Isolierung und Charakterisierung von Bakteriophagen aus dem Boden gegen Lebensmittelverderb und lebensmittelbedingte pathogene Bakterien

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 9282 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Der mikrobielle Verderb von Lebensmitteln und durch Lebensmittel übertragene Krankheiten sind die größten Herausforderungen in der Lebensmittelindustrie hinsichtlich der Haltbarkeit von Lebensmitteln. Aktuelle Konservierungsmethoden gehen häufig mit Veränderungen der organoleptischen Eigenschaften und Nährstoffverlusten einher. Aus diesem Grund bieten Bakteriophagen eine alternative natürliche Methode als Biokontrollmittel, das die bakterielle Kontamination in Lebensmitteln reduzieren kann, ohne die organoleptischen Eigenschaften zu verändern. Diese Studie wurde durchgeführt, um Bakteriophagen aus dem Boden zu isolieren und zu charakterisieren, um lebensmittelschädigende Bakterien wie Bacillus cereus und Bacillus subtilis sowie lebensmittelbedingte pathogene Bakterien wie enterotoxische Escherichia coli (ETEC) und enterohämorrhagische E. coli (EHEC) zu bekämpfen. Die Isolierung erfolgte mittels Agar-Overlay-Assay-Methode und die Phagen BC-S1, BS-S2, ETEC-S3 und EHEC-S4 wurden gewonnen. Der Wirtsbereich aller isolierten Phagen war tendenziell eng und wies eine hohe Spezifität gegenüber den spezifischen Bakterien auf. Die Phageneffizienz wurde gemessen, wobei ETEC-S3 keine Wirksamkeit gegen B. cereus und EHEC-S4 eine geringe Wirksamkeit gegen enteropathogene E. coli (EPEC) zeigte. Für die Phagen BC-S1 und ETEC-S3 wurde eine Morphologieanalyse mit Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) durchgeführt, und es wurde gezeigt, dass sie zur Ordnung der Caudovirales gehören. Die Phagen BC-S1 und BS-S2 reduzierten die Wirtsbakterien deutlich, wenn sie auf gekochten Reis und pasteurisierte Milchproben mit einem miMOI von 0,1 angewendet wurden. Während der Phagen ETEC-S3 bei einem miMOI von 0,001 und der Phagen EHEC-S4 bei einem miMOI von 1 ebenfalls eine signifikante Reduzierung zeigten, wenn sie auf Hühnerfleisch- und Salatproben bei Lagertemperaturen von 4 °C und 28 °C angewendet wurden. Die höchste Bakterienreduktion von 100 % zeigte der Phagen BC-S1 bei pasteurisierten Milchproben und eine Reduktion von bis zu 96,06 % beim Phagen ETEC-S3 bei Hühnerfleischproben bei Inkubation bei 28 °C.

Die mikrobielle Kontamination von Lebensmitteln ist in der Lebensmittelindustrie ein großes Problem. Kontaminierte Lebensmittel können eine Vielzahl von Mikroben enthalten, darunter auch Bakterien, die Lebensmittel als Energiequelle nutzen können und weder zum Verderben von Lebensmitteln noch zu durch Lebensmittel übertragenen Krankheiten führen1. Der Verderb von Lebensmitteln kann zu Veränderungen der sensorischen Eigenschaften eines Produkts führen, die dazu führen, dass Lebensmittel für den Verzehr unerwünscht sind. Eine Vielzahl von Stoffwechselnebenprodukten, die zu Geruchs- und Geschmacksstörungen sowie zu Farb- und Strukturveränderungen führen, können zu Lebensmittelverlusten führen und erhebliche wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen haben2. Bacillus sp. Gruppen wie Bacillus cereus und Bacillus subtilis sind sporenbildende Bakterien, deren Sporen die hohe Verarbeitungstemperatur überleben können. Kommt häufig in vielen verdorbenen Lebensmitteln vor, z. B. bei zähem Brot, Schleimbildung bei Reis und auch bei üblem Geruch in Milch3,4. Obwohl verdorbene Lebensmittel unbedenklich verzehrt werden können, könnten einige Bakterien eine Pathogenität aufweisen, die zu durch Lebensmittel übertragenen Krankheiten führt. Einer der Haupterreger von Durchfallerkrankungen, die auch zum Tod führen können, ist das im Boden und im Wasser vorkommende durchfallbildende Escherichia coli (DEC), beispielsweise ETEC und EHEC5.

Viele Risikofaktoren im Zusammenhang mit einer bakteriellen Lebensmittelkontamination hängen oft mit der Verarbeitung, Zubereitung, Lagerung und Handhabung zusammen. Um die Lebensmittelsicherheit zu verbessern, werden häufig herkömmliche Methoden zur Lebensmittelkonservierung wie Pasteurisierung, Hochdruckverarbeitung, Bestrahlung sowie chemische oder biologische Wirkstoffe eingesetzt. Allerdings sind diese Behandlungen häufig mit Veränderungen der organoleptischen Eigenschaften, Nährstoffverlusten und auch toxisch bedrohlichen Nebenwirkungen verbunden6,7. Darüber hinaus kommt es trotz der Vielfalt der verfügbaren Methoden immer noch relativ häufig zu lebensmittelbedingten Ausbrüchen8. Aus diesem Grund ist es erforderlich, eine alternative Konservierungsmethode zu finden, um den Verderb von Lebensmitteln zu verhindern.

Eine vielversprechende und sichere Technik, die mehrere Mängel behebt, ist die Biokontrolle von Bakteriophagen. Bei dieser Methode werden lytische Bakteriophagen eingesetzt, um krankheitserregende Bakterien gezielt anzugreifen und deren Konzentration in Lebensmitteln zu eliminieren oder deutlich zu reduzieren, um die Sicherheit von Lebensmitteln zu erhöhen. Bakteriophagen sind Viren, die lebende Bakterienwirte lysieren. Dieses lytische Potenzial wurde bei Versuchen genutzt, einen natürlicheren antimikrobiellen Ansatz zur Bekämpfung von Bakterien in den verschiedenen Phasen der Lebensmittelproduktion zu entwickeln9. Sie sind in hohem Maße wirtsspezifisch, sicher im Verzehr, relativ kostengünstig und verändern die organoleptischen Eigenschaften von Lebensmitteln nicht10. Sie kommen fast überall dort vor, wo lebende Bakterien vorkommen, beispielsweise im Boden, und bieten die Möglichkeit, sie für therapeutische Zwecke zu isolieren. Daher ist der Einsatz von Bakteriophagen als alternative natürliche Konservierung sehr vielversprechend6,11. Vor diesem Hintergrund zielte diese Studie darauf ab, Bakteriophagen aus dem Boden zu isolieren und zu charakterisieren, um den Verderb von Lebensmitteln und lebensmittelbedingte pathogene Bakterien wie B. cereus, B. subtilis, ETEC und EHEC zu bekämpfen.

