Chemical composition and antibacterial activity of the peel essential oils extracted from citrus fruits

Citrus peel is an important source of essential oils (EOs). However, these EOs are not invested, although the annual production of citrus is high in Syria. The current study aimed to investigate chemical composition and antibacterial activity of some citrus peel EOs, namely: lemon (Citrus limon), orange (C. sinensis), grapefruit (C. paradisi), mandarin (C. reticulata) and bitter orange (C. aurantium). Gas chromatography–mass spectrometry (GC/MS) (gas chromatograph type: Agilent 7890A, auto sampler type: Agilent 7683B coupled to mass spectrometer, type Agilent 5975C, using DB–1 capillary column. EOs. concentration 1: 10 v/v in chloroform, injection volume 1 µl, split ratio 1: 80), was used to identify the chemical composition of the EOs, which were extracted by hydrodistillation technique, and chemical composition was expressed as Mean ± SD of three replications using SPSS V17 software. Minimal bactericidal concentration (MBC) was used to determine the antibacterial activity against five Gram-positive bacteria (Bacillus cereus, B. licheniformis, Staphylococcus haemolyticus, S. lugdunensis, Enterococcus faecalis) and five Gram negative bacteria (Klebsiella oxytoca, Citrobacter koseri, Serratia liquefaciens, Pseudomonas fluorescens and P. luteola). Limonene formed the vast majority of EOs (between 62.16 and 95.26% in lemon and orange EOs, respectively), but there were other active components, such as α–Pinene and β–Pinene. Lemon EO was the most effective one, with MBC values ranged between 4 μl.ml–1 (against Bacillus cereus) and 50 μl.ml–1 (against Serratia liquefaciens). Pseudomonas luteola (a Gram-negative bacterium) was the most sensitive species to citrus EOs (MBC values ranged between 4 and 50 μl.ml–1 for lemon and orange EOs, respectively); while S. liquefaciens (a Gram-negative bacterium) was the most resistant bacterium (MBC values were 50 and 150 μl.ml–1 for lemon and mandarin EOs, respectively) among all species studied in the current research.

РОСЛИННІ ПРОБІОТИКИ: ВПЛИВ НА РОСЛИНИ В УМОВАХ СТРЕСУ

Світове сільське господарство стоїть на порозі нової революції. Агровиробники прагнуть використовувати менше мінеральних добрив та пестицидів і при цьому отримувати високі врожаї. Одим із інструментів, що можуть сприяти цьому, є рослинні пробіотики. Тому мета цієї статті дослідити вплив корисних мікроорганізмів на сільськогосподарські культури, а саме на те які бактерії чи гриби можуть сприяти в боротьбі рослин проти стресу від посухи, засолених ґрунтів чи патогенів. Важливим аспектом дослідження стала також інформація про те, що міроорганізи позитивно впли-вають на поглинання рослинами поживних речовин. Всі ці фактори негативно впливають на вирощування кукурудзи на силос (Zea mays L.), особливо в умовах швидкої зміни клімату. Для проведення дослідження було проаналізовано літера-турні джерела зарубіжних та вітчизняних авторів. В результаті дослідження було з’ясовано, що на стрес від посухи у посівах кукурудзи впливає Azospirillum lipoferum. На засолених ґрунтах рослини кукурудзи краще переживають стрес за інокуляції рослин Pseudomonas syringae, Enterobacter aerogenes, P. fluorescens, Bacillus aquimaris, Serratia liquefaciens, Gracilibacillus, Staphylococcus, Virgibacillus, Salinicoccus, Bacillus, Zhihengliuella, Brevibacterium, Oceanobacillus, Exiguobacterium, Pseudomonas, Arthrobacter, Halomonas та ін. Дію на патогени в посівах кукурудзи виявляють Pseudomonas fluorescens, Fusarium oxysporum, Fusarium verticillioides, Pseudomonas, Bacillus cereus. На засвоєння рослинами кукурудзи по-живних речовин впливають Pseudomonas alcaligenes, Bacillus polymyxa, Mycobacterium phlei, Burkholderia, Bacillus spp., Herbaspirillum, Enterobacteriales, Streptomyces pseudovenezuelae, Ruminobacter amylophilus, Fibrobacter succinogenes, Enterococcus faecium, Арбускулярні мікоризні гриби, Enterobacter E1S2, Klebsiella MK2R2, Bacillus B2L2, Azospirillum brasilence, Micromonospora, Streptomyces, Bacillus, Hyphomicrobium, Rhizobium, Azohydromonas spp., Azospirillum spp. та інші. Цікавим фактом, що було виявлено в результаті цієї статті стало те, що деякі мікроорганізми можуть виявляти позитивну дію на рослину-госоподаря не лише в одному напрямку як наприклад, Pseudomonas fluorescens.

