Assessing the growth of Staphylococcus aureus and Escherichia coli on fruits and vegetables

Introduction: The number of registered foodborne diseases involving fresh produce is a preoccupation in many countries. For this reason, the aim of this study was to better understand the growth of Staphylococcus aureus and Escherichia coli, two indicators of hygienic and sanitary conditions, on fruits and vegetables that were exposed at different temperatures. Methodology: The main salads served at the buffets of commercial restaurants were artificially contaminated with separate pools of both pathogens and subsequently exposed at 10, 20 and 30 °C and at different time intervals. Then, the growth potential of S. aureus and E. coli on each fruit and vegetable was determined. Results: There was no significant S. aureus and E. coli growth on all evaluated foods exposed at 10 °C until 6 hours. When comparing both microorganisms, E. coli demonstrated higher growth potential than S. aureus on all analysed salads. Peculiarly, E. coli had the highest growth rate for the tomato (α = 6.43 at 30 °C), a fruit with low pH. Conclusion: We suggest that fruits and vegetables should be distributed at temperatures equal to or lower than 10 °C and should not be kept for more than 2 hours at room temperature

Growth kinetics, acid and thermal resistance of Salmonella enteritidis involved in foodborne outbreaks occurred in the Rio Grande do Sul state and comparation with other serovars

No período de 1999 a 2002, uma linhagem de Salmonella Enteritidis esteve envolvida em mais de 90% das salmoneloses ocorridas no RS. Este trabalho teve por objetivo avaliar a cinética de crescimento, a resistência ácida e a resistência térmica dessa linhagem e compará-la com S. Typhimurium e S. Bredeney não envolvidas em surtos alimentares, porém isoladas na mesma região. Em uma primeira etapa, a cinética de crescimento foi avaliada semeando-se cada sorovar em caldo nutriente (CN) e em salada de batata com maionese caseira (SMC), os quais foram mantidos a 30°C e 9,5°C. Em CN, a cinética de crescimento a 30°C foi semelhante para todos os sorovares, porém, em SMC a S. Enteritidis apresentou maior quantidade de células nas primeiras 6 horas de crescimento, sendo que somente depois de 12 horas todos os sorovares atingiram quantidades semelhantes de células. Em CN e em SMC, na temperatura de 9,5°C, não foi detectado crescimento de nenhum dos sorovares de Salmonella durante as primeiras 24 horas, sugerindo que essa temperatura foi suficiente para controlar a multiplicação desses microrganismos. Em uma segunda etapa, avaliou-se a resistência ácida e térmica dos diferentes sorovares de Salmonella. Para tanto, os três sorovares foram inoculados separadamente em CN e CN enriquecido com 1% de glicose (CNG), este último utilizado para produção de culturas ácido-adaptadas. Em seguida, os microrganismos foram submetidos a diferentes pH (3,5; 4,0 e 4,5) e temperaturas (52, 56 e 60ºC). Os resultados demonstraram que a S. Bredeney apresentou maior resistência para os pH 3,5 e 4,0, porém a S. Enteritidis demonstrou maior capacidade de adaptação ácida do que S. Typhimurium e S. Bredeney. Em pH 4,5 