Applying 'BacT-ALERT 3D [Biomerieux]' automated microbial detection system to detect Alicyclobacillus sp. in concentrated apple juices

Acidotermofilne bakterie przetrwalnikujące Alicyclobacillus acidoterrestris wytwarzające produkty o nieprzyjemnym (dezynfekcyjnym) zapachu są przyczyną psucia się soków owocowych. Do ich wykrywania zastosowano zautomatyzowany analizator mikrobiologiczny BacT/ALERT® i pożywkę LYM o pH 3,7. Celem pracy było określenie wpływu zawartości ekstraktu w zagęszczonym soku jabłkowym i dawki inoculum na czas detekcji (długość lag fazy) A. acidoterrestris w systemie BacT/ALERT® oraz dopasowanie modelu matematycznego regresji wielokrotnej. Do badań wykorzystano przetrwalniki 5 szczepów Alicyclobacillus acidoterrestris wyizolowanych z próbek zagęszczonych soków jabłkowych i emulsji do produkcji napojów. W soku o zawartości ekstraktu 35,6 % stwierdzono częściowe zahamowanie wzrostu dwóch szczepów oraz całkowite zahamowanie wzrostu jednego z badanych szczepów. Również w soku o zawartości ekstraktu 23,7 % zaobserwowano częściowe zahamowanie wzrostu 3 szczepów. Czas detekcji (długość lag fazy) wszystkich analizowanych szczepów A. acidoterrestris skracał się wraz ze zmniejszaniem zawartości ekstraktu w zagęszczonym soku jabłkowym i ze zwiększaniem dawki inoculum. W soku o zawartości ekstraktu 11,8 % czas detekcji przy inoculum ok. 10 jtk /próbkę soku o obj. 20 cm³ wynosił w zależności od szczepu od 23,5 h do 43,7 h. Dopasowano równania wielomianowe drugiego stopnia opisujące zależność czasu detekcji (długości lag fazy) od zawartości ekstraktu w soku jabłkowym i poziomu inoculum badanych szczepów. Obliczone współczynniki determinacji R² wynosiły od 0,83 do 0,95 w zależności od szczepu. Zautomatyzowany analizator mikrobiologiczny BacT/ALERT® może być stosowany w rutynowych badaniach wykrywania obecności Alicyclobacillus sp. w zagęszczonych sokach jabłkowych. Zawartość ekstraktu w badanym soku może wynosić co najwyżej 17,8 %.Alicyclobacillus acidoterrestris, acido-thermophilic spore forming bacteria, which produce an unpleasant (disinfectant) odour, cause fruit juices to become spoiled. An automated microbial detection system, BacT/ALERT®, and a LYM medium (pH 3,7) were used to detect those bacteria. The objective of the study was to determine the impact the content of extract (the content of soluble solids) in concentrated apple juice and the inocolum dose had on the detection time (length of lag phase) of A. acidoterrestris in the BacT/ALERT® system, and to adjust the mathematical multiple regression model. Five Alicyclobacillus acidoterrestris strains isolated from the samples of concentrated apple juices and beverage production emulsions were investigated. As for the juice containing 35.6 % of extract (of the soluble solids), it was found that the growth of two strains was partially inhibited, and the growth of one of the examined strains was totally inhibited. Additionally, as for the juice containing 23.7 % of extract (of the soluble solids), it was found that the growth of three strains was partially inhibited. The detection time (length of lag phase) of all the examined A. acidoterrestris strains became shorter along with the decrease in the extract content in the concentrated apple juice and along with increase in the dose of inoculum. As for juice with 11.8 % of extract, the detection time, when the dose of inoculum was about 10 cfu per 20 cm³ juice sample, ranged between 23.5 h up to 43.7 h depending on the strain. Polynomial equations of second degree, which describe the dependence between the detection time (length of lag phase), the content of extract (of soluble solids), and the inoculum level, was adjusted. The R² determination coefficients calculated ranged from 0.83 to 0.95 depending on the strain. It is possible to apply the BacT/ALERT® automated microbial detection system to detect Alicyclobacillus sp. in concentrated apple juices when performing routine investigations. The content of extract (of soluble solids) in the juice investigated should be 17.8 % at the most

