Microorganisms’ Growth Inhibition in Poultry Meat Using Bacillus spp.

Abstract

Currently meat processing enterprises are seeking ways to improve the efficiency of their operations. New approaches are needed to increase the shelf life of poultry meat and ensure safe consumption for customers. The aimed is to assess the presence of harmful microorganisms in poultry meat treated with a probiotic complex of Bacillus spp. bacteria during storage. One thousand eight hundred and forty-five samples were positive on pathogens from 2516 (two thousand five hundred sixteen) meat samples from broiler chickens from 6 poultry processing enterprises of the Dnipropetrovsk region conducted during 3 years. Listeria spp. isolated in 52.7% of samples, S. aureus – 28.7%, P. aeruginosa – 6.9%, E. coli – 4.2%, Salmonella spp. - 7.5% meat sample. The next stage of the study was the infection of 10 samples of poultry meat with pathogens of test cultures (Escherichia coli UNCSM - 007, Pseudomonas aeruginosa UNCSM - 012, Staphylococcus aureus UNCSM - 017, Listeria ivanovii UNCSM - 042, Salmonella Enteritidis UNCSM - 081), followed by aerosol treatment with a probiotic complex of Bacillus spp. (1.5×108 in ml (0.5 Mac Farland) was used at a dose of 1 ml for each sample) with daily registration of colony growth. Samples of processed and unprocessed meat were stored for 5 days at a temperature of + 4°C. After contamination of poultry meat with pathogens by a single aerosol treatment with a probiotic complex of Bacillus spp., the growth of E. coli and S. aureus was suppressed already on the second day of meat storage. The probiotic complex of Bacillus spp. was able to displace S. enteritidis on the third day and P. aeruginosa on the 4th day, but the growth of L. ivanovii could be observed only on the fifth day. The probiotic complex of Bacillus spp. formed visible biofilms from 5 strains of microorganisms and remained viable for 5 days, forming a dense biofilm with a high accumulation rate of 4.73 D620. A pronounced ability to form microbial biofilms within 3 days was observed in planktonic forms of L. ivanovii up to 2.88 D620, P. aeruginosa - 2.28 D620, low biofilm density was recorded in S. enteritidis -1.77, S. aureus - 1.76. The probiotic complex of bacteria of the genus Bacillus spp. has the potential for use in meat processing plants to prevent the growth of harmful microbial biofilms on meat products stored under refrigerated conditions. Зараз м’ясопереробні підприємства шукають шляхи підвищення ефективності своєї діяльності. Потрібні нові підходи, щоб збільшити термін зберігання м’яса птиці та забезпечити безпечне споживання споживачами. Мета – оцінити наявність шкідливих мікроорганізмів у м’ясі птиці, обробленому пробіотичним комплексом Bacillus spp. бактерій під час зберігання. З 2516 (дві тисячі п'ятсот шістнадцять) проб м'яса курчат-бройлерів 6 птахопереробних підприємств Дніпропетровської області, проведених протягом 3 років, 1845 проб виявились позитивними на патогени. Listeria spp. виділено в 52,7 % проб, S. aureus – 28,7 %, P. aeruginosa – 6,9 %, E. coli – 4,2 %, Salmonella spp. - 7,5% проба м'яса. Наступним етапом дослідження було зараження 10 зразків м’яса птиці збудниками тест-культур (Escherichia coli UNCSM - 007, Pseudomonas aeruginosa UNCSM - 012, Staphylococcus aureus UNCSM - 017, Listeria ivanovii UNCSM - 042, Salmonella Enteritidis UNCSM - 081), з подальшою аерозольною обробкою пробіотичним комплексом Bacillus spp. (використовували 1,5×108 мл (0,5 Mac Farland) у дозі 1 мл для кожного зразка) з щоденною реєстрацією росту колоній. Зразки обробленого та необробленого м’яса зберігали 5 діб при температурі +4°С. Після контамінації м’яса птиці збудниками при одноразовій аерозольній обробці пробіотичним комплексом Bacillus spp. ріст E. coli та S. aureus пригнічувався вже на другу добу зберігання м’яса. Пробіотичний комплекс Bacillus spp. зміг витіснити S. enteritidis на третій день і P. aeruginosa на 4-й день, але ріст L. ivanovii можна було спостерігати лише на п'ятий день. Пробіотичний комплекс Bacillus spp. утворював видимі біоплівки з 5 штамів мікроорганізмів і залишався життєздатним протягом 5 днів, утворюючи щільну біоплівку з високою швидкістю накопичення 4,73 D620. Виражена здатність до утворення мікробної біоплівки протягом 3 діб спостерігалась у планктонних форм L. ivanovii до 2,88 D620, P. aeruginosa – 2,28 D620, низька щільність біоплівки зафіксована у S. enteritidis -1,77, S. aureus – 1,76. Пробіотичний комплекс бактерій роду Bacillus spp. має потенціал для використання на м’ясопереробних підприємствах для запобігання росту шкідливих мікробних біоплівок на м’ясних продуктах, що зберігаються в умовах охолодження.