Bacillus cereus-Phage S1 (BC-S1), Bacillus subtilis-Phage S2 (BS-S2), ETEC-Phage S3 (ETEC-S3) und EHEC-Phage S4 (EHEC-S4) wurden aus verschiedenen Bodenproben in der Nähe der Biomülldeponie isoliert. Die als Ergebnis des Agar-Overlay-Assays gebildeten klaren Plaques zeigten die Lyse von Bakterien durch Phagen an. Die Konzentration der isolierten Bakteriophagen wurde durch Titerbestimmung gemessen. Der Phagen BC-S1 erzielte den höchsten Titer mit einem Wert von 1,72 ± 0,31 × 1010 PFU/ml im Vergleich zum Phagen BS-S2 mit 1,57 ± 0,92 × 109 PFU/ml, dem Phagen ETEC-S3 mit 8,24 ± 1,38 × 109 PFU/ml und auch mit Phagen EHEC-S4 mit einem Wert von 1,26 ± 0,86 × 105 PFU/ml.

Der Wirtsbereich der isolierten Bakteriophagen wurde anhand von B. cereus, B. subtilis, ETEC, EHEC, EPEC und Vibrio cholerae bestimmt. Das Wirtsspektrum der isolierten Bakteriophagen ist in Tabelle 1 dargestellt. Neben ihrer Fähigkeit, ihre Wirtszelle zu lysieren, zeigte der Phagen ETEC-S3 auch lytische Aktivität gegen B. cereus und der Phagen EHEC-S4 zeigte lytische Aktivität gegen EPEC. Während Phagen BC-S1 und Phagen BS-S2 zeigten, dass sie nur ihren Wirt selbst lysieren konnten. Sie zeigten eine hohe Wirtsspezifität und konnten keine anderen Bakterien angreifen, selbst wenn diese zur gleichen Gattung gehörten.

Alle isolierten Phagen zeigten nur Aktivität bei der Infektion spezifischer Bakterien, ihres bakteriellen Wirts. Es wurde jedoch auch festgestellt, dass der Phagen ETEC-S3 B. cereus mit einem EOP von weniger als 0,001 ineffizient angreift, während der Phagen EHEC-S4 mit einem EOP von 0,001–0,2 ebenfalls eine geringe Effizienz gegenüber EPEC aufwies (Tabelle 2).

Der Bakteriophagen-MOI wurde in acht verschiedenen Konzentrationen von 102 bis 10–5 durchgeführt. Die Positivkontrolle zeigte nur Wirtsbakterien ohne Zugabe von Bakteriophagen, während die Negativkontrolle nur Bakteriophagen ohne Zugabe von Wirtsbakterien zeigte. Basierend auf dem Ergebnis wurde die höchste Hemmung für den Phagen BC-S1 (Abb. 1) und den Phagen BS-S2 (Abb. 2) für MOI 0,1 gezeigt. Während ETEC-S3, MOI 0,01 bis zum höchsten MOI 100 ETEC ohne Wachstum in den ersten 6 Stunden der Inkubation hemmen kann, gefolgt von einem erneuten Wachstum von ETEC. Daher betrug der miMOI des Phagen ETEC-S3 0,001, wohingegen die Grafik kein Bakterienwachstum von ETEC zeigte (Abb. 3). Der miMOI des Phagen EHEC-S4 betrug 1, was das Wachstum von EHEC innerhalb von 10 Stunden nach der Inkubation hemmen konnte. Das Bakterienwachstum nahm mit steigendem MOI ab (Abb. 4).

miMOI des Bakteriophagen BC-S1.

miMOI des Bakteriophagen BS-S2.

miMOI des Bakteriophagen ETEC-S3.

miMOI des Bakteriophagen EHEC-S4.

Der Bakteriophage BC-S1 und der Phagen ETEC-S3 wurden aufgrund ihrer höheren Aktivitäten zur Morphologiebestimmung mit Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) weitergeführt, wie in Abb. 5 dargestellt. Der Phagen BC-S1 führte einen ikosaedrischen Kopf mit einem Durchmesser von etwa 75 nm und etwa 90 nm durch kontraktiler Schwanz. Während der Phagen ETEC-S3 einen ikosaedrischen Kopf mit einem Durchmesser von etwa 65 nm und einem kontraktilen Schwanz von etwa 100 nm ausführte.

Bakteriophagenmorphologie mit TEM (a, BC-S1; b, ETEC-S3).

Jeder Bakteriophage wurde auf seine Fähigkeit getestet, die Anzahl spezifischer pathogener Bakterien in Lebensmittelproben zu reduzieren. Die Phagen BC-S1 und BS-S2 wurden auf gekochten Reis und pasteurisierte Milch aufgetragen, während die Phagen ETEC-S3 und EHEC-S4 auf Hühnerfleisch und Salat aufgetragen wurden, um die Wirkung ihrer Anwendung auf verschiedene Lebensmittelmatrizen und -oberflächen zu untersuchen. Die Inkubation erfolgte über Nacht bei Kühllagertemperatur (4 °C) und Raumtemperatur (28 °C). Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt, wo alle isolierten Bakteriophagen in allen Proben und Behandlungen eine Verringerung zeigten. Der höchste Reduktionsprozentsatz durch die Phagen BC-S1 und BS-S2 wurde bei pasteurisierten Milchproben gefunden, während die Phagen ETEC-S3 und EHEC-S4 die höchste Reduktion bei Hühnerfleischproben bei einer Lagertemperatur von 28 °C zeigten.

Bakteriophagen sind die am häufigsten vorkommende Lebensform auf der Erde und kommen in nahezu jedem Lebensraum vor, etwa im Boden, im Wasser und in der Nahrung. Als Probe wurde der Boden in der Nähe der Biomülldeponie verwendet, da er eine ideale Quelle für die Isolierung von Bakteriophagen darstellt, da er eine große Anzahl verschiedener Bakterien enthält. Daher ist das Vorhandensein seiner Bakteriophagen potenziell. Es gibt schätzungsweise 1,5 × 108 Bakteriophagen pro Gramm landwirtschaftlich genutzter Erde12.

Vier Bakteriophagen wurden erfolgreich geborgen, nämlich der Phage BC-S1 gegen B. cereus, der Phage BS-S2 gegen B. subtilis, der Phage ETEC-S3 gegen ETEC und der Phage EHEC-S4 gegen EHEC. Diese Phagen könnten aufgrund ihrer deutlichen Plaquebildung im Agar-Overlay-Assay als lytische Bakteriophagen angesehen werden. In Bereichen jedoch, in denen keine Bakteriophagen vorhanden sind, wachsen die Bakterien bis zur stationären Phase heran und bilden eine konfluente, undurchsichtige Schicht oder einen „Rasen“ in der weichen Agarauflage13. Einige erforderliche Kriterien für den Einsatz von Bakteriophagen als Biokontrollmittel sind zwingend lytisch, nicht transduzierend und frei von Toxingen, um die Sicherheit zu gewährleisten14. Lytische Bakteriophagen vermehren sich, indem sie die Wirtszelle anheften, Nukleinsäure injizieren und sie lysieren, um die Phagennachkommen zu produzieren. Die „neugeborenen“ Bakteriophagen sind dann bereit, einen neuen Zyklus zu starten, indem sie eine andere Bakterienzelle infizieren. Während des lysogenen Zyklus integrieren Phagen ihre Nukleinsäure in das Chromosom der Wirtszelle und vermehren sich mit dieser als Einheit, ohne die Zelle zu zerstören15. Daher sollten Bakteriophagen unbedingt lytisch sein, um die Wirksamkeit des Toxin-Gentransfers zu verringern, der ihre Virulenz erhöhen kann16.

