Capacidad de formación de biopelícula y limo en Staphylococcus que causan mastitis subclínica bovina en el estado Zulia-Venezuela / Biofilm formation and slime producing ability in Staphylococci causing subclinic bovine mastitis in the Zulia state-Venezuela

Un total de 79 cepas de S. aureus y 47 cepas de Staphylococcus coagulasa negativa (SCN) aislados de muestras de leche de vaca con mastitis subclínica fueron evaluadas para establecer su propiedad para formar biopelícula como uno de los factores de virulencia más importantes. Usando el método de Rojo Congo Agar, 80% de las cepas de S. aureus fueron productores de limo, mientras que en las cepas de SCN el porcentaje fue de 32%. Por el método de microplaca, 55%, 17% y 28% de los aislamientos de S. aureus fueron fuerte, moderadas y débiles productoras de biopelícula, mientras en los SCN el porcentaje fue 43%, 17% y 40%, respectivamente. Se realizó un ensayo de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR) a todos los aislamientos con la finalidad de identificar el gen A de adhesión intracelular (icaA). En las cepas de S. aureus el gen icaA estuvo presente en el 65% de los aislamientos, y en los SCN en el 11%. La mayoría de las cepas de S. aureus caracterizados en el estudio fueron formadores de biopelícula, lo cual sugiere que está tiene un importante papel en la virulencia de S. aureus aislados de infecciones intramamarias en bovinos del estado Zulia.

A total of 79 S. aureus strains and 47 coagulase negative Staphylococcus (CNS) isolates from cow milk suffering subclinical mastitis were investigated for their ability to form biofilm as one of the most important virulence factors. Using Congo Red Agar method, 80% of S. aureus strains were slime producers, while in CNS was 32%. By microtiter plate method, 55%, 17%, and 28% of S. aureus isolates were strong, moderate, and weak biofilm producers, respectively, while in CNS the percentages were 43%, 17%, and 40%, respectively. All isolates were screened by Polymerase chain reaction (PCR) for amplification of intercellular adhesion gene A (icaA). In S. aureus isolates the icaA gene was present in 65 % while in CNS was 11%. The majority of S. aureus characterized in this study formed biofilm, which suggests that biofilm formation has an important role in the virulence of S. aureus isolated from bovine intramammary infections in Zulia state.

Patógenos contagiosos y ambientales aislados de cuartos mamarios con mastitis subclínica de alto riesgo en tres fincas del estado Zulia / Contagious and Environmental Pathogens Isolated from Mammary Quarters With Subclinical Mastitis of Risk High in Three Farms of Zulia State

La mastitis es la enfermedad más común y costosa del ganado lechero en la mayor parte del mundo. En el presente estudio se investigó la frecuencia de aislamientos de patógenos contagiosos y ambientales a partir de ganado vacuno con mastitis subclínica, en tres fincas del estado Zulia. Se determinó la asociación de los grupos de patógenos con los diferentes sistemas de ordeño empleados, así como el probable efecto de las estaciones climáticas sobre la frecuencia de aislamiento de microorganismos. A nivel de campo se practicó la prueba de California para mastitis (CMT) a 2.416 cuartos mamarios. A los 758 cuartos que fueron clasificados de alto riesgo por el CMT se les realizó cultivo bacteriológico. Los principales patógenos aislados fueron Streptococcus agalactiae (26%), Staphylococcus coagulasa negativa (23%), Streptococcus spp. (20%) y S. aureus (17%). El 73% de los patógenos aislados fueron contagiosos. El carácter contagioso de la infección intramamaria se observó en las tres fincas, la cual se presentó en un 75; 86 y 68% en las fincas A, B y C, respectivamente. No se observó un patrón estacional definido para la presencia de patógenos contagiosos y ambientales.

