neTpi ставили сте-рильнi пластини з нержавшчо! стaлi з вiдповiдною шорсткгстю поверхнi та вносили в чашку МПБ з кон-центрaцieю Е. coli, щоб на 1 см2 площi пластини припадало в середньому до 1 тис. клггин. У другому вaрiaнтi у чашки Петрi з пластинами нержaвiючо! сталГ вносили МПБ з концентрaцieю Е. coli вщ 2 тис. до 10 тис. клггин на 1 см2 площг У третьому вaрiaнтi у чашки ПетрГ з пластинами нержавшчо! сталГ вносили МПБ з концентращею Е. coli вГд 20 тис. до 50 тис. кттин на 1 см2 площг Через 3, 6, 9, 12, 18 та 24 годин шкубацп за температури 37 °С пластини витягували з чашок ПетрГ, триразово вГдмивали вгд планктонних (неприкршлених) мжрооргашзмГв фосфатним буфером та фшсували утвореш бюплГвки E.coli 96° етило-вим спиртом. Шсля фжсування бюплГвки фарбували, у 0,1% розчиш кристалГчного фюлетового. Попм кожну пластинку окремо заливали 7,0 см3 96° етило-вим спиртом та залишали на 10 хв. Шсля експозицп 10 хв. вГдбирали 5 см3 промивного розчину з бюплг вок та визначали його оптичну густину спектрофото-метрично за довжини хвилГ 570 нМ.

За оптично! густини промивного розчину до 0,5 од. щшьтсть сформованих бюплГвок вважали низькою, вгд 0,5 до 1,0 од. - середньою та при густиш розчину понад 1,0 од. щшьшсть сформованих бюпль вок вважали високою.

Шорстшсть поверхонь пластин нержавшчо! сталГ визначали за допомогою профшометра марки 296, зпдно з ГОСТ 2789-73 (GOST 2789-73, 1973).

Результати та Тх обговорення

Результати дослщжень формування бюплГвки на нержавшчш сталГ марки AISI 321 з шорсткгстю поверхш 0,955 мкм, залежно вгд початково! шлькосп кль тин E. coli, протягом 24 годин наведено на рис. 1.

0 3 6 9 12 18 24

Контроль

Час ткубаци Е. coli, год.

Початкова к-сть клггин E.coli на 1см2 площi стат до 1 тис. Початкова к-сть клгтин E.coli на 1см2 площГ сталГ вгд 2 тис. до 10 тис. Початкова к-сть клгтин E.coli на 1см2 площГ сталГ вгд 20 тис. до 50 тис.

Рис. 1. Формування 6ioii. мвки E. coli на нержавiючiй CTa.i марки AISI 321 шорсткiстю Ra = 0,955 мкм

при температурi 37 °С

З рис. 1 видно, що за температури 37 °С упродовж трьох годин шкубацп E. coli щшьтстъ бiоплiвок, залежала вiд початково! кiлькостi мiкробних клiтин на поверхш нержавиочо! сталi. Так, за початково! шль-костi E. coli на поверхш до 1 тис./см2 площi через три години щiльнiсть бiоплiвки була практично також як у контроле Водночас за початково! кшькосп E. coli вiд 2 до 10 тис./см2 площ^ щiльнiсть бiоплiвки зросла в 1,3 раза (Р < 0,05), а за початково! шлькосп E. coli в1д 20 до 50 тис. в 2,0 рази (Р < 0,05). Надалi упродовж наступних годин шкубацп бiоплiвка у всiх варiантах ставала щшьшша, однак протягом 9 годин вирощування вона ще була слабкою до 0,5 од. Шсля дев'ято! години iнкубацi! вiдмiчаeмо iнтенсивний процес плiвкоутворення i на 12 годину у варiантах з початковою кiлькiстю клггин E. coli вiд 2 до 10 тис. та 2-50 тис./см2 площi бiоплiвка ставала високо! щшьно-стi - 1,22 та 1,30 од ввдповщно. У варiантi до 1 тис. клгган на см2 площi сталi вона була середньо! щшь-ностi - 0,63 од.

Ha 18 roguHy iнку6ацii E. coli Ha noBepxHi CTam 3 mopcTKicTro 0,955 mkm процес nmBKoyTBopeHHa npaK-thhho 3aBepmuBca y Bapiarnrax 3 nonaircoBoro MbKicTro K^iTHH E. coli Big 2 go 50 thc. Ha cm2 n^o^i, a y Bapiami go 1 thc. KmTHH 6ionmBKa crara BucoKoi ^i^bHOCTi -1,28 og. y ^OMy BapiaHTi пpoцес nmBKoyTBopeHHa 3aBepmuBca Ha 24 roguHi, to6to ^i^bmcrb 6ionmBOK 3piBHa^aca, aK y BapiaHTax gBa Ta Tpu.