Es ist wichtig, die Konzentration der isolierten Bakteriophagen zu kennen. Der Bakteriophagentiter ist einer der Faktoren, die ihre Wirksamkeit bei Phagentherapieanwendungen beeinflussen können. Ein hoher Titerwert weist auf eine bessere Phagenstabilität hin. Bakteriophagenanwendungen für therapeutische Zwecke erfordern einen hohen Titer an lytischen Phagen (109 PFU/ml)17. In dieser Studie schwankte der Titer isolierter Bakteriophagen zwischen 105 und 1010 PFU/ml. Es wird empfohlen, den Bakteriophagen regelmäßig aufzufrischen, um die Phagenstabilität in einem hohen Titer aufrechtzuerhalten, da eine Langzeitlagerung zu einem Titerabfall führen kann18.

Die Charakterisierung von Bakteriophagen durch Bestimmung des Wirtsbereichs ist auch ein Faktor bei der Bewertung der Fähigkeit isolierter Phagen gegen verschiedene Wirtsbakterienstämme11. Es wurde festgestellt, dass der Phage ETEC-S3 die Fähigkeit besitzt, B. cereus zu infizieren, und der Phage EHEC-S4 kann EPEC infizieren, beide zeigten jedoch eine geringe Effizienz. Alle isolierten Bakteriophagen erfüllten einen hochspezifischen oder engen Wirtsbereich, einschließlich der Phagen BC-S1 oder BS-S2, da sie nur für den bakteriellen Wirt eine hohe lytische Aktivität zeigten, während mehrere pathogene Bakterien eine geringe Wirksamkeit zeigten und keine lytische Aktivität aufwiesen andere sogar noch mehr. Im Allgemeinen können neu isolierte Bakteriophagen nur Wirte mit demselben allgemeinen Rezeptortyp wie der isolierte Wirt infizieren14. Die Lage der Zellrezeptoren variiert je nach Phagen und Wirt. Es kann sich auf der Zellwand, in Flagellen, Pili, Kapseln oder auf Oberflächenproteinen in Bakterienzellen befinden. Phagen können nicht an die Wirtszelle binden, wenn die Rezeptoren nicht zugänglich oder nicht komplementär zum Phagenrezeptor-Bindungsprotein sind19. Andere Studien deuten darauf hin, dass fast alle Bakteriophagen, die mit einem einzigen Wirtsbakterienstamm isoliert wurden, eher ein schmales als ein breites Wirtsspektrum haben. In vielen Fällen ist diese enge Eigenschaft wünschenswert, da sie normalerweise eine große Spezifität für den Wirt selbst aufweist und die Abtötung anderer Bakterienarten verhindert und den Rest des Bakterienwirts intakt lässt. Dieser Phagen mit engem Wirtsspektrum ist auch für die Entwicklung von Phagencocktails essentiell, was das Wirtsspektrum für die Phagentherapie erweitert. In diesem Fall ist eine Charakterisierung des einzelnen Phagen des Cocktails erforderlich14,20.

Die Effizienz der Beschichtung (EOP) wurde verwendet, um die Wirksamkeit von Bakteriophagen gegen Zielbakterien zu definieren. Ein EOP-Wert von 0,5–1,0 wird als hohe Effizienz eingestuft, ein EOP-Wert von 0,2 bis 0,5 wird als mittlere Effizienz eingestuft, während ein EOP-Wert von 0,001 bis 0,2 als niedrige Effizienz eingestuft wird und ein EOP unter 0,001 als ineffizient eingestuft wird21. Dem Ergebnis zufolge zeigte der Phagen EHEC-S4 eine höhere Effizienz als der Phagen ETEC-S3. Der Phagen ETEC-S3 galt als unwirksam gegenüber B. cereus, während der Phagen EHEC-S4 eine geringe Wirksamkeit gegenüber EPEC aufwies. Beide isolierten Phagen zeigten eine hohe Spezifität, da sie nur gegen bakterielle Wirte eine hohe Aktivität zeigten. Ein niedriger EOP kann durch die Wirkung von Wirtsresistenzsystemen verursacht werden, die die intrazelluläre Virusentwicklung blockieren, oder durch eine schlechte Adsorption von Bakteriophagen an die Wirtszellen22.

MOI wird als PFU/CFU-Verhältnis bestimmt, das nur adsorbierte Phagen zählt, die an Bakterien haften und diese dann infiziert haben23. Der minimale MOI-Wert muss untersucht werden, um die potenziell wirksame Konzentration zu bestimmen, die verwendet werden kann. In dieser Studie zeigten alle isolierten Phagen unterschiedliche optimale MOI, um jeden Wirt vollständig zu hemmen oder zu lysieren. Der minimale MOI-Wert für die Phagen BC-S1 und BS-S2 betrug 0,1, der MOI des Phagen ETEC-S3 betrug 0,001 und der MOI des Phagen EHEC-S4 betrug 1. Der Phagen ETEC-S3 zeigte im Vergleich zu den anderen den niedrigsten MOI , was darauf hinweist, dass der Phagen ETEC-S3 als wirksamer gilt, da eine geringere Phagenkonzentration erforderlich ist, um die Anzahl der Bakterien zu reduzieren. Der effektive MOI-Wert wird von Umgebungsbedingungen beeinflusst, wie z. B. der Anzahl der infizierenden Phagen, der Anzahl der anzuheftenden Zielzellen sowie der Geschwindigkeit und der Zeit, die für die Anheftung zur Verfügung steht12,23. Die Phagen BC-S1, BS-S2 und EHEC-S4 ergaben bei Verwendung höherer MOI-Zahlen ein besseres Ergebnis in der lytischen Aktivität. Das Bakterienwachstum nahm mit zunehmender MOI ab, da eine höhere Verwendung von MOI die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass Phagenpartikel ihre Wirtsbakterien infizieren. Ein niedrigerer MOI-Wert zeigte immer noch eine Verringerung, obwohl er das Wachstum des bakteriellen Wirts nicht vollständig hemmen konnte. Eine höhere Konzentration an Bakteriophagen bedeutet, dass mehr Zellen lysiert werden können, was zu einer schnellen lytischen Aktivität führt24. Diese Phagen unterschieden sich jedoch vom Phagen ETEC-S3, bei dem eine MOI von mehr als 0,001 das Wachstum der Zellen nicht vollständig hemmen konnte. Die Bakterienreduktion zeigte sich in den ersten 6 Stunden der Inkubation, und dann wuchsen die Bakterien weiter. Eine im Hinblick auf die MOI zu hohe Phagenkonzentration kann über die enzymatische Wirkung der Phagen-Lysine zu einer bakteriellen Lyse führen, sobald die Phagen an ihre Rezeptoren gebunden sind, ohne dass neue Virionen überhaupt auf die Zelle zugreifen. Dadurch wird die produktive Infektion von Bakteriophagen gestoppt und es entstehen keine Viren mehr, die in den Rest der pathogenen Population eindringen können25.