Mastitis is the commonest and most expensive disease in dairy cattle in most countries. In the present study it was investigated the frequency of isolates of contagious and environmental pathogens of subclinical mastitis on three farms of Zulia State. Was determined association by groups of pathogens with different milking systems used in each farm and the likely effect of the seasons. At the field level, California Mastitis Test (CMT) was performed to 2,416 mammary quarters. A 758 quarters that were classified as risks high by the CMT, also were cultured bacteriologically. In general, the most frequently isolated bacteria were S. agalactiae (26%), coagulase-negative Staphylococcus (23%), Streptococcus spp. (20%) and S. aureus (17%). Seventy three percent of isolated pathogens were contagious. The contagious nature of intramammary infection was observed in the three farms with a frequency of 75, 86 and 68% in farms A, B and C, respectively. The results did not allow inferring a clear seasonal pattern for the presence of contagious and environmental pathogens.

Susceptibilidad a los agentes antimicrobianos en cepas de Staphylococcus Aureus aisladas en leche de bovinos con mastitis subclínica y leche de tanque / Antimicrobial Susceptibility of Staphylococcus aureus Strains Isolated from Subclinical Bovine Mastitis Milk and Bulk Tank Milk

Staphylococcus aureus es uno de los principales patógenos bacterianos de mastitis bovina en el estado Zulia - Venezuela. El objetivo del presente estudio fue determinar la susceptibilidad a los agentes antimicrobianos de cepas de S. aureus aisladas de muestras de leche de cuartos mamarios con mastitis subclínica y leche de tanque en tres fincas del estado Zulia. Un total de 88 cepas fueron analizadas, de estos aislamientos 81 fueron aislados de leche de cuartos mamarios y 7 de leche de tanque. A las cepas se le determinó la sensibilidad a los agentes antimicrobianos por el método de difusión del disco en agar, correspondientes a: vancomicina (Va), estreptomicina (S), clindamicina (Cc), eritromicina (E), tetraciclina (Te), penicilina (Pe), ciprofloxacina (Cip), cefoxitina (Fox), cloranfenicol (C), enrofloxacina (Enr), rifampicina (Rif), trimetoprim/sulfametoxazol (SXT), oxacilina (Ox) y gentamicina (G). La concentración inhibitoria mínima (CIM) se determinó a Pe, Va, Ox, y E. Las cepas de S. aureus aisladas de leche de cuartos mamarios fueron resistentes a Pe (12,3%), Enr (8,6%), Cip, S (4,9%, respectivamente), E (3,7%), Cc, y Rif (2,5%, respectivamente). Las cepas aisladas de leche de tanque fueron resistentes a Pe y Te (28,6%) y Cc (14, 3%). Los resultados indican que los aislamientos de S. aureus provenientes de leche de cuartos mamarios con mastitis subclínica fueron más susceptibles a todos los agentes antimicrobianos (70%) en comparación con las cepas procedentes de la leche de tanque (57%).

Staphylococcus aureus is one of the main bacterial pathogens involved in bovine mastitis in Zulia State-Venezuela. The objective of this research was to determine the susceptibility to antimicrobial agents of Staphylococcus aureus isolated from the mammary quarter milk of subclinical mastitis cows and from bulk tank milk in three dairy farms of Zulia State. A total of 88 strains were analyzed, of these isolates 81 were isolated from quarter milk and 7 from bulk tank milk. The susceptibility to antimicrobial agents of those strains was determined by agar disk diffusion test. The antibiotics tested were: vancomycin (Va), streptomycin (S), clindamycin (Cc), erithromycin (E), tetracycline (Te), penicillin (Pe), ciprofloxacin (Cip), cefoxitin (Fox), chloramfenicol (C), enrofloxacin (Enr), rifampicin (Rif), trimethoprim/sulfametoxazole (SXT), oxacillin (Ox) and gentamicin. (G). Minimum Inhibitory Concentration (MIC) for Pe, Va, Ox and E was determined. S. aureus strains isolated from quarter milk were resistant to Pe (12.3%), Enr (8.6%), Cip, S (4.9%, respectively), E (3.7%), Cc, and Rif (2.5%, respectively). Strains isolated from bulk tank milk were resistant to Pe and Te (28.6%, respectively) and Cc (14.3%). The results indicate that isolates of S. aureus from mammary quarter milk of subclinical mastitis were more susceptible to all antimicrobial agents (70%) compared with strains from the bulk tank milk (57%).