Assessing Serratia spp. pathogenic potential from cryogenic habitats

The genus Serratia are opportunistic bacteria widely spread in natural environment. At the same time, this bacterial genus consists of the species associated with outbreaks of nosocomial infections. Serratia species are found in extreme habitats, but pathogenic potential of polyextremophilic strains in this genus remains unexplored. The aim of this study was to compare the genomes of two Serratia strains isolated in polar regions, primarily examining genetic factors of virulence and adaptation to cryogenic environment. During the 56th Russian Antarctic Expedition the Serratia liquefaciens 72 strain was isolated from a guano sample of the Adelie Penguin (Pygoscelis adeliae) colony on Tokarev Island (Haswell Archipelago, East Antarctica). The Serratia fonticola 5l strain was isolated from the frozen carcass of moose (Alces alces) fossils found on the Buor-Khaya Peninsula near the Laptev Sea coast (Yakutia Region, Russia). The whole-genome sequencing of such strains allowed to reveal genetic structures evidencing about their successful adaptation to low temperatures. Thus, it was found that both genomes contain genes encoding the main cold shock proteins, phylogenetically close to the corresponding genes in the hypobarotolerant Serratia liquefaciens strain ATCC 27592. Furthermore, both strains bear a cluster of tc-fABCD genes determining the bacterial adhesion to epithelial tissues, and the genes for RTX toxins — adhesins, crucial factors of biofilm formation in pathogenic Gram-negative bacteria. Experimental studies confirmed the ability of Serratia liquefaciens 72 and Serratia fonticola 5l to actively form biofilms in a wide temperature range (from 6°C to 37°C). The results obtained indicate that the examined genus Serratia strains isolated in Arctica and Antarctica exert overall similar adaptation strategies to polar climate, including the ability to produce pili, show active adhesion, and biofilm formation under low temperatures. Genetic adaptive factors may also act as pathogenicity factors allowing extremotolerant Serratia strains to exert traits of opportunistic and nosocomial pathogens and spread via chilled food-borne transmission. The wide use of food technologies, such as cooling and vacuum sealing, can potentially create a new ecological niche favourable for selection of psychrotolerant and hypobarotolerant pathogens. The data obtained allow to raise a question about necessity of further studies to monitor genetic diversity among psychrophilic hypobarotolerant microbial populations possessing pathogenic and epidemic potential.

Molecular Characterization and Biofilm Formation Study of Contaminant Bacteria Isolated from Domiaty and Hungarian Cheeses in Jeddah City