todos os sorovares, tanto não adaptados quanto ácido-adaptados, mantiveram a mesma quantidade de células viáveis durante 300 minutos. Quando expostas a 52ºC, S. Bredeney apresentou maior resistência, entretanto somente a S. Enteritidis foi protegida com a adaptação ácida. Para 56 e 60ºC, a S. Enteritidis, não adaptada e ácido-adaptada, apresentou maior resistência. A análise por SDS-PAGE demonstrou diferenças no perfil protéico de células não adaptadas e ácidoadaptadas para todos os sorovares testados. Com base nestes resultados, a capacidade de multiplicação mais rápida nas primeiras horas de cultivo em SMC, a maior capacidade de adaptação ácida e a maior resistência térmica demonstradas pela S. Enteritidis podem estar relacionadas ao freqüente envolvimento desse sorovar nas salmoneloses do RS.During the period of 1999 to 2002, a strain of Salmonella Enteritidis was involved in more than 90 % of foodborne salmonellosis occurred in Rio Grande do Sul (RS) State. This work aimed to evaluate the growth kinetics, and the acid and the thermal resistance of this strain, comparing with S. Typhimurium and S. Bredeney, which were not involved in foodborne outbreaks, but were isolated in the same region. In the first stage of this study, the growth kinetics was assessed. Each serovar was inoculated separately in nutrient broth (CN) and in potato salad prepared with homemade mayonnaise (SMC), and then incubated at 30 ºC and 9.5 ºC. In CN, at 30 ºC, similar growing characteristics were found for all serovars, however in SMC S. Enteritidis demonstrated higher counts at the first 6 hours. Only after 12 hours of incubation, all serovars reached similar counts. In CN and in SMC, at 9.5 ºC, during the first 24 hours, there was no detectable growth of any Salmonella serovar, suggesting that such temperature was adequate to control the multiplication of tested Salmonella serovars. In the second stage of the study, the acid and the thermal resistances of Salmonella serovars were evaluated. The three serovars were cultivated separately in Nutrient Broth and Nutrient Broth supplemented with 1 % glucose (NBG). The latter medium was used to induce acid-adapted cells. Then, the three serovars were exposed to different pH (3.5, 4.0, and 4.5) and temperatures (52, 56, and 60 ºC). Results indicated that S. Bredeney presented higher resistance to pH 3.5 and 4.0, but S. Enteritidis presented a better capacity of acid adaptation than S. Typhimurium and S. Bredeney. At pH 4.5, all serovars demonstrated a similar behavior, remaining at same levels of viable cells until 300 minutes. At 52 ºC, S. Bredeney presented greater survivor rates, however acid adaptation protected only S. Enteritidis. At 56 ºC and 60 ºC, non-adapted and acidadapted S. Enteritidis were more thermally resistant than other serovars tested. SDS-PAGE analysis demonstrated differences in protein profile of non-adapted and acid-adapted cells of all serovars. The capacity of rapid multiplication in the first hours of cultivation, the greater acid adaptation and thermal resistance presented by S. Enteritidis, may be related to the frequent involvement of this strain in salmonellosis cases in the RS

