< Terug naar vorige pagina

Project

Voorkomen en karakterisatie van residuele contaminatie en biofilms in de productieomgeving van levensmiddelenbedrijven en drinkwatersystemen van pluimvee

Ondanks reiniging en ontsmetting (R&O) kunnen residuele bacteriële contaminatie en biofilms voorkomen in omgevingen zoals voedingsbedrijven en primaire dierlijke productie. Wanneer er bederf- en pathogene organismen achterblijven kunnen deze leiden tot vroegtijdig voedselbederf en voedsel-gerelateerde ziekten wat een risico kan vormen voor de dierlijke en humane gezondheid. Verdere kennis betreffende het voorkomen, de samenstelling en eigenschappen is nodig om de impact van deze residuele bacteriële contaminatie beter in te schatten. Daarom was het doel van dit onderzoek om inzichten te verwerven in de aanwezigheid en eigenschappen van residuele bacteriële contaminatie en biofilms in verschillende voedingssectoren en in de primaire dierlijke productie, meer specifiek in het drinkwatersysteem (DWS) in vleeskuikenstallen.

In het eerste deel van dit onderzoek (hoofdstukken 3 en 4) werden biofilms en residuele bacteriële contaminatie in acht voedingsbedrijven uit verschillende sectoren in kaart gebracht en onderzocht. Daarvoor was er nood aan een geschikte bemonsteringsmethode voor de detectie en/of kwantificatie van micro-organismen en biofilm matrix componenten. Twee oppervlakte bemonsteringsmethoden werden getest, de sponsstick methode en de schraper-flocked swab methode, waarvan de laatste geëvalueerd werd als de meest geschikte. Bacteriële tellingen waren gemiddeld 3.62 ± 1.20 log KVE/100 cm², maar konden oplopen tot 7.23 log KVE/100 cm². Respectievelijk 20%, 15% en 8% van de onderzochte oppervlakken bevatten lage hoeveelheden eiwitten, suikers en uronzuren. Op 17% van de onderzochte oppervlakken werden zowel micro-organismen als minstens één van de chemische componenten teruggevonden, wat een indicatie is voor de aanwezigheid van biofilm. De aanwezigheid en mate van residuele contaminatie is zeer variabel per voedingssector, bedrijf, locatie en zelfs tijdstip. Genera die het meest geïdentificeerd werden op voedings-contactoppervlakken na R&O zijn Pseudomonas, Microbacterium en Stenotrophomonas, hoewel 60% van de geïdentificeerde genera bedrijfsspecifiek waren. Van alle geëvalueerde isolaten hadden 88% enige mate van bederfpotentieel, waarbij de mogelijkheid tot vetafbraak het meest voorkwam. Toch blijft het moeilijk om de mogelijke impact van deze micro-organismen op voedselveiligheid en bederf in te schatten omdat het niet gekend is of deze: zullen overgebracht worden van het oppervlak naar het voedingsmiddel, overleven en groeien in het voedingsmiddel en bijgevolg bederf veroorzaken.

In het tweede deel van het onderzoek (hoofdstukken 5 en 6) lag de focus op residuele contaminatie en biofilmvorming aan de binnenzijde van het DWS in vleeskuikenstallen na desinfectie. De aanwezigheid van de contaminatie aan de binnenzijde van het DWS werd geëvalueerd op basis van bacteriële belasting en chemische samenstelling. Gemiddelde bacteriële tellingen van 6.03 ± 1.53 log KVE/20cm² werden geobserveerd met maxima tot 9.00 log KVE/20cm² op sommige plaatsen. Eiwitten, suikers en uronzuren werden opnieuw in lage aantallen teruggevonden in respectievelijk 58%, 14% en 5% van de stalen. Op 63% van de onderzochte oppervlakken werd de aanwezigheid van biofilm vermoed door de simultane aanwezigheid van micro-organismen en chemische componenten. De meest geïdentificeerde dominante species in het DWS waren Stenotrophomonas maltophilia, Pseudomonas geniculata en Pseudomonas aeruginosa, welke opportunistische humane pathogenen zijn. Echter op species-niveau waren de meeste geïdentificeerde micro-organismen opnieuw bedrijfsspecifiek. Bijna alle isolaten behorend tot de drie meest abundante species werden geëvalueerd als sterke biofilmvormers. Over het algemeen hadden 92% van de geteste micro-organismen biofilmvormende eigenschappen in 96-well microtiterplaten. Tot slot werd de hypothese dat commensale bacteriën in biofilms de aanhechting van pathogenen, zoals Salmonella spp., zou voorkomen onderzocht. Aangezien er een toenemend probleem met Salmonella Java contaminatie in vleeskuikens heerst in België werd de interactie tussen deze pathogeen en de commensaal Pseudomonas putida (onderdeel van de natuurlijke microbiota in het DWS) onderzocht. Daarvoor werd er eerst een nieuw model ontwikkeld en gevalideerd die biofilmvorming aan de binnenzijde van het DWS simuleert. In dit model werd Salmonella Java geëvalueerd als sterke biofilmvormer. Echter, wanneer aangebracht in aanwezigheid van Pseudomonas putida werd biofilmvorming door Salmonella Java gereduceerd door competitieve interacties, wat het potentieel van Pseudomonas putida als biocontrole agens aangeeft.

In conclusie heeft dit onderzoek interessante nieuwe informatie verschaft voor voedingsbedrijven in hun strijd tegen ongewenste contaminatie en voor de ontwikkeling van meer efficiënte R&O procedures. Ook in de primaire dierlijke productie werden de eerste inzichten in de aanwezigheid en samenstelling van DWS contaminatie en de rol van commensale biofilms in de preventie van pathogeen-aanhechting verworven.

Datum:10 dec 2015  →  5 nov 2018
Trefwoorden:Biofilm
Disciplines:Scientific computing, Bio-informatica en computationele biologie, Maatschappelijke gezondheidszorg, Publieke medische diensten, Genetica, Systeembiologie, Moleculaire en celbiologie, Engineering van biomaterialen, Biologische systeemtechnologie, Biomateriaal engineering, Biomechanische ingenieurswetenschappen, Andere (bio)medische ingenieurswetenschappen, Milieu-ingenieurswetenschappen en -biotechnologie, Industriële biotechnologie, Andere biotechnologie, bio-en biosysteem ingenieurswetenschappen, Microbiologie, Laboratoriumgeneeskunde
Project type:PhD project