The aim was to study the microbiological quality of Domiaty and Hungarian cheeses, molecular identification and biofilm formation of some selected contaminant bacteria. Samples were collected from two M and P big markets in Jeddah City through the period from February to October 2018, nine visits for two types of natural cheese. Results showed that the total bacterial counts (CFU/ml) from Domiaty cheese from two markets (M and P) were 0.1 x 105, 8 x 105 and 1 x 10 5 CFU/ml respectively (3 visits of M market) and 4 x 106, 0.4 x 106, 6.5 x 103, 1 x 103, 0.1 x 103 and 0.1 x 103 CFU/ml respectively (six samples from 6 visits from P market). Results showed that the total bacterial counts (CFU/ml) from Hungarian cheese were 1.5 x 10 5, 1x 10 4, 11 x 10 4 and 4 x10 6 CFU/ml respectively from (4 visits of M market) and 0.18 x 104, 3 x 106, 22 x 106, 6 x 106 and 5 x 104 CFU/ml respectively (5 visits from P market).Different bacterial isolates from cheese were identified by morphology and biochemical test. Bacterial isolates from cheeses were identified by VITEK MS as follow: Serratia liquefaciens (D6-1, D6-2, D14-1, D13-1 and D13-2), and Pseudomonas fluorescens (D14-2) were isolated from Domiaty cheese while Enterococcus faecium (H11-2), Serratia liquefaciens (H15-1) and Streptococcus thermophilus (H14-1) were isolated from Hungarian cheese. Some selected bacterial isolates were identified by 16S rRNA. Isolates were belong to MK757978 (Raoultilla terrigena (D15-1)), MK757979 (Bacillus cereus (D16-1)), MK757980 (Enterococcus faecalis (H10-2)), MK757982 (Enterococcus fiscalism (H11-1)), MK757981 (Serratia liquefactions (H13-1)), MK757984 (Anoxybacillus flavithermus (H17-1). All bacterial isolates have been tested for the formation of biofilm using a Tissue Culture Plate (TCP). Results revealed 12.5% and 46.15% of high biofilm formation respectively for bacterial isolates of Domiaty and Hungarian cheeses.

Use of NanoSIMS to Identify the Lower Limits of Metabolic Activity and Growth by Serratia liquefaciens Exposed to Sub-Zero Temperatures

Serratia liquefaciens is a cold-adapted facultative anaerobic astrobiology model organism with the ability to grow at a Martian atmospheric pressure of 7 hPa. Currently there is a lack of data on its limits of growth and metabolic activity at sub-zero temperatures found in potential habitable regions on Mars. Growth curves and nano-scale secondary ion mass spectrometry (NanoSIMS) were used to characterize the growth and metabolic threshold for S. liquefaciens ATCC 27,592 grown at and below 0 °C. Cells were incubated in Spizizen medium containing three stable isotopes substituting their unlabeled counterparts; i.e., 13C-glucose, (15NH4)2SO4, and H218O; at 0, −1.5, −3, −5, −10, or −15 °C. The isotopic ratios of 13C/12C, 15N/14N, and 18O/16O and their corresponding fractions were determined for 240 cells. NanoSIMS results revealed that with decreasing temperature the cellular amounts of labeled ions decreased indicating slower metabolic rates for isotope uptake and incorporation. Metabolism was significantly reduced at −1.5 and −3 °C, almost halted at −5 °C, and shut-down completely at or below −10 °C. While growth was observed at 0 °C after 5 days, samples incubated at −1.5 and −3 °C exhibited significantly slower growth rates until growth was detected at 70 days. In contrast, cell densities decreased by at least half an order of magnitude over 70 days in cultures incubated at ≤ −5 °C. Results suggest that S. liquefaciens, if transported to Mars, might be able to metabolize and grow in shallow sub-surface niches at temperatures above −5 °C and might survive—but not grow—at temperatures below −5 °C.