Responses of lactic acid bacteria to stress - VBNC state

Stadium VBNC (ang. viable but nonculturable) oznacza populację żywych komórek bakteryjnych, niewykazującą wzrostu na podłożach mikrobiologicznych. Stan ten wśród bakterii fermentacji mlekowej mogą wywołać: zmienne warunki temperaturowe, obniżone pH środowiska, obecność soli żółci i innych substancji bakteriostatycznych. Populacji zachowującej stadium VBNC nie można badać tradycyjnymi metodami z uwagi na ograniczające kryterium, jakim jest zdolność wzrostu bakterii na podłożach mikrobiologicznych. Stosowanie technik, które służą badaniu różnych anatomicznych lub/i fizjologicznych parametrów komórek, niezależnie od ich zdolności do wzrostu na podłożach hodowlanych, jest uzasadnione w aspekcie oceny bakterii fermentacji mlekowej pod względem przydatności, funkcjonalności i bezpieczeństwa.A VBNC state (viable but nonculturable) is referred to the population of living bacterial cells that are nonculturable in culture media. This state of lactic acid bacteria can be caused by: variable temperature conditions, a decreased pH value of the environment, or the presence of bile salts and other bacteriostatic agents. A population to retain a VBNC state cannot be analysed using traditional methods because of a limiting criterion, which is the culturability of bacteria on microbiological media. The application of the techniques, which analyse different anatomical and/or physiological parameters of cells regardless of their ability to grow on culture media, is justified when assessing lactic acid bacteria in terms of usability, functionality, and safety

Effect of supercritical carbon dioxide on inactivation and germination of alicyclobacillus acidoterrestris spores

Przetrwalniki termofilnych kwasolubnych bakterii Alicyclobacillus acidoterrestris są oporne na działanie czynników zewnętrznych i mogą się rozwijać w sokach w czasie przechowywania. Wytwarzają związki o dezynfekcyjnym zapachu, m. in. gwajakol i prowadzą do zepsucia soków. Zwiększenie stopnia kiełkowania przetrwalników w procesie utrwalania żywności może przyczynić się do ich skutecznej inaktywacji. Celem pracy była charakterystyka przebiegu procesu kiełkowania i stopnia inaktywacji przetrwalników Alicyclobacillus acidoterrestris zainicjowanego przez ditlenek węgla w stanie nadkrytycznym (SCCD). Przetrwalniki zawieszone w soku jabłkowym oraz w buforach o pH 4,0 i pH 7,0 poddawano działaniu SCCD o ciśnieniu 10 ÷ 60 MPa, w temp. 50 ÷ 75 ºC, w ciągu 20 ÷ 40 min. Po 40 min działania SCCD o ciśnieniu 60 MPa w temp. 75 ºC liczba skiełkowanych przetrwalników w soku jabłkowym wynosiła 3,9 log, z czego 3,4 log było inaktywowanych. W tych samych warunkach procesu, ale w buforze o pH 4,0 uzyskano niższy stopień kiełkowania (3,2 log) i inaktywacji (2,7 log). W buforze o pH 7,0 stwierdzono stopień wykiełkowania rzędu 2,5 log i inaktywację przetrwalników o 1,1 log. Stwierdzono istotną korelację pomiędzy wynikami szacowania stopnia kiełkowania uzyskanymi metodą płytkową i metodą pomiaru zmniejszania gęstości optycznej. Temperatura stosowanego SCCD okazała się czynnikiem istotnie wpływającym na stopień kiełkowania i inaktywację przetrwalników A. acidoterrestris. Wraz z obniżaniem pH zaobserwowano niewielkie zwiększenie stopnia kiełkowania i znaczne zwiększenie inaktywacji przetrwalników A. acidoterrestris poddanych działaniu SCCD, a zawartość składników odżywczych w soku jabłkowym dodatkowo zwiększała stopień wykiełkowania.The spores of thermophilic, acidophilic bacterium Alicyclobacillus acidoterrestris are resistant to external factors and can develop in juices during storage. They produce compounds that smell like disinfectants, i.a., guaiacol, and lead to the spoilage of juices. The increasing of the degree of spore germination during the process of food preservation can contribute to their effective inactivation. The objective of the research study was to characterise the course of the germination process and the inactivation degree of Alicyclobacillus acidoterrestris spores initiated by supercritical carbon dioxide (SCCD). The spores suspended in apple juice and in buffers of pH 4.0 and pH 7.0 were treated with SCCD at a pressure of 10-60 MPa, at temperatures of 50 ÷ 75 ºC, for 20 ÷ 40 min. After 40 min SCCD treatment at 60 MPa and at 75 ºC, the count of spore germination in apple juice was 3.9 log, of which 3.4 log were inactivated. In the pH 4.0 buffer and under the same process conditions, a lower degree of germination (3.2 log) and inactivation (2.7log) was achieved. In the pH 7.0 buffer, the germination of 2.5 log was reported and the spore inactivation of 1.1 log. A significant correlation was found between the results of germination degree estimation that were obtained using a plate method and a method of measuring the decrease in optical density. The temperature of the SCCD applied turned out to be a factor to significantly impact the degree of germination and the inactivation of A. acidoterrestris spores. Along with the decrease in pH, a slight increase in the degree of spore germination was observed and a significant increase in the inactivation of the A. acidoterrestris spores treated with SCCD; the content of nutrients in apple juice further increased the degree of germination

Response of Lactobacillus brevis cells to osmotic stress researched by flow cytometry

