حساس كردن اشريشيا كلاي O157:H7 به شرايط اسيدي به وسيله كيتوزان و نانوكيتوزان

Sensitization of Escherichia coli O157:H7 to Acidic Conditions by Chitosan and Nanochitosan

كيتوزان، يك پلي‌مر غيرسمي كه از داستيلاسيون كيتين به‌دست مي‌آيد، به دليل استفاده هاي تجاري فراواني كه در صنايع غذايي دارد توجه زيادي را به خود جلب كرده است. در تحقيق حاضر توانايي كيتوزان و نانوذرات كيتوزان در حساس كردن اشريشيا كلاي O157:H7 به pHهاي پايين مورد ارزيابي قرار گرفت. به اين منظور سلول‌هاي اشريشيا كلاي O157:H7 در محيط‌ TSB با pH برابر با 4 و 5 ايجاد شده به‌وسيله اسيدهاي كلريدريك و استيك با غلظت-هاي صفر، 05/0، 1/0 و 2/0 درصد كيتوزان و نانوكيتوزان به مدت يك ساعت مواجه گرديد. كيتوزان اثر ضدميكروبي مشخصي را در pH برابر 5 نشان نداد اما نانوكيتوزان در غلظت 2/0 درصد سلول‌هاي اشريشيا كلاي O157:H7 را به اين pH حساس‌تر كرد. اثر ضدميكروبي كيتوزان و نانوكيتوزان با كاهش pH به 4 افزايش يافت به‌گونه‌اي كه در اين pH، كيتوزان در غلظت 2/0 درصد و نانوكيتوزان در غلظت‌هاي 1/0 و 2/0 درصد اثرات ضدميكروبي قابل توجهي را عليه اشريشيا كلاي O157:H7 نشان دادند به‌طور كلي اثرات ضدميكروبي بيشتر نانوكيتوزان نسبت به كيتوزان احتمالاً به دليل افزايش سطح آن و در نتيجه افزايش تمايل آن نسبت به سلول‌هاي باكتري مي‌باشد. نتايج رنگ آميزي فلورسانس نشان داد كه كيتوزان و نانوكيتوزان اثرات ضدميكروبي خود را با اختلال در عملكرد غشاء سلولي باكتري ايجاد مي‌كنند

Chitosan, a natural nontoxic biopolymer derived by deacetylation of chitin, has received considerable attention for its commercial applications in the food industry. In the present study, the ability of chitosan and chitosan nanoparticles to sensitize Escherichia coli O157:H7 to low pH was assessed. To achieve this purpose, cells of E. coli O157:H7 were exposed to pH 4 and 5 adjusted by adding hydrochloric and acetic, acids into TSB, in the presence of 0.0, 0.05, 0.1 and 0.2 % chitosan, for one hour. Chitosan did not show antibacterial activity at pH 5, while 0.2 % nanochitosan made E. coli O157:H7 cells more sensitive to this pH. However, antibacterial activity of both chitosan and nanochitosan were higher at pH 4, where 0.2 % chitosan and 0.1 and 0.2 % nanochitosan showed significant antibacterial effects on E. coli O157:H7 at this pH. In general, the higher antibacterial activity of nanochitosan than chitosan may be due to the nanoparticle's larger surface area and higher affinity with bacterial cells. Results of the fluorescent staining demonstrated that chitosan and nanochitosan exerted their effect by disrupting the cellular membrane of the cells.