Growth kinetics, acid and thermal resistance of Salmonella enteritidis involved in foodborne outbreaks occurred in the Rio Grande do Sul state and comparation with other serovars

No período de 1999 a 2002, uma linhagem de Salmonella Enteritidis esteve envolvida em mais de 90% das salmoneloses ocorridas no RS. Este trabalho teve por objetivo avaliar a cinética de crescimento, a resistência ácida e a resistência térmica dessa linhagem e compará-la com S. Typhimurium e S. Bredeney não envolvidas em surtos alimentares, porém isoladas na mesma região. Em uma primeira etapa, a cinética de crescimento foi avaliada semeando-se cada sorovar em caldo nutriente (CN) e em salada de batata com maionese caseira (SMC), os quais foram mantidos a 30°C e 9,5°C. Em CN, a cinética de crescimento a 30°C foi semelhante para todos os sorovares, porém, em SMC a S. Enteritidis apresentou maior quantidade de células nas primeiras 6 horas de crescimento, sendo que somente depois de 12 horas todos os sorovares atingiram quantidades semelhantes de células. Em CN e em SMC, na temperatura de 9,5°C, não foi detectado crescimento de nenhum dos sorovares de Salmonella durante as primeiras 24 horas, sugerindo que essa temperatura foi suficiente para controlar a multiplicação desses microrganismos. Em uma segunda etapa, avaliou-se a resistência ácida e térmica dos diferentes sorovares de Salmonella. Para tanto, os três sorovares foram inoculados separadamente em CN e CN enriquecido com 1% de glicose (CNG), este último utilizado para produção de culturas ácido-adaptadas. Em seguida, os microrganismos foram submetidos a diferentes pH (3,5; 4,0 e 4,5) e temperaturas (52, 56 e 60ºC). Os resultados demonstraram que a S. Bredeney apresentou maior resistência para os pH 3,5 e 4,0, porém a S. Enteritidis demonstrou maior capacidade de adaptação ácida do que S. Typhimurium e S. Bredeney. Em pH 4,5 todos os sorovares, tanto não adaptados quanto ácido-adaptados, mantiveram a mesma quantidade de células viáveis durante 300 minutos. Quando expostas a 52ºC, S. Bredeney apresentou maior resistência, entretanto somente a S. Enteritidis foi protegida com a adaptação ácida. Para 56 e 60ºC, a S. Enteritidis, não adaptada e ácido-adaptada, apresentou maior resistência. A análise por SDS-PAGE demonstrou diferenças no perfil protéico de células não adaptadas e ácidoadaptadas para todos os sorovares testados. Com base nestes resultados, a capacidade de multiplicação mais rápida nas primeiras horas de cultivo em SMC, a maior capacidade de adaptação ácida e a maior resistência térmica demonstradas pela S. Enteritidis podem estar relacionadas ao freqüente envolvimento desse sorovar nas salmoneloses do RS.During the period of 1999 to 2002, a strain of Salmonella Enteritidis was involved in more than 90 % of foodborne salmonellosis occurred in Rio Grande do Sul (RS) State. This work aimed to evaluate the growth kinetics, and the acid and the thermal resistance of this strain, comparing with S. Typhimurium and S. Bredeney, which were not involved in foodborne outbreaks, but were isolated in the same region. In the first stage of this study, the growth kinetics was assessed. Each serovar was inoculated separately in nutrient broth (CN) and in potato salad prepared with homemade mayonnaise (SMC), and then incubated at 30 ºC and 9.5 ºC. In CN, at 30 ºC, similar growing characteristics were found for all serovars, however in SMC S. Enteritidis demonstrated higher counts at the first 6 hours. Only after 12 hours of incubation, all serovars reached similar counts. In CN and in SMC, at 9.5 ºC, during the first 24 hours, there was no detectable growth of any Salmonella serovar, suggesting that such temperature was adequate to control the multiplication of tested Salmonella serovars. In the second stage of the study, the acid and the thermal resistances of Salmonella serovars were evaluated. The three serovars were cultivated separately in Nutrient Broth and Nutrient Broth supplemented with 1 % glucose (NBG). The latter medium was used to induce acid-adapted cells. Then, the three serovars were exposed to different pH (3.5, 4.0, and 4.5) and temperatures (52, 56, and 60 ºC). Results indicated that S. Bredeney presented higher resistance to pH 3.5 and 4.0, but S. Enteritidis presented a better capacity of acid adaptation than S. Typhimurium and S. Bredeney. At pH 4.5, all serovars demonstrated a similar behavior, remaining at same levels of viable cells until 300 minutes. At 52 ºC, S. Bredeney presented greater survivor rates, however acid adaptation protected only S. Enteritidis. At 56 ºC and 60 ºC, non-adapted and acidadapted S. Enteritidis were more thermally resistant than other serovars tested. SDS-PAGE analysis demonstrated differences in protein profile of non-adapted and acid-adapted cells of all serovars. The capacity of rapid multiplication in the first hours of cultivation, the greater acid adaptation and thermal resistance presented by S. Enteritidis, may be related to the frequent involvement of this strain in salmonellosis cases in the RS

Development of liposomes containing antimicrobial peptides for control of Listeria monocytogenes in dairy products

