Food Science and Technology

ISSN-print: 2073-8684
ISSN-online: 2409-7004
ISO: 26324:2012
Архiви

ІДЕНТИФІКАЦІЯ ХАРЧОВИХ ПАТОГЕНІВ ТА ВСТАНОВЛЕННЯ РІВНЯ ЇХ ПОШИРЕННЯ В УКРАЇНСЬКІЙ ПРОДУКЦІЇ ТВАРИННОГО ТА РОСЛИННОГО ПОХОДЖЕННЯ МЕТОДОМ ПЛР

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

O. Berhilevych
http://orcid.org/0000-0002-3622-8942
L. Pylypenko
http://orcid.org/0000-0002-3739-1872
V. Kasianchuk
https://orcid.org/0000-0001-8313-2997
A. Ilyeva
https://orcid.org/0000-0001-8921-589X
P. Shubin

Анотація

Збудники харчових захворювань спричиняють серйозні проблеми у сфері охорони здоров'я у кожній країні. У зв'язку з цим, мікробіологічне дослідження включено в управління безпечністю харчового ланцюга. Молекулярні методи і переважно полімеразна ланцюгова реакція (ПЛР) вважаються високочутливими, специфічними та швидкими методами виявлення збудників у сировині та продуктах харчування. У цьому дослідженні описано використання спеціально розроблених високоспрецифічних ПЛР-праймерів для виявлення 5 поширених і особливо небезпечних збудників харчових отруєнь і захворювань та встановлення рівня їхнього поширення в продовольчій продукції тваринного та рослинного походження. Дослідження включали ідентифікацію стійких до метициліну Staphylococcus aureus (MRSA) та Cronobacter spp. (E. sakazakii) із сирого молока, шига-токсинпродукуючої кишкової палички (STEC) з туш яловичих та свинячих, Bacillus cereus, Clostridium perfringens з різних видів рослинної та тваринної сировини і продуктів їх переробки – фруктів, овочів, ягід, сушених та консервованих продуктів, харчоконцентратів, напівконсервів. Всього було досліджено 397 зразків продовольчої продукції для виявлення цих збудників за допомогою класичних бактеріологічних методів та ПЛР. Встановлено, що в досліджуваній вітчизняній продукції тваринного та рослинного походження поширення харчових патогенів було наступним: Staphylococcus aureus (MRSA) та Cronobacterspp. (E. sakazakii) в сирому молоці корів у 6,5% та 19,4% випадків відповідно; шига-токсинпродукуючих кишкових паличок (STEC) з туш яловичих та свинячих у 8,1% та 5,7%; Bacillus cereus та Clostridium perfringens в різних видах рослинної та тваринної си ровини і продуктах її переробки становлять в середньому 27,5 % та 7,7 % відповідно. До переваг генетично-молекулярних методів, до яких відноситься ПЛР, слід віднести їх швидкість, а також специфічність ідентифікації мікроорганізмів за особливостями генетичних ділянок генів, які несуть інформацію про їх фактори патогенності. Встановлено, що швидкість визначення наведених патогенів при використанні ПЛР порівняно з класичними методами зростає щонайменше в 5-9 разів. Ці дані будуть корисними для оцінки мікробіологічного ризику та допоможуть органам влади розробити стратегії щодо зменшення ризику для здоров'я споживачів.

Ключові слова:
MRSA, Cronobacter spp. (E. sakazakii), STEC, Bacillus cereus, Clostridium perfringens, тваринна та рослинна сировина і продукти її переробки

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Berhilevych, O., Pylypenko, L., Kasianchuk, V., Ilyeva, A., & Shubin, P. (2019). ІДЕНТИФІКАЦІЯ ХАРЧОВИХ ПАТОГЕНІВ ТА ВСТАНОВЛЕННЯ РІВНЯ ЇХ ПОШИРЕННЯ В УКРАЇНСЬКІЙ ПРОДУКЦІЇ ТВАРИННОГО ТА РОСЛИННОГО ПОХОДЖЕННЯ МЕТОДОМ ПЛР. Food Science and Technology, 13(4). https://doi.org/10.15673/fst.v13i4.1562
Розділ
Технологія і безпека продуктів харчування