Die Klassifizierung von Bakteriophagen hängt von ihrem Nukleinsäuretyp und ihrer Morphologie ab. Ein Bakteriophage besteht aus einem Kopf und einem Schwanz. Der Kopf oder Kapsid ist eine Proteinhülle, die das Erbgut ikosaederförmig umhüllt. Die Schwänze haben im Allgemeinen sechs Schwanzfasern unterschiedlicher Größe und enthalten Proteinrezeptoren, um die Bindungsstellen auf der Oberfläche bakterieller Zellwände für die Bindung an bestimmte Wirtszellen zu erkennen26,27. Schwanzbakteriophagen (Caudovirales) werden anhand ihrer Schwanzform (ICTV) in vier Familien eingeteilt. Myoviridae haben einen langen, starren und kontraktilen Schwanz mit einer Länge von 80–485 nm und einem durchschnittlichen Kopfdurchmesser von 85 nm. Siphoviridae haben einen nicht kontraktilen langen und flexiblen Schwanz mit einer Länge von 79–535 nm und einem durchschnittlichen Kopfdurchmesser von 55 nm. Podoviridae hat einen nicht kontraktilen kurzen Schwanz mit einer Länge von weniger als 40 nm und einen durchschnittlichen Kopfdurchmesser von 58 nm28. Darüber hinaus verfügen die neu geschaffenen Ackermannviridae über bis zu vier Schwanzspitzenproteine ​​und können ein breites Spektrum gramnegativer Bakterien infizieren29. In dieser Studie wurde die Morphologie der isolierten Bakteriophagen BC-S1 und ETEC-S3 mittels TEM analysiert. Basierend auf dem Ergebnis zeigten beide Phagen einen ikosaedrischen Kopf, der an einem kontraktilen Schwanz befestigt ist. Es kann davon ausgegangen werden, dass beide Phagen zum Mitglied der Ordnung Caudovirales gehören. Für weitere Untersuchungen ist eine molekulare Analyse des Genoms des Bakteriophagen erforderlich, um die Klassifizierung genau zu ermitteln und sicherzustellen, dass diese Phagen keine Virulenz-assoziierten Gene sowie Antibiotikaresistenzgene enthalten30.

Da Bakteriophagen zum Absterben von Bakterien führen, ist ihre potenzielle Verwendung als Lebensmittelkonservierungsmittel immer attraktiver geworden. In dieser Forschung wurden die Bakteriophagen BC-S1 und BS-S2 auf gekochten Reis und pasteurisierte Milch angewendet, um das Wachstum von B. cereus und B. subtilis zu kontrollieren, und die Bakteriophagen ETEC-S3 und EHEC-S4 wurden zur Kontrolle auf Hühnerfleisch und frischen Salat angewendet ETEC- und EHEC-Wachstum. Alle isolierten Phagen konnten ihre Wirtsbakterienpopulation in jeder Probe und bei allen Lagertemperaturen deutlich reduzieren. Die Wahl fiel auf die Lagerung bei Raumtemperatur und bei niedriger Temperatur, da dies im Allgemeinen die übliche Temperatur für die kurzfristige Lagerung von Lebensmitteln und Getränken ist.

Insgesamt war die Bakterienreduktion in pasteurisierten Milchproben höher als in gekochtem Reis und die Bakterienreduktion in Hühnerfleischproben war höher als in Salat. Diese Reduktionsmöglichkeiten können durch die Lebensmittelprobenmatrizen beeinflusst werden. Begrenzte Diffusion und der Kontakt von Bakterien und Phagen waren für die geringe Wirksamkeit verantwortlich. Aufgrund der erhöhten „Mobilität“ von Phagen in Gegenwart von Feuchtigkeit können Phagenpartikel erforderlich sein, um die bakterielle Kontamination auf feuchten Lebensmitteloberflächen und in Flüssigkeiten im Vergleich zu einer trockeneren Lebensmittelmatrix zu reduzieren. Der erste Kontakt zwischen Bakteriophagen und Bakterium erfolgt häufig durch Diffusion und Brownsche Bewegung. Daher ermöglichten flüssige Proben wie pasteurisierte Milch aufgrund der eingeschränkten Bewegungen des Lösungsmittelmoleküls eine stärkere Diffusion der Phagen als auf der festen Matrix wie gekochtem Reis28,31.

Die Behandlung von Hühnerfleisch zeigte aufgrund seiner natürlichen Säfte eine stärkere Reduktion als die von Salat. Wenn Hühnerfleisch keinen Platz um sich herum hat, können Hitze und Feuchtigkeit nicht entweichen und das Huhn dampft in seinem eigenen Saft. Phagen in Salatproben sind wahrscheinlich nicht in der Lage, Bakterien zu erreichen und in sie einzudringen, wenn man bedenkt, dass Salat über eine Trockenfuttermatrix verfügt. Die passive Bewegung von Phagen über Lebensmitteloberflächen ist aufgrund des Feuchtigkeitsmangels eingeschränkt32. Andererseits war die Bakterienreduktion bei Salat bei gleicher Zeit und Temperatur im Vergleich zu Hühnerfleisch bei Behandlung mit dem Phagen EHEC-S4 höher. Anders verhält es sich bei festen Lebensmitteln mit ebenen Oberflächen wie Salat, wo die Gesamtoberfläche und die Fähigkeit, Flüssigkeit aus der Phagensuspension aufzunehmen, leichter sind als bei unebenen Oberflächen wie Hühnerfleisch. Lebensmittel mit ungleichmäßiger und großer Oberfläche lassen sich nur schwer mit Phagen behandeln, da die Phagenverteilung physikalisch begrenzt ist, um alle bakteriellen Ziele zu erreichen. Darüber hinaus können Zielbakterien in die recht komplexe Nahrungsmatrix eingebettet sein, wodurch sie vor der Diffusion von Phagenpartikeln geschützt werden33.

Ebenso zeigte die Inkubation bei 28 °C eine stärkere Bakterienreduktion als bei 4 °C Inkubation. Die Temperatur kann auch die Phagenaktivität beeinflussen, wobei Phagen für ihre Replikation auf das Wachstum bakterieller Wirte angewiesen sind. B. cereus, B. subtilis und E. coli wachsen im mesophilen Temperaturbereich, mit einem Optimum bei etwa 37 °C. Eine optimale Wachstumstemperatur des Bakterienwirts fördert eine bessere Replikation von Phagenpartikeln. Im Gegensatz dazu wurde bei einer niedrigeren Temperatur die Geschwindigkeit der Phagenreplikation aufgrund der geringeren Wachstumsrate ihrer Wirte erheblich verringert oder gestoppt34.

Alle isolierten Bakteriophagen in dieser Studie reduzierten effektiv den gezielten Verderb von Lebensmitteln und lebensmittelbedingte pathogene Bakterien. Es waren jedoch weitere Studien erforderlich, um ihre Aktivitäten gegen andere Krankheitserreger und ihre Stabilität gegenüber verschiedenen Umweltbedingungen zu bestimmen und ihre genomischen Eigenschaften zu charakterisieren, um ihre Sicherheit zu gewährleisten, wenn sie als Konservierungsalternative verwendet werden sollen.