Zoonotic bacteria research and analysis of antimicrobial resistance levels in parrot isolates from pet shops in the city of Fortaleza, Brazil

ABSTRACT: The Psittaciformes are among the most popular pets due to their intelligence, ability, and ease of maintenance in small environments. However, the absence of adequate environmental stimuli generated by confinement can predispose these animals to characteristic stress conditions, leaving them susceptible to the triggering of various diseases, among which those of bacterial origin stand out. The objective of this study was to carry out a survey of enterobacteria and evaluate the antimicrobial sensitivity profile of bacteria isolated from parrots from a pet shop in the city of Fortaleza, Ceará. Ninety-six samples were collected from four pet shops (which were classified as A, B, C and D), eight samples of local swabs from budgerigar (Melopsittacus undulatus), were collected from each establishment eight from cockatiels (Nymphicus hollandicus) and eight from lovebirds (Agapornis sp.). Isolation of enterobacteria is under the methodology used by Lopes et al. (2015) with modifications. The method used to study bacterial resistance was the Kirby-Bauer method, following the standards stipulated by the Clinical and Laboratory Standards Institute. Sixty-eight enterobacteria strains from ten different species, Proteus mirabilis, Citrobacter diversus, Pantoea agglomerans, Escherichia coli, Providencia stuartii, Hafnia alvei, Proteus vulgaris, Serratia liquefaciens, Enterobacter sakasakii and Citrobacter amalonaticus, were isolated. P. agglomerans was the bacterium with the highest frequency of isolates from pet shop parrots, making up 23.5% of the isolates; the second-most isolated strain was P. mirabilis with 17.7%. In this study, 79% of the isolated strains were resistant to at least one class of antimicrobials tested. Tetracycline proved to be the most resistant antimicrobial (44%), followed by polymyxin B (38%) and nalidixic acid (25%). Among the 68 strains, 19% did not show resistance to any of the classes of antimicrobials tested. The condition of multidrug resistance - resistance to ≥3 classes of antimicrobials - was observed in 18% of the isolated strains.

Αξιολόγηση της ποιότητα, ασφάλειας και αυθεντικότητας του κρέατος με ταχείες μεταβολομικές μεθόδους