Посилання

1. Elshafei A. M. Role of microorganisms in food contamination, processing and safety. Journal оf Food Microbiology [Internet]. 2017 August [cited 2019 August 23]; 1(1): [about 2pp.]. Available from: http://www.alliedacademies.org/journal-food-microbiology/.
2. Pylypenko L., Verkhivker Y., Pylypenko I. Microbiology, energy, packing and control of the canning production: scientific publication. LAP LAMBERT Academic Publishing: Saarbrücken; 2015.
3. Armany G. A., Ibrahim H. M., Amin R., A., Ahmed H. A. Detection of some foodborne pathogens in meat products by Polymerase Chain Reaction. Benha Veterinary Medical Journal. 2016; 30(1): 233-330.
4. Gill A. The Importance of Bacterial Culture to Food Microbiology in the Age of Genomics. Frontiers in Microbiology. 2017; 8 (Article 777): 5p. DOI: 10.3389/fmicb.2017.00777.
5. Liu Y., Cao Y., Wang T., Dong Q., Li J., Niu C. Detection of 12 Common Food-Borne Bacterial Pathogens by TaqMan Real-Time PCR Using a Single Set of Reaction Conditions. Frontiers in Microbiology. 2019; 10 (Article 222): 9p. DOI: 10.3389/fmicb.2019.00222.
6. Wang Y., Salazar J.K. Culture-independent rapid detection methods for bacterial pathogens and toxins in food matrices. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2016; 15(1): 183-205. DOI: https://doi.org/10.1111/1541-4337.121.
7. Law J.W-F., Ab Mutalib N.S., Chan K.G., Lee L.H. Rapid methods for the detection of foodborne bacterial pathogens: Principles, applications, advantages and limitations. Frontiers in Microbiology. 2015; Vol. 5. (Article 770: 7p.
8. Baraketi A., Salmieri S., Lacroix M. Foodborne Pathogens Detection: Persevering Worldwide Challenge. Chapter 5 from book: Biosensing Technologies for the Detection of Pathogens - A Prospective Way for Rapid Analysis. 2018; 53-72. DOI: http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.74421.
9. Pylypenko L., Pуlуpenko I., Yamborko A., Danylova O. Methodology for accelerated monitoring and assurance of sanitary quality and food safety. Ukrainian Food Journal. 2017; 6(2): 211-226. DOI: 10.24263/2304-974X-2017-6-2-4.
10. Yeni F., Yavaş S., Alpas H., Soyer Y. Most common foodborne pathogens and mycotoxins on fresh produce: A review of recent outbreaks. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2016; 56(9): 1532-1544. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2013.777021.
11. Boughattas S., Salehi R. Molecular approaches for detection and identification of foodborne pathogens. Journal of Food Quality and Hazards Control. 2014; 1(1): 1-6.
12. Lee N., Kwon K.Y., Oh S.K., Chang H.J., Chun H.S., Choi S.W. A multiplex PCR assay for simultaneous detection of Escherichia coli O157: H7, Bacillus cereus, Vibrio parahaemolyticus, Salmonella spp., Listeria monocytogenes, and Staphylococcus aureus in Korean ready-to-eat food. Foodborne Pathogens and Disease. 2014; 11(7): 574-580. DOI: 10.1089/fpd.2013.1638.
13. Priyanka B., Rajashekhar K. Patill, Dwarakanath S. A review on detection methods used for foodborne pathogens. Indian Journal of Medical Research. 2016; 144(3): 327-338. DOI: 10.4103/0971-5916.198677.
14. Alahi M.E.E., Mukhopadhyay S.C. Detection methodologies for pathogen and toxins: A review. Sensors. 2017; 17(8): 1885-1905. DOI: 10.3390/s17081885.
15. Berhilevych O. М., Kasianchuk V. V., Kukhtyn M. D., Lotskin I. М., Garkavenko T. O., Shubin P. A. Characteristics of antibiotic sensitivity of Staphylococcus aureus isolated from dairy farms in Ukraine. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2017; 8(4):559-563. DOI: https://doi.org/10.15421/021786.
16. Berhilevych O. М., Kasianchuk V. V. Identification of Cronobacter spp (Enterobacter sakazakii) from raw milk and environmental samples of dairy farms. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017; 6/11(90):4-10. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.114637.
17. Berhilevych O. М., Kasianchuk V. V., Deriabin O. M., Kukhtyn M. D. Isolation of Shiga toxin-producing strains of Escherichia coli from beef and swine carcasses and the characterization of their genes. Regulatory Mechanisms in Biosystems Biosystems. 2018; 9(2):275-281. DOI: https://doi.org/10.15421/021840.
18. Pylypenko L., Pуlуpenko I., Yamborko A., Kotliar Ye. Identification of bacillary microbial contaminants and food poisoning agents from Ukrainian plant raw materials and products. Ukrainian food journal. 2017; 6(1): 7-19. Available at http://nbuv.gov.ua/UJRN/UFJ_2017_6_1_3.
19. Pylypenko I.V., Pylypenko L.N., Yamborko G.V., Marinova I.V. Toxin production ability of Bacillus cereus strains from food product of Ukraine. Food Science and Technology. 2017; 11(3): 93-98. DOI: https://doi.org/10.15673/fst.v11i3.612.
