Adhesion of Bacillus spores and Escherichia coli cells to inert surfaces: role of surface hydrophobicity

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Abstract:

The ability of bacterial spores and vegetative cells to adhere to inert surfaces was investigated by means of the number of adherent spores (Bacillus cereus and Bacillus subtilis spores) and Escherichia coli cells and their resistance to cleaning or rinsing procedures (adhesion strength). Six materials (glass, stainless steel, polyethylene high density (PEHD), polyamide-6, polyvinyl chloride, and Teflon®) were tested. Slight differences in the number of adherent spores (less than 1 log unit) were observed between materials, but a higher number of adherent E. coli cells was found on the hydrophobic materials PEHD and Teflon®. Conversely, the resistance of both B. cereus and B. subtilis spores to a cleaning procedure was significantly affected by the material. Hydrophobic materials were harder to clean. The topography parameter derived from the Abbott-Firestone curve, R VK, and, to a lesser extent, the widely used roughness parameters R A (average roughness) and R Z (maximal roughness), were related to the number of adherent cells. Lastly, the soiling level as well as the adhesion strength were shown to depend largely on the microorganism. The number of adhering B. cereus hydrophobic spores and their resistance to a cleaning procedure were found to be 10 times greater than those of the B. subtilis hydrophilic spores. Escherichia coli was loosely bound to all the materials tested, even after 24 h biofilm formation.Key words: adhesion, cleaning, bacteria, spores, roughness, surface energies.

Nous avons étudié la capacité d'adhérence de spores bactériennes et de cellules végétatives sur des surfaces inertes en mesurant le nombre de spores capables d'adhérer (spores de Bacillus cereus et de Bacillus subtilis) et de cellules végétatives d'Escherichia coli ainsi que leur résistance aux procédures de nettoyage (force d'adhérence). Au total, six matériaux ont été testés : le verre, l'acier inoxydable, le polyéthylène à haute densité (PEHD), le polyamide-6, le chlorure de polyvinyle et le Teflon®. Ces différents matériaux ont révélé des faibles différences concernant l'adhérence des spores (moins d'une unité log) mais un plus grand nombre de cellules d'E. coli ont adhéré aux matériaux hydrophobes (PEHD et Teflon®). À l'inverse, la résistance des spores de B. cereus et de B. subtilis était significativement affectée lors d'un nettoyage par le matériel de support. Les matériaux hydrophobes étaient moins nettoyables. Le paramètre topographique dérivé de la courbe d'Abbott-Firestone, RVK, et, à un degré - moindre, les paramètres de rugosité R A (rugosité moyenne) et RZ (rugosité maximale) largement utilisés étaient en corrélation avec le nombre de cellules adhérentes. Finalement le niveau d'encrassement d'un matériel ainsi que la force d'adhérence dépendaient fortement du microorganisme. Le nombre de spores hydrophobes adhérentes de B. cereus et leur résistance aux procédures de nettoyage était dix fois plus élevés qu'avec les spores hydrophiles de B. subtilis. Les cellules d'Escherichia coli étaient faiblement attachées à tous les matériaux vérifiés, même après la formation d'un biofilm de 24 h.Mots clés : adhérence, nettoyage, bactéries, spores, rugosité, énergies de surface.[Traduit par la Rédaction]

Keywords: adhesion; adhérence; bacteria; bactéries; cleaning; nettoyage; roughness; rugosité; spores; surface energies; énergies de surface

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2002

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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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