Формування біоплівок на нержавіючій сталі AISI 321, залежно від шорсткості поверхні та початкової кількості Е.сoli

Abstract

У статті наведено результати досліджень щодо впливу шорсткості поверхні нержавіючої харчової сталі на процес формування біоплівки штамом Esсheriсhia coli АТСС 25299. Для дослідження були використані пластинки з нержавіючої корозійно-стійкої нікель-хромової аустенітної сталі марки AISI 321, з шорсткістю поверхні Rа = 0,955 мкм, Rа = 0,63 мкм та Rа = 0,16 мкм. Встановлено, що за сприятливих температурних режимів кишкова паличка протягом 9–12 год. здатна формувати біоплівки середньої та високої щільності на поверхні нержавіючої сталі з шорсткістю 0,955 мкм. Проте щільність біоплівок за початкової кількості клітин E. coli до 1 тис. на см2 площі була в середньому в 1,8–2,2 раза (Р ≤ 0,05) нижчою, порівняно з біоплівкою, сформованою у варіантах з початковою кількістю клітин 2–10 тис. та 20–50 тис. на см2 площі сталі. Інтенсивність формування біоплівки на поверхні сталі з шорсткістю 0,63 мкм була дещо сповільнена, порівняно з поверхнею із шорсткістю 0,955 мкм. Проте, незважаючи на це, за щільністю біоплівки у варіантах з початковою кількістю клітин E. coli 2–10 тис. і 20–50 тис. на см2 площі були високої щільності починаючи з 12 години інкубації, тобто аналогічно, як на поверхні із шорсткістю 0,955 мкм. Процес плівкоутворення за таких початкових кількостях E. coli на поверхні з шорсткістю 0,63 мкм завершувався на 24 год., тимчасом, як за шорсткості 0,955 мкм на 18 год. інкубації. За початкової кількості E. coli на поверхні сталі до 1 тис. з шорсткістю поверхні 0,63 мкм, біоплівки формувалися високої щільності, починаючи з 20 год., що, в середньому, на 5-6 год. довше, порівняно з шорсткістю поверхні 0,955 мкм. За шорсткості поверхні сталі 0,16 мкм процес плівкоутворення значно сповільнився, порівняно з поверхнями, які мали шорсткість 0,955 та 0,63 мкм. Через дев’ять годин інкубації E. coli на сталі з шорсткістю 0,16 мкм біоплівки були в середньому в 2,0 рази (Р ≤ 0,05) слабшої щільності, порівняно з шорсткістю 0,955 мкм, і в 1,3–1,6 раза (Р ≤ 0,05), порівняно з шорсткістю 0,63 мкм незалежно від початкової кількості E. coli. За 12 годин інкубації E. coli у варіанті з початковою кількістю до 1 тис. на см2 площі біоплівка ще була слабкою, а у варіантах з початковою кількістю 2–10 тис. і 20–50 тис. на см2 площі – середньої щільності – 0,805 і 0,916 од. відповідно. Протягом 18 годин інкубації біоплівка була середньої щільності тільки у варіанті з початковою кількістю до 1 тис. E. coli на см2 поверхні. За більшої початкової кількості бактерій вона була високої щільності. Тільки через 24 год інкубації E. coli біоплівки у всіх варіантах були високої щільності.