Identifisering av, og biofilmegenskaper blant, Pseudomonas spp. fra et lakseslakteri – påvirkning på vekst og overlevelse av Listeria innocua.

Abstract

Norsk oppdrettsnæring er verdensledende og utgjør 53 % av verdens totalproduksjon. I 2019 eksporterte Norge 1,1 million tonn laks for 72,5 milliarder kroner. En del av moderne og sunn livstil har blitt å konsumere mer sjømat. Konsumet av spiseklare produkter øker stadig, samtidig som at forbrukere krever produkter som er mindre prosesserte, og som har færre konserveringsmidler og tilsetningsstoffer. Denne moderne trenden kan ha en effekt på forbrukerens helse fordi lettprosesserte fiskeprodukter øker risikoen for matbårne patogene bakterier. De mest rapporterte forringelsesbakterier for aerobt lagret nedkjølt fisk, inkludert laks, er arter fra slekten Shewanella og Pseudomonas. Bakterieslekten Pseudomonas spp. representerer en fysiologisk og genetisk mangfoldig gruppe av mikroorganismer. Bakterier fra denne slekten finnes overalt i jord og vann. I tillegg er Pseudomonas spp. mest dominerende slekten i mange næringsmiddelindustrier, og er kjent for dannelse av biofilm i prosesseringsanlegg i fisk- og sjømatindustrier. Pseudomonas arter kan vokse i en biofilm sammen med andre arter, for eksempel Listeria spp., Salmonella spp. og andre patogene bakterier. L. monocytogenes er matbårne patogene bakterier som er vidt spredt i miljøet og finnes i jord, vann og plantemateriale, og som forårsaker sykdommen listeriose.

Hovedmålet for denne masteroppgave var å oppnå mer kunnskap om Pseudomonas spp. fra utstyr og miljø i løpet av oppstartsperioden til et lakseslakteri. Identifisering og karakterisering av ulike bakterieisolater fra fabrikken ble utført. Ulike egenskaper som biofilmdannelse hos disse isolatene ble undersøkt. Til slutt ble det analysert interaksjon mellom utvalgte Pseudomonas-isolater og Listeria innocua i et modellsystem for biofilmdannelse.

Av alle de 106 identifiserte bakterieisolatene, fra Pseudomonas CFC selektiv agar, var det 75,5 % som tilhørte slekten Pseudomonas spp. Det var andre slekter som også ble identifisert fra den samme selektive vekstagaren. Komponentene i Pseudomonas CFC selektiv agar var ikke selektive nok til å hemme veksten av andre slektene. Amplifisering av rpoD¬-genet ga identifikasjon på mer enn halvparten av bakterieisolatene, men for å oppnå en mer nøyaktig identifikasjon på artsnivå må det inkluderes flere av husholdningsgener til Pseudomonas spp. Screeningsforsøket bekrefter det at Pseudomonas spp. er kjent for å danne biofilm, siden 31 av 40 bakterieisolater, som hadde gode evne til å danne biofilm, tilhørte slekten Pseudomonas spp. I biofilmforsøket ble veksten av L. innocua påvirket av Pseudomonas¬¬-isolatene og redusert i alle duokulturene, både i biofilm og i suspensjon.

The Norwegian aquaculture industry is the world leader and accounts for 53% of the world's total production. In 2019, Norway exported 1.1 million tonnes of salmon for NOK 72.5 billion. Part of the modern and healthy lifestyle has been to consume more seafood. Consumption of ready-to-eat products is steadily increasing, while consumers are demanding products that are less processed and have fewer preservatives and food additives. This modern trend can influence the health of the consumer, as light-processed fish products increase the risk of foodborne pathogenic bacteria. The most commonly reported spoilage bacteria for aerobically refrigerate stored fish, including salmon, are species of the genus Shewanella and Pseudomonas. The bacterial genus Pseudomonas spp. represents a physiologically and genetically diverse group of microorganisms. Bacteria from this genus are found everywhere in soil and water. Pseudomonas spp. is the most dominant genus in many food industries, and known for the biofilm formation in processing plants in the fish and seafood industries. Pseudomonas species can grow in a biofilm together with other species, such as Listeria spp., Salmonella spp., and other pathogenic bacteria. L. monocytogenes are foodborne pathogenic bacteria that are widespread in the environment and are found in soil, water, and plant material. L. monocytogenes also causes the disease listeriosis.

The main goal of this master's thesis was to obtain more knowledge about Pseudomonas spp. from equipment and the environment during the start-up period of a salmon processing plants. Identification and characterization of various bacterial isolates from the factory were carried out. Various properties, such as biofilm formation, were investigated. Finally, the interaction between selected Pseudomonas isolates and Listeria innocua was analysed in a modelling system for biofilm formation.

Of all the 106 bacterial isolates identified, from Pseudomonas CFC selective agar, 75.5% belonged to the genus Pseudomonas spp. Other genera were also identified from the same selective growth agent. The components of Pseudomonas CFC selective agar were not selective enough to inhibit the growth of other genera. Amplification of rpoD-gene identified more than half of the bacterial isolates, but in order to achieve more accurate species-level identification, several of Pseudomonas's household genes must be included. The screening experiment confirms that Pseudomonas spp. is known for biofilm formatiom, since 31 of 40 bacterial isolates, which had a good ability to form biofilms, belonged to the genus Pseudomonas spp. In the biofilm experiment, the growth of L. innocua was affected by the Pseudomonas isolates and inhibited in most duocultures. This effect was seen both in biofilm and in suspension.