Οι ως τώρα έλεγχοι ασφάλειας, ποιότητας και αυθεντικότητας αφορούν πολύπλοκες τεχνικές, οι οποίες κατά γενική ομολογία είναι χρονοβόρες, δίνουν ετεροχρονισμένα αποτελέσματα και συχνά μεροληπτικά. Στα πλαίσια εκπόνησης της παρούσης διδακτορικής διατριβής με σκοπό να συναντηθούν οι ως άνω επιτηρήσεις σε εύλογο χρονικό διάστημα, αξιοποιήθηκε το μεταβολικό προφίλ (metabolomics), όπως αυτό προκύπτει από τις αναλυτικές πλατφόρμες: (α) Αέρια Χρωματογραφία συζευγμένη με Φασματομετρία Μάζας σε συνδυασμό με μικροεκχύλιση στερεής φάσης (HS/SPME-GC/MS), (β) ηλεκτρονική μύτη (e-nose), και (γ) Υγρή Χρωματογραφία Υψηλής Απόδοσης (HPLC) σε συνδυασμό με κλασσική μικροβιολογία και πολυμεταβλητή στατιστική. Στις περιπτώσεις που το ερώτημα ήταν «μικροβιολογικής φύσεως» τα δεδομένα των αισθητήρων συσχετίστηκαν με τις μικροβιακές αποκρίσεις. Σε εκείνες που αφορούσε ζητήματα αυθεντικότητας/νοθείας συσχετίστηκαν με τα μεταδεδομένα. Στο “Κεφάλαιο 2”, δείγματα κιμά (βόειος, χοιρινός, ανάμικτος: 70/30% βόειος/χοιρινός) συλλέχτηκαν τυχαία κατά τη διετή επισκόπηση απο μεγάλη βιομηχανική μονάδα της Αθήνας. Τα δείγματα αναλύθηκαν μικροβιολογικά και με GC/MS, όπου και αναπτύχθηκε μια επικυρωμένη μέθοδος για την αυθεντικότητα του κιμά με βάση το πτητικό προφίλ. Η Ανάλυση σε Κύριες Συνιστώσες (PCA) χρησιμοποιήθηκε για την απεικόνιση τυχόν ομαδοποίησεων. Εν συνεχεία η Ταξινόμηση Μερικών Ελαχίστων Τετραγώνων (PLS-DA) εφαρμόστηκε για να ταξινομήσει τα δείγματα και να συσχετίσει τις μεταβλητές με τις αντίστοιχες κατηγορίες κρέατος. Το σύνολο των δεδομένων χωρίστηκε 70/30% για βαθμονόμηση (70%) και έλεγχο του μοντέλου (30%) αντίστοιχα. Κατά τη βαθμονόμηση το 99, 100 και 100% των δειγμάτων ταξινομήθηκαν ορθά ως βόεια, χοιρινά και ανάμικτα αντίστοιχα, ενώ κατά τον έλεγχο τα αντίστοιχα ποσοστά ήταν 100, 100 και 95%. Και στα δύο υποσύνολα δεδομένων, η ΣΟΤ ανήλθε σε 99% κατά μέσο όρο. Εν συνεχεία, αναδείχτηκαν οι σημαντικές μεταβλητές (πτητικές ουσίες) κατά τη ταξινόμηση και συσχετίστηκαν με τις επιμέρους κατηγορίες κρέατος. Τέλος, αξιολογήθηκε η επίδραση της εποχής δειγματοληψίας, καθώς επίσης η ημέρα παρασκευής κιμά από τη σφαγή στο πτητικό προφίλ. Στο «Κεφάλαιο 3» για πρώτη φορά στη βιβλιογραφία διερευνήθηκε η μικροβιολογική και μεταβολομική (HPLC και GC/MS) σύσταση φιλέτων αλόγου κατά την συντήρηση σε παραδοσιακή συσευασία στους 0, 5, 10, και 15οC. Προέκυψε πως η μικροβιακή συσχέτιση πλησιάζει τα υπόλοιπα κόκκινα κρέατα, με αξιοσημείωτη υψηλή παρουσία Ζυμών και Μυκήτων. Υπολογίστηκε κατ’ εκτίμηση η εμπορική διάρκεια ζωής 263, 177, 92, 59 και 254, 169, 90, 58 ώρες βάσει της ΟΜΧ και ψευδομονάδων για τους 0, 5, 10, και 15οC αντίστοιχα. Αξιολογήθηκε η μικροβιολογική κατάσταση αναπτύσσσοντας μοντέλο παλινδρόμησης με μηχανές διανυσμάτων υποστήριξης (SVM-R) για πρόβλεψη της ΟΜΧ, όπου και υπολογίστηκε συντελεστής συσχέτισης 0,915 και 0,910 και RMSE 0.88 και 0.89 κατά την εκμάθηση με στους 0, 5 και 15oC και έλεγχο στους 10οC αντίστοιχα. Όσον αφορά τα HPLC αποτελέσματα, η συγκέντρωση του