Bakteriophagen wurden aus dem Boden isoliert, dann angereichert und gereinigt. Die Charakterisierung der isolierten Bakteriophagen, einschließlich Titer, Wirtsbereich, Effizienz der Ausplattierung (EOP), minimale inhibitorische Infektionsmultiplizität (miMOI) und Morphologie wurden bestimmt. Auch die Anwendung der isolierten Bakteriophagen auf Lebensmittelproben wurde evaluiert.

B. cereus ATCC 10876, B. subtilis ATCC 6633, ETEC US Namru-1 und EHEC US Namru-1 wurden in dieser Studie als Wirtsstämme für die Bakteriophagenisolierung verwendet. Alle Bakterienstämme wurden in 1,0 ml Aliquots von 20 % (v/v) Glycerin bei –80 °C gelagert. Die Bakterienkulturen wurden auf Luria Bertani (LB)-Agarplatten (Oxoid™) inokuliert und über Nacht bei 37 °C inkubiert. Die Platten wurden bei 4 °C aufbewahrt und als Arbeitskulturen verwendet35.

Als Proben wurden Böden in der Nähe der Entsorgungsstelle für organische Abfälle verwendet, die im Dorf Pakulonan Barat, Unterbezirk Kelapa Dua, Bezirk Tangerang der Provinz Banten, Indonesien, gesammelt wurden. Die Bodenproben wurden ins Labor transportiert und zur Bakteriophagenisolierung aufbereitet.

Jeder Bakterienwirtsstamm wurde in Luria Bertani (LB)-Brühe (Oxoid™) durch Inkubation bei 37 °C, 120 U/min über Nacht bis zur mittleren logarithmischen Phase (OD600 = 0,132) gezüchtet. Sechs Gramm Bodenprobe und 300 μl jeder Bakterienkultur wurden zu 30 ml LB-Brühe gegeben. Die Proben wurden mit 100 μl 10 mM CaCl2 und 100 μl 0,5 mM MgSO4 ergänzt, um das Bakteriophagenwachstum zu fördern12, und über Nacht bei 37 °C und 150 U/min inkubiert. Anschließend wurden die Proben 15 Minuten lang bei 7000 × g zentrifugiert. Der Überstand wurde mit einem Einwegspritzenfilter mit einer Porengröße von 0,22 μm (HIMEDIA) filtriert, um die verbleibenden Bakterienzellen zu entfernen. Das Filtrat wurde erneut 10 Minuten lang bei 7000 × g zentrifugiert und mithilfe des Agar-Overlay-Assays auf das Vorhandensein von Bakteriophagen getestet6,35. Der Agar-Overlay-Assay wurde durchgeführt, indem oberer Agar (LB besteht aus 0,6 % Agar) auf den unteren Agar (LB besteht aus 2 % Agar) gegossen wurde, wo 150 μl Bakteriophagenfiltrat, 150 μl bakterielle Wirtskultur in der mittleren Log-Phase, 50 μl 10 mM CaCl2 und 50 µL 0,5 mM MgSO4 wurden in 4 ml geschmolzenem LB-Weichagar gemischt und auf eine LB-Agarplatte gegossen, gefolgt von einer Inkubation bei 37 °C über Nacht. Es wurde eine deutliche Plaquebildung beobachtet36.

Die isolierten lytischen Bakteriophagen wurden durch vorsichtiges Einstechen der klaren Plaque mit einer sterilen Spitze gereinigt. Die Spitze wurde dann in 10 ml LB-Brühe gegeben und auf und ab pipettiert, um die Bakteriophagenpartikel freizusetzen. Bakteriophagen wurden durch Zugabe von 250 µL einer bakteriellen Wirtskultur in der mittleren logarithmischen Phase zur LB-Brühe angereichert und über Nacht bei 37 °C und 120 U/min inkubiert. Nach der Anreicherung wurde die Mischung 15 Minuten lang bei 7000 × g zentrifugiert und der Überstand unter Verwendung eines Membranfilters mit einer Porengröße von 0,22 µm (HIMEDIA) filtriert, um Bakteriophagenstamm zu erhalten. Die Filtrate wurden in Ringerlösung (2,25 g NaCl, 0,105 g KCl, 0,12 g CaCl2, 0,05 g NaHCO3 in 500 ml destilliertem Wasser) (Oxoid™) im Verhältnis 1:1 (v/v) bei 4 °C aufbewahrt Arbeitslösung zur weiteren Analyse37,38,39.

Der Titer wurde mit der Agar-Overlay-Assay-Methode bestimmt37. Eine Reihe zehnfacher Verdünnungen der Bakteriophagen-Lysatlösung wurde unter Verwendung von SM-Puffer (50 mM Tris-Hydrochlorid (Tris-HCl) [pH 7,5], 0,1 M NaCl, 8 mM Magnesiumsulfat-Heptahydrat (MgSO4·7H2O) und 0,01 % (w/m) hergestellt. v) Gelatine). Jede Verdünnung wurde gemäß Agar-Overlay-Assay ausplattiert und über Nacht bei 37 °C inkubiert. Die Anzahl der sichtbaren Plaques wurde zwischen 30 und 300 Plaques berechnet, ausgedrückt als Plaque-bildende Einheit pro Milliliter (PFU/ml)35.

Der Wirtsbereich isolierter Bakteriophagen wurde unter Verwendung verschiedener Spezies der Wirtsbakterien bestimmt, nämlich gegen B. cereus ATCC 10876, B. subtilis ATCC 6633, ETEC US Namru-1, EHEC US Namru-2, EPEC aus US-Namru 2 und V. cholerae ATCC 14033. Der isolierte Bakteriophage wurde mit dem Agar-Overlay-Assay gegen die verschiedenen Wirte getestet, um seine Anfälligkeit zu testen, und über Nacht bei 37 °C inkubiert40.

EOP wurde mithilfe eines Agar-Overlay-Assays getestet und dreimal repliziert und berechnet, indem der durchschnittliche PFU der Zielbakterien durch den durchschnittlichen PFU der Wirtsbakterien dividiert wurde21.

Bakterienwirtskulturen wurden bis zur mittleren logarithmischen Phase gezüchtet und suspendiert, um dem McFarland-Standard von 0,132 zu entsprechen. Die Wirtskultur und das Bakteriophagenlysat wurden verdünnt, um unterschiedliche MOIs von 0,00001 bis 100 zu enthalten. Von jedem wurden 100 μl in die 96-Well-Mikrotiterplatte verteilt und dann 10 Stunden lang bei 37 °C inkubiert. Die Konzentrationen wurden alle 1 Stunde mit einem Mikroplattenlesegerät (Tecan Infinite® M200 PRO)41 bestimmt.

Die Morphologie der isolierten Bakteriophagen wurde mittels Transmissionselektronenmikroskopie (TEM) am Eijkman Institute for Molecular Biology, Jakarta, Indonesien, bestimmt. Etwa 10 μl Bakteriophagen wurden auf ein Gitter (400 Mesh) getropft und 30 Sekunden lang belassen. Bakteriophagenproben wurden mit 5 μl 2 % (w/v) Uranylacetat auf kohlenstoffbeschichteten Gittern negativ gefärbt. Die Gitter wurden mit JEM-1010 TEM (JEOL, Tokio, Japan) bei einer Vergrößerung von 30.00042,43 beobachtet.