Lipossomas são estruturas auto-organizadas adequadas para encapsular e proteger substâncias antimicrobianas de interações com componentes dos alimentos. O presente estudo teve por objetivo desenvolver lipossomas contendo nisina e bacteriocina produzida por Bacillus sp. P34 (BLS P34) para o controle de Listeria monocytogenes em produtos lácteos. Os lipossomas desenvolvidos nesse trabalho foram preparados utilizando fosfatidilcolina de soja parcialmente purificada. Inicialmente, a encapsulação de nisina foi avaliada através de duas metodologias: fase reversa e hidratação do filme. Com isso, observou-se que a metodologia de hidratação do filme foi a mais adequada para a continuação dos estudos devido à manutenção integral da atividade antimicrobiana da bacteriocina após a encapsulação. BLS P34 foi encapsulada nas mesmas condições. Os lipossomas contendo nisina ou BLS P34 foram estáveis por 24 dias, apresentando as seguintes características: tamanho entre 130 e 160 nm e polidisperdidade entre 0,22 e 0,35, determinados por espalhamento de luz; morfologia esférica, determinada por microscopia eletrônica; eficiência de encapsulação de 94,12% para a nisina e 100% para a BLS P34, determinados por ultra-filtração; potencial zeta de -55 mV para a nisina e -24 mV para a BLS P34. A nisina livre manteve 100% de sua atividade antimicrobiana inicial após 24 dias, enquanto que a nisina encapsulada apresentou 25% de atividade antimicrobiana residual. Não houve diferença na atividade antimicrobiana de BLS P34 livre e encapsulada durante o armazenamento. O modo de ação de BLS P34 encapsulada contra Listeria monocytogenes demonstrou que não ocorre fusão entre o lipossoma e a bactéria, sendo necessária a liberação do peptídeo para a ação antimicrobiana. A ação antimicrobiana das bacteriocinas livres e encapsuladas sobre leite e queijo Minas frescal contaminados artificialmente com L. monocytogenes foi investigada. A nisina livre foi mais eficiente na inibição do patógeno em leite desnatado armazenado a 30ºC. Entretanto, em temperatura de refrigeração, nisina livre e encapsulada exerceram efeito bactericida. BLS P34 livre e encapsulada mantiveram as contagens de células viáveis de L. monocytogenes sempre abaixo do controle em leite desnatado e integral armazenados a 30ºC e 7ºC. Em queijo Minas frescal, todos os tratamentos reduziram a população do patógeno em comparação ao controle, por 21 dias. Porém, a encapsulação de nisina e BLS P34 promoveram melhor efeito inibitório do que as bacteriocinas livres após 10 dias de armazenamento do queijo. A partir desses resultados evidencia-se o potencial da tecnologia de encapsulação de peptídeos antimicrobianos no controle de L. monocytogenes em produtos lácteos.Liposomes are promising self-organized structures able to encapsulate and protect antimicrobial substances of the interactions with food components. This study aimed to develop liposomes containing nisin and the bacteriocin produced by Bacillus sp. P34 (BLS P34) for control of Listeria monocytogenes in dairy products. The liposomes developed in this work were prepared using partially purified soybean phosphatidylcholine. Initially, the encapsulation of nisin was evaluated by two methods: reverse phase and film hydration. It was observed that the film hydration method was the most suitable for further studies due to the overall maintenance of the antimicrobial activity after encapsulation. BLS P34 was encapsulated in the same conditions. The liposomes containing nisin or BLS P34 were stable for 24 days, showing the following characteristics: size between 130 and 160 nm and polydispersity between 0.22 and 0.35 determined by light scattering; spherical morphology, determined by electron microscopy; encapsulation efficiency of 94.12% for nisin and 100% for BLS P34, as determined by ultra filtration; zeta potential of -55 mV for nisin and -24 mV for BLS P34. Free nisin retained 100% of its original antimicrobial activity after 24 days, while the encapsulated nisin showed 25% residual antimicrobial activity. There was no difference in antimicrobial activity of free and encapsulated BLS P34 during storage. The mode of action of encapsulated BLS P34 against Listeria monocytogenes showed that no fusion occurs between liposomes and bacteria, being necessary to release the peptide for antimicrobial activity. The antimicrobial action of free and encapsulated bacteriocins on milk and Minas cheese artificially contaminated with L. monocytogenes was investigated. Free nisin was more effective in inhibiting of the pathogen in skim milk stored at 30°C. However, under refrigeration, free and encapsulated nisin exerted bactericidal effect. Viable cell counts of L. monocytogenes were always below the control in whole and skimmed milk stored at 30 and 7°C in presence of free and encapsulated BLS P34. In Minas cheese, all treatments reduced the pathogen population in comparison to control, for 21 days. However, the encapsulation of nisin and BLS P34 promoted better inhibitory effect than the free bacteriocins after 10 days storage of cheese. These results show the potential of liposomes containing nisin or BLS P34 on the control of L. monocytogenes in dairy products