προπιονικού, μυρμηγκικού, γαλακτικού, και ηλεκτρικού οξέος μειιώθηκε κατά την αερόβια συντήρηση αλογίσιων φιλέτων. Παράλληλα, το οξικό, κιτρικό, βουτυρικό και ισοβουτυρικό οξύ αυξήθηκαν. Όσον αφορά το πτητικό προφίλ, η κορυφή της πεντανάλης, εξανάλης, οκτανάλης, εννεανάλης, δεκανάλης συσχετίστηκε θετικά με τα φρέσκα δείγματα, καθώς το διακετύλιο, ακετοϊνη, επτάν-2-όνη, οκτάν-2-όνη, εξανοϊκό οξύ, 3-&2-μέθυλο-βουτανόλη, και 3-μέθυλο-βουτανάλη με τα δείγματα με > 7,2 log10CFU/g. Tέλος, η εξανάλη, πεντανόλη, και 1-οκτέν-3-όλη συσχετίστηκαν θετικά με δείγματα με ΟΜΧ > 4,6 και < 7,2 log10CFU/g. Κατά το «Κεφάλαιο 4», στείρα (St) και φυσικά επιμολυσμένα (NC) μοσχαρίσια φιλέτα, συντηρήθηκαν αερόβια στους 2, 8 και 15 °C και αναλύθηκαν μικροβιολογικά ως προς την ΟΜΧ και ως προς τους επιμέρους μικροβιακούς μεταβολίτες (χρησιμοποιώντας HS/SPME-GC/MS και HPLC-PDA-RI). Η ανάλυση του βιοχημικού μονοπατιού, κατέδειξε σημαντικά μονοπάτια κατά τη συντήρηση: κύκλος κιτρικών, γλυκόλυση, μεταβολισμός πυρουβικού, μεταβολισμός δικαρβοξυκλικών, μεταβολισμός αμινοξέων. Οι ουσίες 3-&2-μεθυλο-1-βουτανόλη, 3-& 2-μεθυλο-1-βουτανάλη, 2-μεθυλο-1-προπανάλη, βουταν-2-όνη, πενταν-2-όνη, επταν-2-όνη, εννεαν-2-όνη, κιτρικό, οξικό και βουτυρικό οξύ αναδείχτηκαν ως δυνητικοί μικροβιακοί μεταβολίτες στο κρέας και συσχετίστηκαν με την αλλοιωμένη κατηγορία. Η Συνολικά Ορθή Ταξινόμηση (ΣΟΤ%) κατά τη Διακριτική ανάλυση Μερικών Ελαχίστων Τετραγώνων (PLS-DA) μεταξύ NC και S ήταν 100, 88 και 100% κατά την επαλήθευση για HPLC, GC/MS και συζευγμένο σύνολο δεδομένων. Τα αποτελέσματα του SVM-R μοντέλου απέδωσε τιμές για τη ρίζα μέσου τετραγωνικού σφάλματος (RMSE) 0,84, 0,74 και 0,58 κατά την εκμάθηση στους 2 και 15οC και 0,95, 0,99 και 0,82 κατά τον έλεγχο στους 8oC για HPLC, GC/MS και συζευγμένο σύνολο δεδομένων αντίστοιχα. Παράλληλα, η δυναμική της αλλοίωσης των στελεχών Serratia liquefaciens Β293 και Hafnia alvei Β295 μελετήθηκε in situ σε επιμολυσμένα φιλέτα υπό αερόβια συντήρηση στους 4 και 10oC και αναλύοντας με HS/SPME-GC/MS, HPLC-PDA-RI και HATR/FTIR (φασματοσκοπία υπερύθρου με μετασχηματισμό Fourier). Οι παραπάνω ενώσεις, συν οξικός ισοαμυλεστέρας, μεθανοθειόλη, 2,3-βουτανοδιόλη, βενζολοακεταλδεϋδη και βενζαλδεϋδη βρέθηκε ότι παράγονται από τα δύο στελέχη. Η ανάλυση βιοχημικού μονοπατιού κατέδειξε τον μεταβολισμό των πυρουβικών, κύκλο κιτρικών και τη γλυκόλυση ως τις σημαντικότερες βιοχημικές διεργασίες. Ός 1ον αφορά τα FTIR αποτελέσματα, και τα δυο στελέχη είχαν υψηλές απορροφήσεις στους κυμματαριθμούς που αντιστοιχούν στα αμίδια, αμίνες, και ακόρεστες αλδεύδες και κετόνες. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η μεταβολομική-προσέγγιση που αναπτύχθηκε σε αυτή τη διατριβή, σε συνδυασμό με πολυμεταβλητή στατιστική ανάλυση μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν εργαλείο προκαταρκτικού ελέγχου της μικροβιολογικής κατάστασης και αυθεντικότητας του κρέατος. Υπο προυποθέσεις, θα μπορούσε να αντικαταστήσει μερικώς τη χρονοβόρα και ετεροχρονισμένη ISO μέθοδο καταμέτρησης τρυβλίων.