Als Lebensmittelproben wurden gekochter Reis, pasteurisierte Milch, Hühnerfleisch und frischer Salat verwendet. Rohes Hühnerfleisch wurde in Stücke (1 cm × 1 cm) geschnitten. Gekochter Reis und rohes Hühnerfleisch wurden in 50 ml Falcon-Röhrchen (Corning®) gegeben, etwa 1 g pro Röhrchen, während pasteurisierte Milch (1 ml) in 15 ml Falcon-Röhrchen (Corning®) gegeben wurde. Diese Proben wurden durch 15-minütiges Autoklavieren bei 121 °C sterilisiert, um alle natürlichen Bakterien abzutöten33. In der Zwischenzeit wurden frische Salate mit klarem Wasser abgespült und anschließend die Oberflächen mit 96 %igem Alkohol abgewischt. Die Salate wurden in Stücke (1 cm × 1 cm) geschnitten und in 50-ml-Falcon-Röhrchen (Corning®) gegeben. Anschließend wurden die Röhren etwa 45 Minuten lang UV-Licht aus einem laminaren Luftstrom (ESCO) ausgesetzt44.

Nach der Sterilisation wurde jede Probe aus gekochtem Reis und pasteurisierter Milch mit 100 μl Suspensionen von Wirtsstämmen in der mittleren logarithmischen Phase (B. cereus und B. subtilis) und 100 μl isolierten Bakteriophagen (BC-S1 und BS-S2) beimpft wurden verdünnt, um einen MOI von 0,1 zu enthalten. Während jede Probe von Hühnerfleisch und frischem Salat mit 100 μl Suspensionen von Bakterienwirtsstämmen in der mittleren logarithmischen Phase (ETEC und EHEC) und 100 μl isolierten Bakteriophagen (ETEC-S3 und EHEC-S4) inokuliert wurde, die verdünnt wurden, um einen MOI von 0,001 zu enthalten für ETEC und MOI 1 für EHEC. Alle Proben wurden dann über Nacht bei 4 °C und 28 °C inkubiert45.

Nach der Inkubation wurden jeder Probe 10 ml SM-Puffer zugesetzt und die Röhrchen etwa 3 Minuten lang gevortext. Anschließend wurde jede Probe seriell verdünnt und auf einer LB-Agarplatte ausgebreitet und über Nacht bei 37 °C inkubiert. Zur Positivkontrolle wurden Lebensmittelproben nur mit dem Wirtsstamm beimpft. Zur Negativkontrolle wurden Lebensmittelproben nur mit isoliertem Bakteriophagenlysat beimpft. Es wurden Kolonien zwischen 30 und 300 Kolonien gezählt, ausgedrückt als koloniebildende Einheit pro Milliliter (KBE/ml)46.

Die Daten wurden nach dreimaliger Replikation gesammelt und die statistische Analyse erfolgte unter Verwendung einer einfaktoriellen ANOVA, gefolgt von einem Tukey-B-Test (SPSS Inc., IBM Corporation). Der Grad der Differenz wurde bei P ≤ 0,05 definiert, und unterschiedliche Buchstaben in jeder Spalte zeigten signifikante Unterschiede zu anderen Proben an. Für die Kontroll-Behandlungs-Paarung jeder Probe wurde ihre signifikante Reduktion mithilfe des T-Tests für gepaarte Proben bestimmt, wobei der Unterschiedsgrad bei P ≤ 0,0547 definiert war.

Vier lytische Bakteriophagen, BC-S1, BS-S2, ETEC-S3 und EHEC-S4, wurden erfolgreich aus Bodenproben gewonnen. Sie galten als hochspezifische Phagen mit einem engen Wirtsspektrum, wobei sich der Phagen ETEC-S3 als ineffizient gegen B. cereus erwies und der Phagen EHEC-S4 eine geringe Wirksamkeit gegen EPEC aufwies. Diese enge Eigenschaft ist wünschenswert, da sie normalerweise eine große Spezifität für den Wirt aufweist. Mithilfe von TEM konnten die Phagen BC-S1 und BS-S2 als Mitglieder der Caudovirales kategorisiert werden. Diese Phagen zeigten eine signifikante Reduzierung der Lebensmittelproben auf miMOI von 0,1 für beide Phagen BC-S1 und BS-S2, miMOI 0,001 für Phagen ETEC-S3 und miMOI 1 für Phagen EHEC-S4 bei 4 °C und 28 °C Lagertemperatur . Diese Ergebnisse zeigten die potenzielle Wirksamkeit von Bakteriophagen bei der Reduzierung gezielter Lebensmittelverderb und lebensmittelbedingter Bakterien. Daher ist es auch vielversprechend, weiter untersucht zu werden.

In dieser Studie wurden nur einige der verderblichen Lebensmittel und lebensmittelbedingten pathogenen Bakterien untersucht. Außerdem ist die Zahl der untersuchten Lebensmittel begrenzt, weshalb andere Mikroben und Lebensmittelproben untersucht werden müssen. Andererseits sollten auch ihre genomischen Eigenschaften wie Virulenzfaktor und Antibiotikaresistenzgene sowie das Überleben dieses Bakteriophagen unter verschiedenen Bedingungen der Lebensmittelverarbeitung weiter charakterisiert werden.

Die Daten dieser Studie sind auf Anfrage beim entsprechenden Autor erhältlich.

Enterohämorrhagische Escherichia coli

Effizienz der Beschichtung

Enteropathogenes Escherichia coli

Enterotoxische Escherichia coli

Minimale hemmende Infektionsmultiplizität

Natrium-Magnesium-Puffer

Transmissionselektronenmikroskopie

Nerin, C., Aznar, M. & Carrizo, D. Lebensmittelkontamination während des Lebensmittelprozesses. Trends Lebensmittelwissenschaft. Technol. 48, 63–68. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2015.12.004 (2016).

Artikel CAS Google Scholar

Rawat, S. Lebensmittelverderb: Mikroorganismen und ihre Vorbeugung. Asian J. Plant Sci. Res. 5, 47–56 (2015).

CAS Google Scholar

Viedma, PM, Abriouel, H., Omar, NB, Lopez, RL & Galves, A. Hemmung des Verderbs und toxigener Bacillus-Spezies in Teig aus Weizenmehl durch das zyklische Peptid Enterocin AS-48. Lebensmittelkontrolle 22, 756–761. https://doi.org/10.1016/j.foodcont.2010.11.010 (2011).