Pałeczki fermentacji mlekowej mogą wytrzymywać efekty stresu osmotycznego w naturalnym środowisku bytowania, jak również w procesie produkcji żywności. Złożoność zmian zachodzących w komórkach w wyniku działania tego stresu stwarza potrzebę poszerzenia wiedzy dotyczącej jego wpływu na stan fizjologiczny pałeczek Lactobacillus. Celem pracy było określenie wpływu chlorku sodu w zakresie 0,5 ÷ 2,5 % na fizjologię komórek szczepu Lactobacillus brevis, które wyizolowano z żywności. Zastosowano cytometrię wielobarwną i dobrano barwienie CFDA/PI (dioctan karboksyfluoresceiny/jodek propidyny) do oznaczenia aktywności esterolitycznej i spójności błon cytoplazmatycznych komórek. Na podstawie analizy cytometrycznej wyodrębniono cztery grupy komórek o określonych parametrach: 1 – CFDA⁻PI⁺, 2 – CFDA⁺PI⁺, 3 – CFDA⁻PI⁻, 4 – CFDA⁺PI⁻, których udział zależał od dadatku chlorku sodu w badanych próbkach. Zaobserwowano zwiększony udział komórek w grupie 1. i zmniejszony – w grupie 4. w badanych próbkach, świadczące o wzroście udziału komórek z uszkodzeniami w błonach cytoplazmatycznych i obniżeniu udziału komórek aktywnych. Na podstawie wyników metody płytkowej dowiedziono, że część populacji Lb. brevis straciła tzw. hodowalność w środowisku o największym stężeniu chlorku sodu – 2,5 %. Stwierdzono, że szczep Lb. brevis wykazał znaczną tolerancję na działanie chlorku sodu w badanym zakresie i wiedza z tego zakresu może być przydatna w badaniach skriningowych nad przydatnością pałeczek Lactobacillus w przemyśle.Lactic acid rod-shaped bacteria stand the effects of osmotic stress in natural living environments as well as in food production process. The complexity of changes occurring in cells as a result of osmotic stress creates the need for extending the knowledge of its effect on the physiological condition of rodshaped Lactobacillus bacteria. The objective of the study was to determine the effect of sodium chloride ranging from 0.5 to 2.5 % on the physiology of cells of Lactobacillus brevis strain isolated from food. A flow cytometry was applied and a fluorescent staining CFDA / PI (carboxyfluorescein diacetate / propidium iodide) was chosen to determine the metabolic activity and integrity of cytoplasmic membranes of cells. Based on the cytometric analysis, four groups were identified of cells with particular parameters: 1: CFDA⁻PI⁺; 2: CFDA⁺PI⁺; 3: CFDA⁻PI⁻; and 4: CFDA⁺PI⁻, and their percent content depended on the sodium chloride added to the samples analyzed. In the samples studied, it was found that the content of cells in group 1 increased and in group 4 decreased; this was evidence of the increase in the percent content of cells with damages in cytoplasmic membranes and of the decrease in the percent content of active cells. Based on the plate count results, it was proved that part of the L. brevis population lost culturability in the environment with the highest concentration of sodium chloride: 2.5 %. Furthermore, it was found that the L. brevis strain showed a considerable tolerance to the action of sodium chloride within the range studied and the knowledge in this area might be useful to research the suitability of Lactobacillus strains for industrial processes using screening methods

Viability of Lactobacillus paracasei LPC-37 in Swiss-type cheeses during their ripening

Przedmiotem badań były sery typu szwajcarskiego wyprodukowane z zastosowaniem probiotycznej kultury Lactobacillus paracasei LPC-37. Konsekwencją podobnego składu chemicznego badanych serów było niewielkie zróżnicowanie aktywności wody. Po 4 i 6 tygodniach dojrzewania stwierdzono większy spadek aktywności wody niż po 2 tygodniach. Z porównania liczby pałeczek mlekowych w serach o różnym stopniu dojrzałości wynika, że najbardziej intensywny ich wzrost miał miejsce podczas pierwszych dwóch tygodni dojrzewania. Statystycznie istotną zależność pomiędzy liczbą pałeczek Lactobacillus a aktywnością wody stwierdzono tylko w serach po pierwszym miesiącu przechowywania (r = 0,86).The objective of this study and analysis were Swiss-type cheeses manufactured using a probiotic culture of Lactobacillus paracasei LPC-37. Owing to the similar chemical composition of the cheeses studied, the diversification of their water activity was slight. It was reported that after 4 and 6 weeks of ripening, the cheeses showed a higher decrease in water activity than after 2 weeks of ripening. When comparing the count of lactobacilli in the cheeses of a varying degree of ripeness, it is found that the most intensive growth of micro-organisms occurred during the first two weeks of ripening. A statistically significant dependence (r=0.86) between the number of Lactobacillus and water activity was found only in cheeses that have been stored for one month