Effect of low pressure and medium pressure uv radiation on Atlantic salmon pathogens´ inactivation

Abstract

devido à redução de novas concessões, ao aumento de casos de doenças e limitações na eficácia de fármacos. Certas doenças são tratadas e/ou prevenidas por meios como a vacinação, uso de antibióticos e peixes de limpeza, mas existe também uma estratégia diferente e complementar que passa pela desinfeção da água via ozono e/ou radiação ultravioleta (UV). Porém existe pouca informação relativamente às doses de UV necessárias para inativar vírus e bactérias que afetam a produção de salmão. Por esse motivo, este estudo teve como objetivos averiguar o impacto de UV de baixa pressão (“low pressure”, LP) e UV de média pressão (“médium pressure”, MP) nos microrganismos “infectious pancreatic necrosis virus” (IPNV), Moritella viscosa e Yersinia ruckeri. Foi determinada a dose de UV necessária para atingir 99,9 % (3 log) de inativação de cada microrganismo por LP e MP, foram encontradas as diferenças entre inativação por LP e MP e foram comparadas as reações a UV entre vírus e bactérias. Cada microrganismo foi colocado numa solução de água salgada artificial. A concentração viral/bacteriana foi quantificada, processo após o qual uma alíquota foi exposta a uma dose de UV (entre 5 doses previamente definidas) emitida por uma lâmpada LP ou MP contida dentro de um aparelho de feixe colimado (“Collimated beam apparatus”, CBA). Após exposição à luz UV, a concentração viral/bacteriana foi de novo quantificada. Os resultados indicaram que o IPNV, a M. viscosa e a Y. ruckeri sofreram uma inativação de 99,9 % por LP UV com as seguintes respetivas doses de UV: 200, 15, 10 mJ/cm2. Os mesmos patogénicos foram inativados de igual forma por MP UV pelas respetivas doses de UV: 56,4, 4,6 e 11,3 mJ/cm2. As bactérias estudadas demonstraram menos resistência do que o vírus face à radiação de LP e MP UV. Isto deve-se ao facto de terem diferentes estruturas externas, tamanhos, genomas e mecanismos de reativação. MP UV atingiu inativação do IPNV e da M. viscosa com doses de UV mais baixas do que as emitidas por LP UV e destacou-se pela capacidade de atingir certas proteínas e enzimas capazes de reativar o vírus e bactérias estudadas.years due to the reduction of new licenses, diverse pathogen outbreaks and treatment limitations. Some diseases have been treated with vaccines, antibiotics and cleaner fish but a complementary approach involves water treatment by ozonation and/or ultra-violet (UV) radiation. However, few studies have determined the UV doses necessary to inactivate Atlantic salmon pathogens. This work aimed to study the effect of low pressure (LP) UV radiation and medium pressure (MP) UV on infectious pancreatic necrosis virus (IPNV), Moritella viscosa and Yersinia ruckeri by (i) determining the UV dose necessary to achieve a 99.9% inactivation (3 log) of each pathogen, (ii) assessing inactivation differences between LP and MP UV and (iii) finding similarities and differences among viral and bacterial pathogens inactivation. Each microorganism was diluted in artificial seawater, quantified, exposed to an UV dose (out of 5 doses) emitted either by a LP or MP UV lamp inside a collimated beam apparatus (CBA) and quantified after exposure to UV. Results showed that 99.9 % inactivation of IPNV, M. viscosa and Y. ruckeri required 200, 15 and 10 mJ/cm2 respectively by LP UV. The same pathogens were 99.9 % inactivated with 56.4, 4.6 and 11.3 mJ/cm2 respectively by MP UV. Overall, bacteria species demonstrated being less resistant to LP and MP UV than IPNV. This difference resulted from their different external structures, sizes, genome compositions and repair mechanisms. MP UV was able to inactivate IPNV and M. viscosa with lower doses than LP UV, even though being less energy efficient. The main advantage of MP over LP UV was its ability to emit wavelengths that are absorbed by repair proteins and enzymes, thus avoiding pathogens reactivation

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