Naučnici za hranu sa Nacionalnog univerziteta u Singapuru (NUS) otkrili su ključne karakteristike patogena salmonele sa suvim površinskim biofilmom (DSB), prethodno zanemarenog tipa biofilma koji obično postoji u okruženjima za preradu suve hrane.
Formiranje bakterijskog biofilma u prehrambenoj industriji predstavlja značajnu zabrinutost, utiče na bezbednost hrane, efikasnost proizvodnje, ekonomski gubitak i poverenje potrošača. Većina postojećih istraživanja o patogenim biofilmima koji se prenose hranom fokusirana su na biofilmove vlažne površine (VSB), pošto se generalno veruje da mikroorganizmi ne mogu da prežive u suvim uslovima, a kamoli da formiraju biofilmove.
Međutim, nedavna opoziva i izbijanja salmonele povezane sa hranom sa niskom vlagom (LMF) pružaju sve veći dokaz da patogeni mogu opstati u suvim uslovima.
Istraživački tim koji je predvodio docent LI Dan sa Odeljenja za nauku o hrani i tehnologiju NUS-a pružio je detaljnu karakterizaciju DSB-a salmonele ispitujući njihovu morfologiju, jednoćelijski pejzaž i odgovor na tehnike dezinfekcije u poređenju sa tradicionalnim VSB-ovima. Napori ovog istraživanja nude dragocene uvide za upravljanje suvim biofilmima u prehrambenoj industriji.
Nalazi istraživanja objavljeni su u časopisu Primenjena mikrobiologija i mikrobiologija životne sredine 4. novembra 2024.
Studija je istraživala strukturne i funkcionalne karakteristike Salmonella Tiphimurium DSB koristeći napredne tehnike mikroskopije, uključujući konfokalno lasersko skeniranje, transmisioni elektron i skenirajuću elektronsku mikroskopiju.
Ove analize su otkrile jedinstvene karakteristike DSB-a u poređenju sa VSB-om. Konkretno, DSB ćelije su okružene gustom, kompaktnom kapsulom koja verovatno doprinosi njihovoj većoj antimikrobnoj otpornosti, dok VSB ćelije pokazuju različite slojeve plazme i spoljašnje membrane. Pored toga, DSB-ovi pokazuju vertikalnu strukturu nalik na sendvič, sa netaknutim ćelijama u jezgru i oštećenim ćelijama na spoljašnjem sloju.
Da bi se razumela funkcionalna raznolikost unutar biofilma, korišćena je jednoćelijska transkriptomika, identifikujući bakterijske klastere sa aktivnim antioksidativnim i virulentnim funkcijama – naglašavajući potencijalne bezbednosne probleme za LMF. Tim je takođe razvio strategiju antibiofilma bez vode prilagođenu LMF industriji. Ova metoda kombinuje flavonoid morin sa 70% izopropil alkohola, nudeći efikasan metod dezinfekcije bez potrebe za vodom.
Profesor Li je rekao: „Ishodi ovog istraživanja su od kritične važnosti, nudeći nekoliko ključnih uvida. Detaljno o strukturnim i funkcionalnim osobinama Salmonella DSB, mi osvetljavamo kako se ovi biofilmi odupiru isušivanju i dezinfekciji, što je preovlađujući izazov u LMF okruženjima.
„Primena jednoćelijskog sekvenciranja RNK nam omogućava da otkrijemo heterogenost unutar DSB populacija. Ovi nalazi osporavaju percepciju dehidriranih ćelija biofilma kao jednolično uspavanih i naglašavaju stalnu pretnju koju predstavljaju ovi patogeni.
„Sa pojavom sredstava za dezinfekciju na bazi flavonoida, prehrambena industrija može usvojiti efikasnija, ekološki prihvatljivija i skalabilnija rješenja za upravljanje biofilmom. Implementacija takvih strategija mogla bi značajno smanjiti događaje kontaminacije, povećati povjerenje potrošača i minimizirati finansijske gubitke povezane sa povlačenjem i izbijanja.
„Uzeti zajedno, ovi rezultati ponovo potvrđuju našu posvećenost prevođenju naučnih otkrića u delotvorna rešenja za bezbednost hrane i javno zdravlje.