Avaliação da resistência ácida e térmica de Salmonella enteritidis causadora de surtos alimentares e comparação com outros sorovares

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Avaliação da resistência ácida e térmica de Salmonella enteritidis causadora de surtos alimentares e comparação com outros sorovares

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Inhibition of listeria monocytogenes in minas frescal cheese by free and nanovesicle-encapsulated nisin

The effectiveness of free and nanovesicle-encapsulated nisin to control Listeria monocytogenes in Minas Frescal cheese was investigated. Commercial nisin was encapsulated into liposomes of partially purified soy lecithin. Free (0.1 mg/mL and 0.25 mg/mL) and nanovesicle-encapsulated nisin (0.25 mg/mL) were applied onto the surface of cheese samples, and L. monocytogenes was inoculated before incubation at 6-8°C for 28 days. A bactericidal effect was observed with 0.25 mg/mL free nisin; a bacteriostatic effect was observed for liposome-encapsulated nisin and 0.1 mg/mL free nisin. Free nisin was more efficient than nisin-loaded liposomes in controlling L. monocytogenes. Possible reasons for this behavior, and also the significance of nisin to soft cheeses are discussed. Nisin acted as a suitable barrier within hurdle technology, potentially extending the shelf-life and safety of fresh cheeses

Inhibition of listeria monocytogenes in minas frescal cheese by free and nanovesicle-encapsulated nisin

The effectiveness of free and nanovesicle-encapsulated nisin to control Listeria monocytogenes in Minas Frescal cheese was investigated. Commercial nisin was encapsulated into liposomes of partially purified soy lecithin. Free (0.1 mg/mL and 0.25 mg/mL) and nanovesicle-encapsulated nisin (0.25 mg/mL) were applied onto the surface of cheese samples, and L. monocytogenes was inoculated before incubation at 6-8°C for 28 days. A bactericidal effect was observed with 0.25 mg/mL free nisin; a bacteriostatic effect was observed for liposome-encapsulated nisin and 0.1 mg/mL free nisin. Free nisin was more efficient than nisin-loaded liposomes in controlling L. monocytogenes. Possible reasons for this behavior, and also the significance of nisin to soft cheeses are discussed. Nisin acted as a suitable barrier within hurdle technology, potentially extending the shelf-life and safety of fresh cheeses

Growth kinetics of Salmonella Enteritidis involved in outbreaks of foodborne illness in Rio Grande do Sul, southern Brazil: a comparison with other serovar strains

No período de 1999 a 2002, uma linhagem geneticamente caracterizada de Salmonella Enteritidis esteve envolvida em mais de 90% das salmoneloses ocorridas no RS. Este trabalho teve por objetivo avaliar a cinética de crescimento dessa linhagem, comparando-a com o crescimento de uma linhagem de S. Typhimurium e de S. Bredeney não envolvida em surtos alimentares. Para tanto, cada linhagem foi semeada separadamente em caldo nutriente (CN) e em salada de batata com maionese caseira (SMC), os quais foram mantidos a 30 °C e 9,5 °C. Os resultados obtidos em laboratório foram comparados com os resultados modelados pelo Pathogen Modelling Program, USDA. Em CN, a cinética de crescimento a 30 °C foi semelhante para todas as linhagens, as quais atingiram aproximadamente 8 log UFC.mL–1. Em SMC, a 30 °C, a linhagem de S. Enteritidis apresentou maior quantidade de células nas primeiras 6 horas de crescimento, sendo que somente depois de 12 horas todos os microrganismos testados atingiram quantidades semelhantes de células, ou seja, aproximadamente 6 log UFC g –1. Em CN e em SMC, na temperatura de 9,5 °C, não foi detectado crescimento de nenhuma das linhagens testadas de Salmonella durante as primeiras 24 horas, sugerindo que essa temperatura foi suficiente para controlar a multiplicação desses microrganismos. A modelagem bacteriana confirmou a maioria dos resultados obtidos.From 1999 to 2002, a genetically characterized strain of Salmonella Enteritidis was involved in more than 90% of foodborne salmonellosis in the state of Rio Grande do Sul, southern Brazil. This work aimed to evaluate the growth kinetics of this strain in comparison with that of other Salmonella serovar strains (S. Typhimurium and S. Bredeney) which were not involved in salmonellosis outbreaks. Each strain was inoculated separately in nutrient broth (NB) and in potato salad prepared with homemade mayonnaise (MS), and incubated at 30 and 9.5 °C. The experimental results were compared with results obtained by the Pathogen Modeling Program, USDA. All the strains showed similar growth characteristics in NB at 30 °C, reaching approximately 8 log CFU.mL–1. In MS, the S. Enteritidis strain showed higher counts in the first 6 hours when cultivated at 30 °C. Only after 12 hours of incubation did all the microorganisms reach similar counts (approximately 6 log CFU g –1). No growth of any strain was detected in the first 24 hours in NB and MS at 9.5 °C, suggesting that this temperature was adequate to control the multiplication of the tested Salmonella strains. The bacterial modeling confirmed most of the experimental results