Artikel CAS Google Scholar

Moschonas, G., Lianou, A., Nychas, GE & Panagou, EZ Verderbliches Potenzial von Bacillus subtilis in einem Milchdessert mit neutralem pH-Wert. Lebensmittelmikrobiol. 95, 103715. https://doi.org/10.1016/j.fm.2020.103715 (2021).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Yang, SC, Lin, CH, Aljuffali, IA & Fang, JY Aktuelle Fälle von lebensmittelbedingten pathogenen Escherichia coli-Ausbrüchen und Therapieentwicklung. Bogen. Mikrobiol. 199, 811–825. https://doi.org/10.1007/s00203-017-1393-y (2017).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Oh, H. et al. Isolierung und Charakterisierung von Bacillus cereus-Bakteriophagen aus Lebensmitteln und Boden. Lebensmittelumgebung. Virol. 9, 260–269. https://doi.org/10.1007/s12560-017-9284 (2017).

Artikel PubMed Google Scholar

Dwivedi, S., Prajapati, P., Vyas, N., Malviya, S. & Kharia, A. Ein Überblick über die Lebensmittelkonservierung: Methoden, schädliche Auswirkungen und bessere Alternativen. Asiatische J. Pharm. Pharmakol. 3, 193–199 (2017).

CAS Google Scholar

Sulakvelidze, A. Verwendung lytischer Bakteriophagen zur Eliminierung oder deutlichen Reduzierung der Kontamination von Lebensmitteln durch lebensmittelbedingte bakterielle Krankheitserreger. J. Sci. Lebensmittel Landwirtschaft. 93, 3137–3146. https://doi.org/10.1002/jsfa.6222 (2013).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Wang, J., Kanach, A., Han, R. & Applegate, B. Anwendung von Bakteriophagen zum schnellen Nachweis von Escherichia coli in Lebensmitteln. Curr. Meinung. Lebensmittelwissenschaft. 39, 43–50. https://doi.org/10.1016/j.cofs.2020.12.015 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Jamal, M. et al. Bakteriophagen: Ein Überblick über die Kontrollstrategien gegen mehrere bakterielle Infektionen in verschiedenen Bereichen. J. Grundlegende Mikrobiol. 59, 1–11. https://doi.org/10.1002/jobm.201800412 (2018).

Artikel Google Scholar

Shende, RK, Hirpukar, SD, Sannat, C., Rawat, N. & Pandey, V. Isolierung und Charakterisierung von Bakteriophagen mit lytischer Aktivität gegen häufige bakterielle Krankheitserreger. Tierarzt. Welt 10, 973–978. https://doi.org/10.14202/vetworld.2017.973-978 (2017).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Vikram, A., Woolston, J. & Sulakvelidze, A. Phagen-Biokontrollanwendungen in der Lebensmittelproduktion und -verarbeitung. Curr. Ausgaben Mol. Biol. 40, 267–302. https://doi.org/10.21775/cimb.040.267 (2021).

Artikel PubMed Google Scholar

Anderson, B. et al. Zählung von Bakteriophagenpartikeln: Vergleichende Analyse des traditionellen Plaque-Assays und Echtzeit-QPCR- und Nanosight-basierten Assays. Bakteriophage 1, 86–93. https://doi.org/10.4161/bact.1.2.15456 (2011).

Artikel PubMed PubMed Central Google Scholar

Hyman, P. Phagen für die Phagentherapie: Isolierung, Charakterisierung und Breite des Wirtsspektrums. Arzneimittel 12, 35–57. https://doi.org/10.3390/ph12010035 (2019).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Doss, J., Culbertson, K., Hahn, D., Camacho, J. & Barekzi, N. Ein Überblick über die Phagentherapie gegen bakterielle Krankheitserreger von Wasser- und Landorganismen. Viren 9, 50–59. https://doi.org/10.3390/v9030050 (2017).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Sritha, KS & Bhat, SG Genomik des Salmonella-Phagen ΦStp1: Bakteriophagen-Kandidat für die Biokontrolle. Virusgene 54, 311–318. https://doi.org/10.1007/s11262-018-1538-3 (2018).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Jończyk-Matysiak, E. et al. Faktoren, die die Stabilität/Aktivität von Phagen bestimmen: Herausforderungen bei der praktischen Phagenanwendung. Expert Rev. Anti-Infekt. Dort. 17, 583–606. https://doi.org/10.1080/14787210.2019.1646126 (2019).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Ly-Chatain, MH Die Faktoren, die die Wirksamkeit der Behandlung in der Phagentherapie beeinflussen. Vorderseite. Mikrobiol. 5, 1–7. https://doi.org/10.3389/fmicb.2014.00051 (2014).

Artikel ADS Google Scholar

Jonge, PA, Nobrega, FL, Brouns, SJJ & Dutilh, BE Molekulare und evolutionäre Determinanten des Wirtsspektrums von Bakteriophagen. Trends Mikrobiol. 27, 51–63. https://doi.org/10.1016/j.tim.2018.08.006 (2018).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Kan, S., Fornelos, N., Schuch, R. & Fischetti, VA Identifizierung eines Liganden auf dem wip1-Bakteriophagen, der hochspezifisch für einen Rezeptor auf Bacillus anthracis ist. J. Bakteriol. 195, 4355–4364. https://doi.org/10.1128/JB.00655-13 (2013).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Mirzaei, MK & Nilsson, AS Isolierung von Phagen für die Phagentherapie: Ein Vergleich von Spottest und Effizienz von Plattierungsanalysen zur Bestimmung des Wirtsbereichs und der Wirksamkeit. PLoS ONE 10, 1–13. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0118557 (2015).

Artikel CAS Google Scholar

Azeredo, J. & Sillankorva, S. Bakteriophagentherapie: Vom Labor zur klinischen Praxis (Springer Science, 2018).

Buchen Sie Google Scholar

Abedon, ST Dosierung der Phagentherapie: Die Probleme mit der Multiplizität der Infektion (MOI). Bakteriophage 6, 1–6. https://doi.org/10.1080/21597081.2016.1220348 (2016).

Artikel Google Scholar

Ssekatawa, K. et al. Eine Übersicht über phagenvermittelte antibakterielle Anwendungen. Alexandr. J. Med. 57, 1–20. https://doi.org/10.1080/20905068.2020.1851441 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Abd-Allah, IM, Housseiny, GSE, Yahia, IS, Aboshanab, KM & Hassouna, NA Wiederbelebung eines meisterhaften Präzedenzfalls; Bakteriophage: Neubewertung und zukünftige Aktivitäten. Vorderseite. Zelle. Infizieren. Mikrobiol. 11, 1–22. https://doi.org/10.3389/fcimb.2021.635597 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Mansour, NM Bakteriophagen sind natürliche Gaben, könnten wir ihnen mehr Aufmerksamkeit schenken? J. Lebensmittelmikrobiol. 1, 22–24 (2017).

Google Scholar

Gourkhede, DP et al. Anwendung von Bakteriophagen in der Lebensmittelindustrie: Ein Überblick. Int. J. Livest. Res. 10, 1–7. https://doi.org/10.5455/ijlr.20200506115451 (2020).

Artikel Google Scholar

Harada, LK et al. Biotechnologische Anwendungen von Bakteriophagen: Stand der Technik. Mikrobiol. Res. 212–213, 38–58. https://doi.org/10.1016/j.micres.2018.04.007 (2018).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Sørensen, AN, Woudstra, C., Sørensen, MCH & Brøndsted, L. Subtypen von Tail-Spike-Proteinen sagen das Wirtsspektrum von Ackermannviridae-Phagen voraus. Berechnen. Struktur. Biotechnologie. J. 19, 4854–4867. https://doi.org/10.1016/j.csbj.2021.08.030 (2021).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Fokine, A. & Rossmann, MG Molekulare Architektur von doppelsträngigen DNA-Phagen mit Schwanz. Landes Biosci. 4, 1–22. https://doi.org/10.4161/bact.28281 (2014).

