1. Characterization of biofilms and effect of disinfectants on biofilm growth
- Author
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Zwickl, Alina
- Subjects
Staphylococcus capitis ,Schaumreinigungslösungen ,biofilm growth ,CIP- Reiniger ,CIP cleaning solution ,Dual-Spezies Biofilm ,foam cleaning solution ,Staphylococcus carnosus ,Pseudomonas guangdongensis ,Biofilmwachstum - Abstract
In der Lebensmittelindustrie bekommen Biofilme zunehmend eine größere Bedeutung, da sie eine Herausforderung bei der Reinigung und Desinfektion darstellen und im weiteren Sinne zu verkürzter Haltbarkeit der Lebensmittel oder zu Lebensmittelvergiftungen führen können. Das Ziel dieser Arbeit war das Wachstumsverhalten zweier Staphylococcus spp. als 48 h Mono-Spezies Biofilm zu untersuchen. Zusätzlich wurde das Wachstumsverhalten der Staphylococci im Dual-Spezies Biofilm mit dem Gram negativen Bakterium Pseudomonas guangdongensis getestet. Anschließend wurden Effizienztests von Cleaning-In-Place (CIP) Reiniger und Schaumreinigungslösungen auf die Staphylococcus spp. Biofilme durchgeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass Casein-Soja-Pepton Medium (TSB) das Wachstum am meisten begünstigte, sowie die Anzucht in Poly-L-Lysine beschichteten Wells. Im Dual-Spezies Biofilm Staphylococcus carnosus und P. guangdongensis ist das Wachstum des Gram negativen Bakteriums auf 5,71 ± 0,36 log CFU/cm2 gesunken. Weiters ist im Dual-Spezies Biofilm mit Staphylococcus capitis ausschließlich das Gram negative Bakterium (7,87 ± 0,12 log CFU/cm2) angewachsen. Die Effizienztests zeigten, dass der CIP-Reiniger mit einem höheren Gehalt an Natriumhypochlorit und Natriumhydroxid einen effizienteren Abbau an Staphylococci Biofilmen (- 5,93 ± 0,01 log und -5,41 ± 0,18 log Reduktion) bewirkt hat. Die Schaumreinigerversuche zeigen hingegen bei S. carnosus eine Inaktivierung von -2,38 ± 0,39 log, bei S. capitis von - 0,92 ± 0,48 log. Daraus schließt sich in dieser Arbeit, dass Biofilme eine gewisse Resistenz gegenüber Reinigungs- und Desinfektionsmittel aufweisen. Die Arbeit zeigt ebenfalls, dass die obere Konzentrationsempfehlung der Desinfektionsmittel (CIP: 2,0 %) zum Einsatz gebracht werden muss, um nicht nur planktonische Bakterien, sondern auch 48 h alte Biofilme entfernen zu können. Außerdem zeigt der Vergleich beider Staphylococci, wie unterschiedlich sich Bakterien gleicher Gattung auf Stammebene verhalten. In the food industry biofilms play an important role with cleaning and disinfection agents furthermore they can lead to food spoilage or even poisoning. The aim of this thesis was to examine the growth behavior of two Staphylococcus spp. as Mono-species biofilm for 48 h. Further the Staphylococci were tested as Dual- species biofilm with the gram-negative bacteria Pseudomonas guangdongensis. Afterwards the Mono-species Staphylococcus spp. biofilm were incubated with two different cleaning-in-place (CIP) solutions and two different foam solutions. The results showed that the best growth is with troytic soy broth (TSB) in Poly-L- Lysine coated wells. In addition, it has been found out that gram-positive and gram-negative bacteria grow in competition. Therefore the growth of the gram- negative bacteria P. guangdongensis decreased to 5,71 ± 0,36 log CFU/cm2 in the Dual-species Biofilm with Staphylococcus carnosus. Interestingly in the Dual- species biofim with Staphylococcus capitis, only the gram-negative bacteria (7,87 ± 0,12 log CFU/cm2) has grown. The efficiency tests showed that the cleaning solution with a higher concentration of sodium hypochlorite and sodium hydroxide are more effective (- 5,93 ± 0,01 log und -5,41 ± 0,18 log reduction) against biofilms. The results of the foam cleaning solutions show an inactivation of -2,38 ± 0,39 log in S. carnosus and - 0,92 ± 0,48 log in S. capitis. This study concludes that biofilms show a certain resistance to detergents and disinfectants. The work also shows that the recommendation for the upper concentration of disinfectants (CIP: 2,0 %) is necessary to remove not only planktonic bacteria but also 48 h old biofilms. A comparison of Staphylococci shows a significant difference in behaviour at the strain level. vorgelegt von: Alina Zwickl Auch als Printexemplar in der Bibliothek verfügbar Wien, FH Campus Wien, Masterarb., 2020
- Published
- 2020