Growth kinetics of Salmonella Enteritidis involved in outbreaks of foodborne illness in Rio Grande do Sul, southern Brazil: a comparison with other serovar strains

No período de 1999 a 2002, uma linhagem geneticamente caracterizada de Salmonella Enteritidis esteve envolvida em mais de 90% das salmoneloses ocorridas no RS. Este trabalho teve por objetivo avaliar a cinética de crescimento dessa linhagem, comparando-a com o crescimento de uma linhagem de S. Typhimurium e de S. Bredeney não envolvida em surtos alimentares. Para tanto, cada linhagem foi semeada separadamente em caldo nutriente (CN) e em salada de batata com maionese caseira (SMC), os quais foram mantidos a 30 °C e 9,5 °C. Os resultados obtidos em laboratório foram comparados com os resultados modelados pelo Pathogen Modelling Program, USDA. Em CN, a cinética de crescimento a 30 °C foi semelhante para todas as linhagens, as quais atingiram aproximadamente 8 log UFC.mL–1. Em SMC, a 30 °C, a linhagem de S. Enteritidis apresentou maior quantidade de células nas primeiras 6 horas de crescimento, sendo que somente depois de 12 horas todos os microrganismos testados atingiram quantidades semelhantes de células, ou seja, aproximadamente 6 log UFC g –1. Em CN e em SMC, na temperatura de 9,5 °C, não foi detectado crescimento de nenhuma das linhagens testadas de Salmonella durante as primeiras 24 horas, sugerindo que essa temperatura foi suficiente para controlar a multiplicação desses microrganismos. A modelagem bacteriana confirmou a maioria dos resultados obtidos.From 1999 to 2002, a genetically characterized strain of Salmonella Enteritidis was involved in more than 90% of foodborne salmonellosis in the state of Rio Grande do Sul, southern Brazil. This work aimed to evaluate the growth kinetics of this strain in comparison with that of other Salmonella serovar strains (S. Typhimurium and S. Bredeney) which were not involved in salmonellosis outbreaks. Each strain was inoculated separately in nutrient broth (NB) and in potato salad prepared with homemade mayonnaise (MS), and incubated at 30 and 9.5 °C. The experimental results were compared with results obtained by the Pathogen Modeling Program, USDA. All the strains showed similar growth characteristics in NB at 30 °C, reaching approximately 8 log CFU.mL–1. In MS, the S. Enteritidis strain showed higher counts in the first 6 hours when cultivated at 30 °C. Only after 12 hours of incubation did all the microorganisms reach similar counts (approximately 6 log CFU g –1). No growth of any strain was detected in the first 24 hours in NB and MS at 9.5 °C, suggesting that this temperature was adequate to control the multiplication of the tested Salmonella strains. The bacterial modeling confirmed most of the experimental results