Listeria monocytogenes kolonizuje biofilmy i żyje w nich, nie zmieniając składu biofilmu ani ekspresji genów

W czasopiśmie Microbiological Research opublikowano wyniki badań naukowych, które pogłębiają wiedzę na temat bakterii Listeria monocytogenes oraz tworzenia przez nie biofilmów. Te odkrycia mają istotne znaczenie dla przemysłu spożywczego, zwłaszcza w kontekście bezpieczeństwa żywności.

Charakterystyka wzrostu Listeria w żywności

Listeria ( L. ) monocytogenes może przetrwać przez dłuższy czas w środowisku produkującym żywność. Tutaj biofilmy prawdopodobnie zapewniają niszę do długoterminowego przetrwania ze względu na ich ochronny charakter przed wahaniami środowiskowymi i środkami dezynfekującymi.

W tym badaniu zbadano zachowanie izolatu L. monocytogenes ST121 w wielogatunkowym biofilmie złożonym z Pseudomonas (P.) fragi, Brochothrix (B.) thermosphacta i Carnobacterium (C.) maltaromaticum, wcześniej wyizolowanym z zakładu przetwórstwa mięsnego. Przeanalizowano skład społeczności biofilmu i macierzy oraz aktywność transkrypcyjną. L. monocytogenes skolonizowały wielogatunkowy biofilm, stanowiąc 6,4% wszystkich komórek biofilmu po sześciu godzinach. Analiza transkryptomowa wykazała 127 znacząco podwyższonych genów L. monocytogenes w porównaniu z inokulum, w tym geny związane z ruchliwością, chemotaksją, żelazem i transportem białek.

Porównując różnicowo ekspresjonowane transkrypty w biofilmie wielogatunkowym z L. monocytogenes i bez niego, jedynie gen ATPazy eksportującej kadm/cynk w C. maltaromaticum był istotnie nadregulowany, podczas gdy pozostałe 9313 genów w biofilmie nie wykazywało istotnej różnicowej ekspresji.

Dalej monitorowano rozwój biofilmu w czasie (6, 24 godziny i 7 dni). P. fragi pozostał gatunkiem dominującym, podczas gdy L. monocytogenes był w stanie przetrwać w biofilmie wielogatunkowym, stanowiąc 2,4% wszystkich komórek biofilmu po 7 dniach, bez żadnych istotnych zmian w jego liczebności. Obecność L. monocytogenes nie zmieniła biofilmu ani składu jego macierzy (ilość pozakomórkowego DNA, węglowodanów i białka). Dane wskazują, że L. monocytogenes znajduje się w biofilmach wielogatunkowych, potencjalnie zwiększając przeżywalność w przypadku czyszczenia i dezynfekcji w środowiskach przetwórstwa żywności, co potwierdza trwałość.

Zwalczanie biofilmów Listeria

Naukowcy w dananiu skupili się na metodach inaktywacji Listeria w środowiskach przetwórstwa żywności. Odkryli, że zastosowanie pulsacyjnego pola elektrycznego (PEF) w określonych warunkach temperaturowych i pH może skutecznie eliminować bakterie, nie niszcząc przy tym cennych składników odżywczych w produktach, takich jak białka serwatkowe. Optymalne warunki to temperatura około 20°C i kwaśne środowisko o pH 4. Ta metoda może być szczególnie przydatna w przetwórstwie produktów mlecznych.

Znaczenie dla producentów żywności

Odkrycia te mają istotne implikacje dla przemysłu spożywczego:

1. Dostosowanie procesów produkcyjnych: Świadomość, jak różne właściwości żywności wpływają na rozwój Listeria, pozwala producentom na modyfikację receptur i procesów technologicznych w celu ograniczenia ryzyka zakażenia.
2. Zastosowanie nowych metod dezynfekcji: Wprowadzenie technologii PEF może zwiększyć skuteczność procedur sanitarnych, zwłaszcza w przetwórstwie produktów wrażliwych na ciepło, minimalizując jednocześnie straty wartości odżywczych.
3. Wzmocnienie kontroli jakości: Lepsze zrozumienie mechanizmów tworzenia biofilmów przez Listeria umożliwia opracowanie bardziej precyzyjnych programów monitorowania i kontroli, co przekłada się na wyższe standardy bezpieczeństwa żywności.

Integracja tych badań z praktykami przemysłowymi może znacząco przyczynić się do redukcji ryzyka związanego z Listeria w produktach spożywczych, chroniąc zdrowie konsumentów i reputację producentów.

Źródło: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0944501324003987#ab0015