20. Kukhtyn M. D., Horyuk Y. V., Horyuk V. V., Yaroshenko T. Y., Vichko O. I., Pokotylo O. S. Biotype characterization of Staphylococcus aureus from milk and dairy products of private production in the western regions of Ukraine. Regulatory Mechanisms in Biosystems. 2017; 8(3): 384-388. DOI: https://doi.org/10.15421/021759.
21. Sava V. M., Pylypenko L. M., Pylypenko I. V. Sposib vyznachennia Clostridium perfringens v kharchovykh produktakh. Patent Ukrainy na vynakhid № 111266 MPK C12N 15/11 (2006.01), C12Q 1/04(2006.01), C12Q 1/68 (2006.01), C12R 1/145 (2006.01), C12N 1/00, zaiavka a201409534, zaiavl. 29.08.2014, opubl. 11.04.2016, biul. № 7/2016.
22. Kyiko E. Y. Polymeraznaia tsepnaia reaktsyia kak metod hennoi dyahnostyky v molochnom skotovodstve. Vestnyk THU. 2001; 16(2): 658-659.
23. Kukhtyn M. D., Berhilevych O.M., Kravcheniuk K., Shynkaruk O., Horyuk Y. V., Semaniuk N. Formation of biofilms on dairy equipment and the influence of disinfectants on them. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2017; 5/11(89):26-33. DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.110488.
24. Al-Ashmawy M. A., Sallam K. I., Abd-Elghany S. M., Elhadidy M., Tamura, T. Prevalence, molecular characterization, and antimicrobial susceptibility of methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolated from milk and dairy products. Foodborne pathogens and disease. 2016; 13(3): 156-162. DOI: 10.1089/fpd.2015.2038.
25. Riva A., Borghi E., Cirasola D., Colmegna S., Borgo F., Amato E., Pontello M. M., Morace G. Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus in Raw Milk: Prevalence, SCCmec Typing, Enterotoxin Characterization, and Antimicrobial Resistance Patterns. Journal of Food Protection. 2015; 78(6): 1142-1146. DOI: https://doi.org/10.4315/0362-028X.JFP-14-531.
26. Titouche Y., Hakem A., Houali K., Meheut T., Vingadassalon N., Ruiz-Ripa L., Salmi D., Chergui A., Chenouf N., Hennekinne J.A., Torres C., Auvray F. Emergence of methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) ST8 in raw milk and traditional dairy products in the Tizi Ouzou area of Algeria. Journal of Dairy Science. 2019; 102(8): 6876-6884. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2018-16208.
27. Amer Mohamed M., Mekky Hoda M. Cronobacter sakazakii (Enterobacter sakazakii). International Journal of Research in Pharmacy and Biosciences. 2019; 6(4): 4-14.
28. Vineeth B., Priyanka B., Ramesh B. S., Makari Hanumanthappa K., Vinay Suvarna M. N. Isolation and partial characterization of Cronobacter sakazakii by 16S rRNA sequence analysis isolated from milk of dairy cows with mastitis in Chikmagalur, Karnataka, India. International Journal of Scientific and Engineering Research. 2014; 5(4): 671-680.
29. Abdissa R., Haile W., Fite A.T., Beyi A.F., Agga G. E., Edao B.M., Tadesse F., Korsa M. G., Beyene T., Beyene T.J., De Zutter L., Cox E., Goddeeris B. M. Prevalence of Escherichia coli O157:H7 in beef cattle at slaughter and beef carcasses at retail shops in Ethiopia. MC Infectious Diseases. 2017; 17(1): 277-283. DOI: 10.1186/s12879-017-2372-2.
30. Anu P. J., Latha C., Vinodkumar K., Vinod V.K., Sathu T. An important approach for control of Enterohaemorrhagic Escherichia coli by identification of contaminating sources in beef production line. International Journal of Current Microbiology and Applied Sciences. 2018; 7(1): 1921-1929. DOI: 10.20546/ijcmas.2018.701.231.
31. Bardasi L., Taddei R., Fiocchi I., Pelliconi M. F., Ramini M., Toschi E., Merialdi, G. Shiga toxin-producing Escherichia coli in slaughtered pigs and pork products. Italian Journal of Food Safety. 2017; l(6): 6579-6584. DOI:10.4081/ijfs.2017.6584.
32. Omoruyi I. M., Uwadiae E., Mulade G., Omoruku E. Shiga Toxin Producing Strains of Escherichia coli (STEC) associated with beef products and its potential pathogenic effect. Microbiology Research Journal International. 2018; 23(1):1-7. DOI: 10.9734/MRJI/2018/32959.
33. Forgani F., Kim, J-B. Oh D-H. Enterotoxigenic profiling of emetic toxin- and enterotoxin-producing Bacillus cereus, isolated from food, environmental, and clinical samples by multiplex PCR. Journal of Food Science. 2014; 79(11): 2288-2293. DOI: 10.1111/1750-3841.12666.
34. Karen A. Flores-urba N, Natividad-bonifacio I., Carlos R. Va´zquez-quin ones, Carlos Va Zquez-salinas, Irma E. Detection of Toxigenic Bacillus cereus Strains Isolated from Vegetables in Mexico City. Journal of Food Protection. 2014; 77(12): 2144-2147. DOI: 10.4315/0362-028X.JFP-13-479.