Comparación del empleo de nisina y cultivos de lactococcus lactis subsp. lactis para la biopreservación de queso blanco / Comparation of nisin and lactococcus lactis subsp. lactis culturues for biopreservation of white cheese

La principal enfermedad transmitida por alimentos en Venezuela es la intoxicación estafilocóccica y es el queso blanco el principal alimento involucrado. La nisina es una bacteriocina capaz de frenar el crecimiento de microorganismos Gram positivos, entre ellos Staphylococcus aureus. Una de las limitaciones de su uso es su alto costo. El empleo de cultivos iniciadores productores de bacteriocinas, representa una alternativapara elaboración de quesos con mejor calidad microbiológica. El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto biopreservador del Lactococcus lactis subsp. lactis (ATCC 11454) y compararlo con la adición de nisina a la leche. Para ello se elaboraron cinco tipos de quesos con leche pasteurizada: control; con L. lactis; con L. lactis y S. aureus; con S. aureus; con S. aureus y nisina. Las determinaciones microbiológicas y físico-químicas se realizaron de acuerdo a las normas COVENIN. La concentración de nisina se determinó mediante la técnica de difusión en agar. Los datos se analizaron utilizando el análisis de varianza y se probaron las medias por el método de losmínimos cuadrados. Se encontró producción de nisina por parte del cultivo iniciador, pero en bajas concentraciones. En los quesos elaborados con leche a la que se le inoculó S. aureus (103 ufc/mL) no se encontró efecto inhibidor del cultivo sobre este microorganismo patógeno. Sin embargo, los quesos elaborados con Lactococcus sin inoculación de Staphylococcus y los quesos elaborados con nisina, presentaron escaso crecimiento de estafilococos y de bacterias coliformes. La nisina resultó ser más eficiente para lograr biopreservación de los quesos blancos, aunque la utilización del cultivo iniciador productor de la bacteriocina, permitió obtener quesos con bajo conteo de patógenos, cuando la carga microbiana inicial en la leche era escasa.

The main disease transmitted by foods in Venezuela is the staphylococci poisoning, and it is white cheeses the most involved food. The nisin is a bacteriocin able to inhibit the growthof Gram positive microorganisms; among them, Staphylococcus aureus. One of the limitations of its use is its high cost. The use of bacteriocin producing starter cultures represents an alternative for milk industry. The objective of the present study was to evaluate the biopreservating effect of the Lactococcus lactis subsp. lactis (ATCC 11454) and to compare it with the addition of nisin to milk. Five types of cheese from pasteurized milk were elaborated: control; addition of L. lactis; addition of L. lactis and S. aureus; addition of S. aureus; addition of nisinaand S. aureus. Both, microbiological and physical-chemical determinations were made according to COVENIN. The nisinconcentration was measured using the agar diffusion technique. The data was analyzed with an analysis of variance and testing the means by the method of least squares means. The starter cultures produced nisin, but in low amounts. In cheeses elaborated with milk inoculated whit S. aureus (103 ufc/mL), no inhibiting effect of the culture on this pathogenic microorganismwas observed. Nevertheless, cheeses elaborated with both, Lactococcus without inoculation of Staphylococcus and with nisin, presented little growth of Staphylococcus and coliforms. Nisin was more efficient to obtain biopreservation of white cheeses, although the use of producing bacteriocin starter culture, allowed to obtain cheeses with low counts of pathogens, if the initial contamination of the milk was low.

Predicción del crecimiento de la Lactococcus lactis subsp. lactis en leche descramada estéril en función a la temperatura / Growth prediction of Lactococcus lactis subsp. lactis in sterile skimed milk as a function of temperature