OT^e, npoBegeHi gocmg^eHHa BKa3yroTb Ha Te, ^o 3a cnpHHTOTBHx TeMneparypHux pe^HMiB KHmKoBa na-^HHKa npoxaroM 9-12 rog 3gaTHa ^opMyBam 6ionmBKH cepegHboi Ta bhcoko' ^№Hocri Ha noBepxHi Hep^aBiro-noi CTam 3 mopcTKicTro 0,955 mkm. npoTe ^i^bmcrb 6ionmBoK 3a nonaTKoBoi' Ki^bKocTi KiiTHH E. coli go 1 thc. Ha cm2 n^o^i 6y^a b cepegHboMy b 1,8-2,2 pa3a (P < 0,05) HH^roro, nopiBHaHo 3 6ionmBKoro c^opMoBa-Horo y BapiaHTax 3 nonaircoBoro Ki^bKicTro KrnraH 210 thc. Ta 20-50 thc. Ha cm2 n^o^i CT&m.

Ha puc. 2 HaBegeHo gaHi ^ogo ^opMyBaHHa 6ionmB-kh E. coli Ha noBepxHi Hep^aBironoi crarn 3 mopcTKicTro Ra= 0,63 mkm.

Контроль

Час ткубаци Е. coli, год.

Початкова к-сть клггин E.coli на 1см2 площ1 стат до 1 тис. Початкова к-сть клпин E.coli на 1см2 площ1 стал1 вщ 2 тис. до 10 тис. Початкова к-сть клпин E.coli на 1см2 площ1 стал1 вщ 20 тис. до 50 тис.

Рис. 2. Формування 6ioii. мвки E. coli на нержавiючiй cra.i марки AISI 321 шорсткiстю Ra= 0,63 мкм при

TeMnepaTypi 37 °С

Як видно з даних рис. 2, штенсившсть формування бiоплiвки на поверхнi сталi з шорстшстю 0,63 мкм, була дещо спов№нена, порiвняно з поверхнею iз шорстшстю 0,955 мкм. Проте незважаючи на це, за щшьшстю бiоплiвки у варiантах з початковою кiлькiстю клгтин E. coli 2-10 тис. i 20-50 тис. на см2 площi були високо! щiльностi починаючи з 12 годин шкубацп, тобто аналопчно, як на поверхш iз шорстшстю 0,955 мкм. Процес плiвкоутворення за таких по-чаткових шлькостях E. coli на поверхнi з шорстшстю 0,63 мкм завершувався на 24 годиш, тимчасом, як за шорсткосп 0,955 мкм на 18 годиш шкубацп. За початково! шлькосп E. coli на поверхш сталi до 1 тис. з шорстшстю поверхш 0,63 мкм, бiоплiвки формували-ся високо! щшьносп, починаючи з 20 години, що, в середньому, на 5-6 год довше, порiвняно з шорстшстю поверхш 0,955 мкм.

На рисунку 3 наведено даш щодо формування бю-плiвки E. coli на поверхш сталi з шорсткiстю 0,16 мкм. Даш рис. 3 вказують на те, за що за шорсткосп поверхш сталi 0,16 мкм процес плiвкоутворення значно спов№нився, порiвняно з поверхнями, якi мали шорсткiсть 0,955 та 0,63 мкм. Через дев'ять годин шкубацп E. coli на стал з шорстшстю 0,16 мкм бiоплiвки були в середньому в 2,0 рази (Р < 0,05) сла-бшо! щiльностi, порiвняно з шорстшстю 0,955 мкм i, в 1,3-1,6 раза (Р < 0,05), порiвняно з шорстшстю 0,63 мкм незалежно в1д початково! кiлькостi E. coli.

За 12 год. шкубацп E. coli у варiантi з початковою шльшстю до 1 тис. на см2 площщ бюшпвка ще була слабкою, а у варiантах з початковою шльшстю 210 тис. i 20-50 тис. на см2 площi - середньо! щшьносп - 0,805 i 0,916 од. вщпов1дно.

Рис. 3. Формування 6ioii. мвки E. coli на нержавiючiй сталi марки AISI 321 шорсткiстю Ra= 0,16 мкм при

TeMnepaTypi 37 °С

Контроль

Час ткубаци Е. coli, год.