Artikel Google Scholar

Lewis, R. & Hill, C. Überwindung von Hindernissen für die Phagenanwendung in Lebensmitteln und Futtermitteln. Curr. Meinung. Biotechnologie. 61, 38–44. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2019.09.018 (2020).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Moye, ZD, Woolston, J. & Sulakvelidze, A. Bakteriophagenanwendungen für die Lebensmittelproduktion und -verarbeitung. Viren 10, 1–22. https://doi.org/10.3390/v10040205 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Guenther, S., Huwyler, D., Richard, S. & Loessner, MJ Virulenter Bakteriophage zur effizienten Biokontrolle von Listeria monocytogenes in verzehrfertigen Lebensmitteln. Lebensmittelmikrobiol. 1, 93–100. https://doi.org/10.1128/AEM.01711-08 (2009).

Artikel CAS Google Scholar

Duc, HM, Son, HM, Honjoh, KI & Miyamoto, T. Isolierung und Anwendung von Bakteriophagen zur Reduzierung der Salmonellenkontamination in rohem Hühnerfleisch. LWT Lebensmittelwissenschaft. Technol. 91, 353–360. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.01.072 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Thung, TY et al. Isolierung von durch Lebensmittel übertragenen Bakteriophagen aus Lebensmitteleinzelhandel und Umweltabwässern. Essen. Res. 24, 450–454 (2017).

Google Scholar

Adams, MH Bakteriophagen (Interscience, 1959).

Buchen Sie Google Scholar

Salifu, SP, Casey, SAC & Foley, S. Isolierung und Charakterisierung bodenbürtiger virulenter Bakteriophagen, die den Erreger Rhodococcus equi infizieren. J. Appl. Mikrobiol. 114, 1625–1633. https://doi.org/10.1111/jam.12194 (2013).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Gencay, YE, Birk, T., Sørensen, MCH & Brøndsted, L. Methoden zur Isolierung, Reinigung und Vermehrung von Bakteriophagen von Campylobacter jejuni. Methoden Mol. Biol. 1512, 19–2 https://doi.org/10.1007/978-1-4939-6536-6_3 (2016).

Artikel Google Scholar

Arivo, D., Rusmana, I. & Budiarti, S. Isolierung und Charakterisierung von EPEC aus Hausmüll in Indonesien. Malaiisch. J. Pathol. 10, 1–7. https://doi.org/10.21161/mjm.72615 (2016).

Artikel Google Scholar

Budiarti, S., Pratiwi, RH & Rusmana, I. Infektiosität lytischer Phagen gegenüber enteropathogenem Escherichia coli bei Durchfallpatienten in Indonesien. J US-China Med. Wissenschaft. 8, 273–282 (2011).

Google Scholar

Vipra, A. et al. Bestimmung der minimalen Hemmkonzentration von Bakteriophagen: Mögliche Vorteile. J. Adv. Mikrobiol. 3, 181–190. https://doi.org/10.4236/aim.2013.32028 (2013).

Artikel Google Scholar

Litt, PK & Jaroni, D. Isolierung und physiomorphologische Charakterisierung von Escherichia coli O157:H7-infizierenden Bakteriophagen, die aus Rinderbetrieben gewonnen wurden. Int. J. Mikrobiol. 4, 1–12. https://doi.org/10.1155/2017/7013236 (2017).

Artikel CAS Google Scholar

Lee, WJ, Billington, C., Hudson, JA & Heinemann, JA Isolierung und Charakterisierung von Phagen, die Bacillus cereus infizieren. Lette. Appl. Mikrobiol. 52, 456–464. https://doi.org/10.1111/j.1472765X.2011.03023X (2011).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

El-Shibiny, A., El-Sahhar, S. & Adel, M. Phagenanwendungen zur Verbesserung der Lebensmittelsicherheit und Infektionskontrolle in Ägypten. J. Appl. Mikrobiol. 123, 556–567. https://doi.org/10.1111/jam.13500 (2017).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Shin, H., Bandara, N., Shin, E., Ryu, S. & Kim, K. Prävalenz von Bacillus cereus-Bakteriophagen in fermentierten Lebensmitteln und Charakterisierung des Phagen JBP901. Res. Mikrobiol. 162, 791–797. https://doi.org/10.1016/j.resmic.2011.07.001 (2011).

Artikel CAS PubMed Google Scholar

Hudson, JA, Billington, C., Wilson, T. & On, SLW Wirkung der Phagen- und Wirtskonzentration auf die Inaktivierung von Escherichia coli O157:H7 auf gekochtem und rohem Rindfleisch. Lebensmittelwissenschaft. Technol. Int. 21, 104–109. https://doi.org/10.1177/1082013213513031 (2013).

Artikel PubMed Google Scholar

Lukman, C., Yonathan, C., Magdalena, S. & Waturangi, DE Isolierung und Charakterisierung pathogener Escherichia coli-Bakteriophagen aus Hühner- und Rinderabfällen. BMC Res. Anmerkungen 13, 8–14. https://doi.org/10.1186/s13104-019-4859-y (2020).

Artikel CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

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Wir möchten dem indonesischen Bildungsministerium danken, das diese Forschung durch den National Competitive Research Grant 2021 finanziert hat.

Diese Studie wurde vom indonesischen Bildungsministerium im Jahr 2021 finanziert. Der Geldgeber leistet keinen Beitrag zu dieser Studie.

Abteilung für Lebensmitteltechnologie, Fakultät für Biotechnologie, Katholische Universität Atma Jaya von Indonesien, Jenderal Sudirman 51 Street, Süd-Jakarta, DKI Jakarta, 12930, Indonesien

Tochter von Christy Artawinata und Sesilia Lorraine

Master in Biotechnologie-Abteilung, Fakultät für Biotechnologie, Katholische Universität Atma Jaya von Indonesien, Jenderal Sudirman 51 Street, Süd-Jakarta, DKI Jakarta, 12930, Indonesien

Diana Elizabeth Waturangi

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Persönlicher DEW-Ermittler, Konzeption und Design eines Forschungsprojekts, Dateninterpretation und Beratung bei der Forschung. PCA und SL führten die Recherche durch, sammelten die Daten, analysierten und verarbeiteten die Daten und erstellten das Manuskript. Alle Autoren haben das endgültige Manuskript gelesen und genehmigt.

Korrespondenz mit Diana Elizabeth Waturangi.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Artawinata, PC, Lorraine, S. & Waturangi, DE Isolierung und Charakterisierung von Bakteriophagen aus dem Boden gegen Lebensmittelverderb und lebensmittelbedingte pathogene Bakterien. Sci Rep 13, 9282 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-36591-6

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Eingegangen: 09. Dezember 2022

Angenommen: 06. Juni 2023

Veröffentlicht: 07. Juni 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-36591-6

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