Diversos modelos matemáticos han sido desarrollados con el objeto de predecir el comportamiento de las poblaciones bacterianas en fase de crecimiento en condiciones controladas a nivel de laboratorio, muchos de estos han sido validados en condiciones de producción, transporte y almacenamiento de alimentos. El objetivo del presente trabajo fué adaptar un modelo matemático utilizando ecuaciones obtenidas como resultado del análisis con modelos secundarios de los coeficientes de regresión de la ecuación de Gompertz, a efectos de lograr predecir las poblaciones en crecimiento de Lactococcus lactis subsp. lactis en leche en polvo reconstituida y esterilizada, controlando la temperatura en el rango desde 9 a 39°C. Con este fin, los coeficientes “A” y “B” se analizaron con el modelo de la raíz cuadrada, obteniéndose valores de R2 = 0,819 y 0,991, respectivamente, mientras que el modelo hiperbólico se utilizó para modelar los coeficientes “D” (R2= 0,812) y “M” (R2= 0,995). Finalmente se obtuvo una expresión reparametrizada del modelo original de Gompertz, sustituyendo cada coeficiente de regresión por la ecuación que lo describe, en función a las diferentes temperaturas estudiadas, siendo este modelo utilizado para predecir directamente las poblaciones del microorganismo en estudio a cualquier temperatura dentro del rango estudiado. Se obtuvieron diferencias muy pequeñas entre la población observada experimentalmente y la ajustada según la aplicación del modelo desarrollado, observándose una distribución bastante equilibrada de los valores residuales. Se recomienda utilizar este tipo de modelo para describir el crecimiento de poblaciones combinadas en productos como leche pasteurizada comercial.

Several mathematic models have been developed to predict the behavior of bacteria populations in growing phase and controlled conditions at the laboratory. Many of these models have been validated under food production, transportation and storage conditions. The objective of this study was to adapt a mathematical model using equations obtained as a result of the analysis with secondary models of regression coefficients from the Gompertz equation, to predict population of Lactococcus lactis subsp. lactis in the growing phase in reconstituted and sterilized powder milk, controlling temperature in a range of 9 to 39°C. Prediction was done by the analysis of “A” and “B” coefficients, using the square root model, obtaining R2 values = 0.819 and 0.991, respectively. Furthermore, a hyperbolic model was used for modeling “D” (R2= 0.812) and “M” (R2= 0.995) coefficients. Finally, a reparametrized expression of the original Gompertz model was obtained replacing each regression coefficient by the described equation, in relation to the different studied temperatures. Thus, this model was used to directly predict the population of microorganism under study at any temperature in the studied range. Small differences were obtained between both, the experimental and the adjusted populations, according to the application of the developed model. A well balanced distribution of the residual values was observed. The use of this type of models is recommended to describe growth of combined microorganism populations in products such as commercial pasteurized milk.

Algunos parámetros de composición y calidad en leche cruda de vacas doble propósito en el municipio Machiques de Perijá estado Zulia Venezuela / Some composition parameters and quality on raw milk of dual purpose cows in the Machiques of Perijá country Zulia state Venezuela

El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos de etapa de lactación, mestizaje, época del año y número de partos sobre la producción de leche (PL), crioscopía (CR), pH, acidez titulable (AT), proteínas totales (PT) y caseínas (CA) en leche cruda de un rebaño doble propósito. Se analizaron 926 muestras de leche del ordeño vespertino de un rebaño mestizo doble propósito (Holstein, Pardo suizo, Cebú, Criollo y Mosaico) mantenidos en un sistema de explotación semi-intensivo en Machiques, estado Zulia, Venezuela. Las vacas se agruparon de acuerdo al mestizaje (6 grupos), etapa de lactación (1 a 90 días, 91 a 180 días y > de 181 días) y número de partos (1, 2, y 3 o más partos). Fueron muestreadas durante el periodo de un año abarcando dos épocas del año (seca de noviembre a marzo y lluviosa de abril a octubre). Los datos fueron analizados a través del paquete estadístico SAS, utilizando un análisis de varianza y probando las medias por el método de los mínimos cuadrados, complementado con un análisis de correlación de Pearson para las variables dependientes. Se obtuvieron medias generales para PL de 3,109 Kg, CR -0,541, pH 6,72, AT 17,60 mL de NaOH 0,1 N/100 mL de leche, PT 3,66% y CA 2,40%. Se observaron diferencias significativas (P£0,05) entre mestizajes y etapas de lactación sobre todas las variables estudiadas, a diferencia de la época del año que solo afectó a la CA, y el número de partos que afectó a la PL, PT y CA. Se encontraron correlaciones significativas entre PL con CR, PT y CA, del pH con AT y la PT con CA. Se concluye que el mestizaje y la etapa de lactancia representan los factores que introducen mayor variabilidad en la calidad y composición proteica de la leche en animales mestizos doble propósito.

