Устойчивость биоплёнок пищевых патогенов к дезинфекции: риски для безопасности готовой продукции

Образование биоплёнок патогенными микроорганизмами — серьёзная проблема для пищевой промышленности, так как они способствуют длительному сохранению бактерий и повторному загрязнению продуктов. Среди ключевых возбудителей пищевых инфекций выделяют Salmonella spp. и Listeria monocytogenes [1, 2]. В частности, биоплёнки L. monocytogenes на поверхностях, контактирующих с пищей, служат источником персистенции патогена и заражения продукции [3]. Процесс формирования биоплёнки зависит от свойств поверхности, к которой прикрепляются бактерии. На начальном этапе (первичная адгезия) решающую роль играют характеристики материала. В зависимости от условий среды биоплёнки делят на сухие и влажные. Сухие образуются при низкой влажности (на стенах, потолках, оборудовании или в сухой почве), где микроорганизмы вырабатывают защитные механизмы для выживания [4].

Целью работы было изучение эффективности различных моющих и дезинфицирующих средств (в том числе при комбинированной обработке) против бинарных «сухих» биоплёнок, образованных Listeria monocytogenes и Salmonella spp., для определения оптимального способа их удаления на объектах пищевой промышленности.

Биоплёнки данного типа получали с использованием в качестве подложек фильтров из стекловолокнистых материалов, которые помещали на поверхность агаризованной среды LB (Becton Dickinson, США) в чашках Петри. Бактериальные культуры раздельно выращивали в LB-бульоне до стационарной фазы роста. Затем полученные бактериальные культуры наносили по 40 мкл на заранее подготовленные стерильные стекловолоконные фильтры в стерильных чашках Петри с агаризованной средой LB в двух повторностях и выращивали в термостате в течение 48 ч и 168 ч при температуре плюс 37 °С. Сухие биоплёнки выбраны как наиболее устойчивая форма, представляющая практическую проблему на производствах с низкой влажностью. На сформированные биоплёнки воздействовали отдельно нейтральным (НМС, 3%) и ферментным (ФМС, 0,5%) моющими средствами, дезинфицирующими средствами на основе ЧАС (0,5% и 1%), а также их комбинациями с последовательной обработкой: НМС (3%) → ДС ЧАС (0,5% или 1%) и ФМС (0,5%) → ДС ЧАС (0,5% или 1%). После обработки определяли количество жизнеспособных клеток и сравнивали эффективность средств в отношении биоплёнок. Оценку эффективности рассчитывали согласно Р 4.2.3676–20 [5].

Результаты исследования представлены в таблице.

Зрелые биоплёнки (168 ч) показали сниженную жизнеспособность клеток по сравнению с молодыми (48 ч) даже в контроле (5,9 × 10⁸ КОЕ/мл против 3,2 × 10⁹ КОЕ/мл), что может быть связано с естественным отмиранием части клеток в условиях ограниченного питания. В отличие от молодых биоплёнок «старые» (168 ч) были чувствительны к последовательной обработке сначала моющими, а затем дезинфицирующими средствами на основе ЧАС в концентрации 1%; был достигнут дезинфицирующий эффект на уровне 99,99%. Эффективность средств зависит не только от возраста, но и от видового состава биоплёнки. Для разработки оптимальных протоколов необходимо проводить индивидуальный подбор средств с учётом конкретных штаммов и условий формирования биоплёнки.