Початкова к-сть клггин E.coli на 1см2 площ1 стал1 до 1 тис. Початкова к-сть клггин E.coli на 1см2 площ1 стал1 ввд 2 тис. до 10 тис. Початкова к-сть клгшн E.coli на 1см2 площ1 стал1 ввд 20 тис. до 50 тис.

Протягом 18 годин шкубаци 6ioraiBKa була серед-ньо! щiльностi тшьки у BapiaHTi з початковою кшьшс-тю до 1 тис. E. coli на см2 поверхш. За бшьшо! початково! кiлькостi бактерш вона була високо! щiльностi. Тшьки через 24 год. шкубаци E. coli бюплшки у всiх вaрiaнтaх були високо! щiльностi.

Отже, тдсумок проведених дослщжень, можна вщзначити, що на процес формування мiкробних бiоплiвок на хaрчовiй стaлi марки AISI 321 впливае шорстк1сть поверхнi та початкова кшьшсть бaктерiй. Тобто результати вказують, що на поверхш з шорст-к1стю 0,16 мкм процес адгезп E. coli проходить повь льнiше, порiвняно зi сталлю, яка мала шорстшсть 0,63 i 0,955 мкм. Крiм того, отримaнi дан вказують, що для зaпобiгaння формуванню бiоплiвок високо! щшь-ностi необхщно проводити ретельну сaнiтaрну оброб-ку поверхш сталевого обладнання з метою недопус-кання велико! кiлькостi бактерш на ньому.

Висновки

Процес формування бiоплiвки E. coli на поверхш шкель-хромово! aустенiтно! стaлi марки AISI 321 залежав, як вiд шорсткосп поверхнi, так i вiд почат-ково! кiлькостi мiкробних клiтин на стал!

За початково! кiлькостi E. coli на поверхш стал до 1 тис. з шорстшстю поверхш 0,63 мкм бюпл1вки фор-мувалися високо! щiльностi, починаючи з 20 год, що, в середньому на 5-6 год довше, порiвняно з шорстшс-тю поверхнi 0,955 мкм i на 10 год довше, порiвняно з шорстк1стю поверхнi 0,16 мкм.

Через дев'ять годин шкубаци E. coli на стал1 з шо-рстшстю 0,16 мкм бiоплiвки були в середньому в 2,0 рази слабшо! щiльностi, порiвняно з шорстшстю 0,955 мкм i в 1,3-1,6, порiвняно з шорсткiстю 0,63 мкм незалежно вiд початково! кшькосп E. coli.

Перспективи подальших до^джень полягають у розробцi математично! моделi формування бiоплiвок

Ha noBepxHi Hep^aBironoï CT&ii 3 pi3Horo mopcraic™, 3aœ®HO Big Bugy MiKpoopraHi3MiB, ïx Mop^o^oriï, no-HaTKOBOï KÎ^bKOCTi, TeMnepaTypu HaBKonumHboro cepe-goBuma, 3 MeToro nporao3yBaHHH i 3ano6iraHHH yTBO-peHHH 6i0nrnB0K Ha TexHO^oriHHOMy o6nagHaHi b xap-

HOBiu npOMUC^OBOCTi.

EiS^iorpa^inm iIOCII. lanim

Haeghebaert, S., Le Querrec, F., Vaillant, V. (2001). Food poisoning incidents in France in 1998. Bull Epidemiol Hebdomad. 65-70. Lequette, Y., Boels, G., Clarisse, M. (2010). Christine Faille Using enzymes to remove biofilms of bacterial isolates sampled in the food-industry. Biofouling. 26(4), 421-431. Pe'rez-Rodri'guez, F., Valero, A., Carrasco, E. (2008). Understanding and modelling bacterial transfer to foods: a review. Trends Food Sci. Technol, 131-144. Costerton, J.W., Veeh, R., Shirtliff, M. (2003). The application of biofilm science to the study and control of chronic bacterial infections. J. Clin. Invest. 112(10), 1466-1477.

Levis, K. (2001). Riddle of Biofilm Resistance. Antimi-crobical Agents and Chemotherapy. 45(4), 999-1007. Kukhtyn, M.D. (2011) Theoretical substantiation of veterinary-sanitary regulations and development of control system of whole cooled milk production: abstract of doctoral (Veterinary science) dissertation. Lviv, 40 (in Ukrainian).

Hygienic equipment design criteria (Guideline Document

No. 8), Brussels: EHEDG 2004. ENEDG. GOST 2789-73 (1973). Surface roughness. Parameters and characteristics. Moscow: GosStandard USSR. 6 (in Russian).

Cmammn nadiumm do peda^iï 24.02.2017

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.