The aim of this research was to evaluate the effect of lactation stage, breed, year season and parity number on milk yield (MY), cryoscopy (CR), pH, acidity (TA), total protein (TP) and casein (CA) in raw milk of an herd of dual purpose. An evaluation was performed in 926 milk samples for the evening milking of a herd of dual purpose cattle (Holstein, Brown Swiss, Creole Zebu and Mosaic) maintained in a semi-intensive production system in Machiques, Zulia State, Venezuela. Cows were grouped according to the breed (6 groups), lactation stage (1 to 90 days, 91 to 180 days and > of 181 days) and parity number (1, 2, and 3 or more parturitions). Cows were sampled during a year period, including two seasons (dry of November to March and rainy of April to October). Data were analyzed through the statistical package SAS, using a variance analysis by testing mean differences through least square means procedure. In addition, Pearson product moment correlation analysis was performed. Overall means were for MY 3.109 Kg, CR -0.541, pH 6.72, TA 17.60 ml of NaOH 0.1 N/100 ml of milk, TP 3.66% and CA 2.40%. Statistical differences were observed (P<0.05) for breed and lactation stage in all the variables studied. However, year season only had effect on CA. On the other hand, parity number had effects on Y, TP, and CA. Significant correlation coefficients were found among MY with CR, TP and CA, of the pH with TA, and TP with CA. It is concluded that the breed and lactation stage represent the factors that introduce greater variation in the quality and protean composition of the raw milk of dual purpose cows.

Comparación de modelos sigmoidales aplicados al crecimiento de lactococcus lactis subsp: lactis / Comparison of sigmoid models applied to the growth of lactococcus lactis subsp: lactis

La microbiología predictiva es una herramienta útil para describir y predecir el crecimiento bacteriano en los alimentos. Para comparar la aplicación de diferentes modelos sigmoidales aplicados al crecimiento de Lactococcus lactis subsp. lactis, se analizaron muestras de leches tomadas del total del ordeño matutino de dos rebaños, bufalino (n=6) y vacuno (n=6), manejados bajo las mismas condiciones, ubicados en el municipio Mara del estado Zulia, Venezuela. Se determinaron algunos parámetros, tales como pH, acidez titulable y presencia de inhibidores. Se preparó una serie de tubos de ensayo con leche esterilizada a 110 ± 2°C por 10 min. y se inocularon con Lactococcus a 1 x 104 ufc/mL. Posteriormente, fueron incubados a 36 ± 0,5°C y cada dos horas se prepararon diluciones y siembra en placas con agar M-17. Se determinó el Log10 de ufc/mL para las 0; 2; 4; 6; 8 y 10 horas de incubación. Se realizó un análisis de regresión con los modelos de Gompertz, Logístico, Stannard y Richards, por medio del algoritmo de Marquardt. Se encontró similitud en el ajuste de los modelos aplicados. Los modelos de Stannard y Richards resultaron ser iguales en la estimación de los datos y fueron los que presentaron mayor dificultad para alcanzar el criterio de convergencia. El modelo de Gompertz de tres parámetros presentó diferencia significativa con los modelos de cuatro parámetros. Se considera los modelos de Gompertz y Logístico (con cuatro parámetros), modificados por Gibson, como los mejores para modelar y predecir el crecimiento del microorganismo en estudio.

Predictive Microbiology is a useful tool to describe and predict the bacterial growing in food. Milk samples from total morning milking of two herds, buffalo (n=6) and cattle (n=6), managed under similar conditions, located in Mara Municipality, Zulia State, Venezuela, were analyzed to compare the application of different sigmoid models to the growth of Lactococcus lactis subsp. lactis strain. Sanitary quality was determined by means of pH, acidity titration and detection of inhibitors. A series of assay tubes were prepared with sterilized milk at 110 ± 2°C for 10 min. The milk in the assay tubes was inoculated with Lactococcus at 1 x 104 ufc/mL. Then, the assay tubes were incubated at 36 ± 0.5°C and every two hours dilutions and culture were prepared in Petrie dishes with M-17 agar. Log10 of ufc/mL was determined for 0; 2; 4; 6; 8 y 10 hours post incubation. A regressions analysis with Gompertz, Logistic, Stannard and Richards models through Marquardt algorithm was used. Similarity was found when models were adjusted. The Stannard and Richards models were equal for the data estimation and they presented the greatest difficulty to reach the convergent criterion. The three parameters Gompertz model showed significant difference compare to the four parameters models. The Gompertz and Logistic models (with four parameters) modified by Gibson are considered the best to model and predict the growing of the microorganism under study.

