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Wilsmann DE, Furian TQ, Carvalho D, Chitolina GZ, Lucca V, Emery BD, Borges KA, Martins AC, Pontin KP, Salle CTP, de Souza Moraes HL, do Nascimento VP. Antibiofilm activity of electrochemically activated water (ECAW) in the control of Salmonella Heidelberg biofilms on industrial surfaces. Braz J Microbiol 2023; 54:2035-2045. [PMID: 37184738 PMCID: PMC10485189 DOI: 10.1007/s42770-023-01005-2] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/23/2022] [Accepted: 05/04/2023] [Indexed: 05/16/2023] Open
Abstract
Owing to its antimicrobial activity, electrochemically activated water (ECAW) is a potential alternative to chemical disinfectants for eliminating foodborne pathogens, including Salmonella Heidelberg, from food processing facilities. However, their antibiofilm activity remains unclear. This study aimed to evaluate the antibiofilm activity of ECAW against S. Heidelberg biofilms formed on stainless steel and polyethylene and to determine its corrosive capacity. ECAW (200 ppm) and a broad-spectrum disinfectant (0.2%) were tested for their antibiofilm activity against S. Heidelberg at 25 °C and 37 °C after 10 and 20 min of contact with stainless steel and polyethylene. Potentiostatic polarization tests were performed to compare the corrosive capacity of both compounds. Both compounds were effective in removing S. Heidelberg biofilms. Bacterial counts were significantly lower with ECAW than with disinfectant in polyethylene, regardless the time of contact. The time of contact and the surface significantly influenced the bacterial counts of S. Heidelberg. Temperature was not an important factor affecting the antibiofilm activities of the compounds. ECAW was less corrosive than the disinfectant. ECAW demonstrated a similar or even superior effect in the control of S. Heidelberg biofilms, when compared to disinfectants, reducing bacterial counts by up to 5 log10 CFU cm-2. The corrosion of stainless steel with ECAW was similar to that of commercial disinfectants. This technology is a possible alternative for controlling S. Heidelberg in the food production chain.
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Affiliation(s)
- Daiane Elisa Wilsmann
- Centro de Diagnóstico e Pesquisa em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil.
| | - Thales Quedi Furian
- Centro de Diagnóstico e Pesquisa em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Daiane Carvalho
- Centro de Diagnóstico e Pesquisa em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Gabriela Zottis Chitolina
- Centro de Diagnóstico e Pesquisa em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Vivian Lucca
- Centro de Diagnóstico e Pesquisa em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Brunna Dias Emery
- Centro de Diagnóstico e Pesquisa em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Karen Apellanis Borges
- Centro de Diagnóstico e Pesquisa em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Abrahão Carvalho Martins
- Centro de Diagnóstico e Pesquisa em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Karine Patrin Pontin
- Centro de Diagnóstico e Pesquisa em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Carlos Tadeu Pippi Salle
- Centro de Diagnóstico e Pesquisa em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Hamilton Luiz de Souza Moraes
- Centro de Diagnóstico e Pesquisa em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Vladimir Pinheiro do Nascimento
- Centro de Diagnóstico e Pesquisa em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
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Carvalho D, Menezes R, Chitolina GZ, Kunert-Filho HC, Wilsmann DE, Borges KA, Furian TQ, Salle CTP, Moraes HLDS, do Nascimento VP. Antibiofilm activity of the biosurfactant and organic acids against foodborne pathogens at different temperatures, times of contact, and concentrations. Braz J Microbiol 2022; 53:1051-1064. [PMID: 35260995 PMCID: PMC9151985 DOI: 10.1007/s42770-022-00714-4] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 2.5] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/11/2021] [Accepted: 02/13/2022] [Indexed: 02/01/2023] Open
Abstract
Biofilm formation has been suggested to play a significant role in the survival of pathogens in food production. Interest in evaluating alternative products of natural origin for disinfectant use has increased. However, there is a lack of information regarding the effects of biosurfactants and organic acids on Salmonella enterica serotype Enteritidis, Escherichia coli, and Campylobacter jejuni biofilms, mainly considering temperatures found in environments of poultry processing, as well as simulating the contact times used for disinfection. The aim of this study was to evaluate the antibiofilm activity of rhamnolipid, malic acid, and citric acid on the adhesion of S. Enteritidis, E. coli, and C. jejuni on polystyrene surfaces at different temperatures (4, 12, and 25 °C), compound concentrations, and times of contact (5 and 10 min), and to analyze the potential use of these compounds to disrupt formed biofilms. All three compounds exhibited antibiofilm activity under all analyzed conditions, both in the prevention and removal of formed biofilms. Contact time was less important than temperature and concentration. The antibiofilm activity of the compounds also varied according to the pathogens involved. In the food industry, compound selection must consider the temperature found in each stage of product processing and the target pathogens to be controlled.
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Affiliation(s)
- Daiane Carvalho
- Centro de Diagnóstico E Pesquisa Em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Rafaela Menezes
- Centro de Diagnóstico E Pesquisa Em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Gabriela Zottis Chitolina
- Centro de Diagnóstico E Pesquisa Em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Hiran Castagnino Kunert-Filho
- Centro de Diagnóstico E Pesquisa Em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Daiane Elisa Wilsmann
- Centro de Diagnóstico E Pesquisa Em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Karen Apellanis Borges
- Centro de Diagnóstico E Pesquisa Em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil.
| | - Thales Quedi Furian
- Centro de Diagnóstico E Pesquisa Em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Carlos Tadeu Pippi Salle
- Centro de Diagnóstico E Pesquisa Em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Hamilton Luiz de Souza Moraes
- Centro de Diagnóstico E Pesquisa Em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
| | - Vladimir Pinheiro do Nascimento
- Centro de Diagnóstico E Pesquisa Em Patologia Aviária, Departamento de Medicina Animal, Faculdade de Veterinária, Universidade Federal Do Rio Grande Do Sul, Av. Bento Gonçalves 9090, Porto Alegre, RS, CEP 91540-000, Brazil
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