The kinetics of bacterial biofilm formation on some technical materials depending on the availability of nutrients

Abstract

Celem badań było określenie wpływu dostępności składników odżywczych w środowisku wzrostu na adhezję mikroorganizmów do powierzchni użytkowanych w przemyśle spożywczym. W badaniach wykorzystano drobnoustroje, których naturalnym miejscem występowania jest woda (środowisko o ograniczonym dostępie składników odżywczych). Hodowle Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Proteus vulgaris, Enterobacter cloacae i Enterococcus faecalis prowadzono na pożywkach o optymalnej oraz zredukowanej dostępności składników odżywczych. Stopień adhezji komórek bakteryjnych do powierzchni teflonu, szkła oraz stali nierdzewnej (typ 304L i 316L) oceniano techniką mikroskopii fluorescencyjnej wg 9-stopniowej skali. Przeprowadzone badania wskazują na bezpośredni wpływ dostępności składników odżywczych oraz rodzaju badanego drobnoustroju na efektywność tworzenia się biofilmu bakteryjnego. W większości wariantów doświadczeń redukcja zawartości substratów metabolicznych w pożywce indukowała proces adhezji testowanych szczepów drobnoustrojów do powierzchni abiotycznych. Spośród przebadanych powierzchni użytkowych, najbardziej efektywną kolonizację obserwowano w przypadku stali nierdzewnej 304L.The objective of the research was to determine the effect of availability of nutritious components in a growth environment on the microorganisms adhesion level to surfaces applied in food industry. There were investigated microorganisms whose natural habitat was water (i.e. an environment with a limited availability of nutrients). The following bacterial cultures were grown in special media showing an optimal and a reduced availability of nutrients: Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Proteus vulgaris, Enterobacter cloacae, and Enterococcus faecalis. The levels of bacterial cells adhering to surfaces of teflon, glass, and stainless steel (type 304L and 316L) were assessed according to a 9-degree scale under the application of fluorescent microscopy technique. The experiments performed indicate the direct influence of both the availability of nutrients and the type of a particular species of microorganisms investigated on the efficiency of the bacterial biofilm formation. In the majority of experiments, the reduction in the content of metabolic substrates in the culture medium induced the species examined to adhere to abiotic surfaces. Among the functional surfaces investigated, the stainless steel (type 304L) appeared to be the most efficiently colonized by the microorganisms examined