Calidad microbiológica de las principales marcas de leche pasteurizada distribuidas en la ciudad de Maracaibo Venezuela / Bacteriological quality of main pasteurized milk brands distributed in Maracaibo city Venezuela

El principal producto lácteo fluido que se consume en Venezuela es la leche pasteurizada, esta es suceptible a la contaminación bacteriana por diversas fuentes, anteriores y posteriores a la pasteurización. Con el fin de evaluar las condiciones microbiológicas de cinco marcas de elevado consumo (A, B, C, D y E), se analizaron 216 muestras obtenidas en panaderías y supermercados distribuidas en la ciudad de Maracaibo, a las cuales se les practicaron las pruebas de recuento de aeróbios mesófilos (RAM), coliformes, termodúricos, psicrótrofos, pruebas para evaluar la eficiencia de la pasteurización, entre otras. Entre los resultados obtenidos se encontró un RAM promedio de 4,3 x 10 elevado a la 4 ufc/mL, resultando el 14,35 por ciento de las muestras superando el límite establecido por la Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN). Los coliformes promediaron 2,8 x 10² ufc/mL, con 50,93 por ciento de las muestras por encima de 1,0 x 10² ufc/mL. Los termodúricos y psicrótrofos arrojaron promedios de 5,9 x 10³ ufc/mL y 8,7 x 10² ufc/mL respectivamente. Se obtuvo una elevada carga bacteriana, más del 99 por ciento de las muestras resultaron negativas a la prueba de peroxidasa, indicando un marcado sobrecalentamiento en el procesamiento térmico, por lo cual se concluye que las muestras analizadas fueron con mucha frecuencia, contamindas después de la pasteurización, probablemente por fallas en la aplicación de las buenas prácticas de manufactura

Utilización de carnes empacadas al vacío en la elaboración de productos fermentados / Utilization of vacuum packed meat in the making of fermented products

Se evaluó el tiempo óptimo del empacado al vacío para la carne molida de res (CMEV) basándose en el número de Lactobacillus presentes en ella, se comparó ésta con carne molida previamente congelada (CMPC) y posteriormente se determinó la eficiencia de las CMEV en la elaboración de productos cárnicos fermentados y se compararon estos productos con aquellos elaborados con o sin agregado de cultivo iniciador. Tres experimentos fueron realizados. El método matemático correspondió al diseño completamente al azar. Las comparaciones entre las medias se efectuaron contrastes ortogonales. El tiempo de empacado afectó el crecimiento de los Lactobacillus (P<0,01), se seleccionó como tiempo óptimo un período de 14 días, ya que el número de lactobacillus en este período no se diferenció significativamente del obtenido a los 21 días. La CMEV por un período de 14 días mostró medias de pH menor y logaritmo del número de Lactobacillus mayor que las CMPC almacenadas durante el mismo período de tiempo (P<0,01). La CMEV no presentó ni E. coli, ni coliformes, mientras que la CMPC no presentó E. Coli pero sí coliformes. Los productos cárnicos fermentados presentaron pH diferente significativamente según el tratamiento y tiempo de fermentación (P<0,01). Fue evidente la interacción (P<0,05) entre ambos factores para esta variable. La Pérdida de peso solamente fue afectada por el tiempo de fermentación. Para pérdida de cocción ambas fuentes de variación fueron significativa (P<0,05) y la interacción resultó no significativa (P>0,05). El empacado al vacío de la carne molida de res demostró ser una excelente técnica en la elaboración de productos cárnicos fermentados, procedimiento alternativo que pudiera sustituir el empleo de cultivos iniciadores en la elaboración de estos productos