Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การตรวจติดตาม Escherichia coli และ Listeria monocytogenes ที่ถูกกระทำด้วยไนซินและเซทิลไพริดิเนียมคลอไรด์โดยเทคนิค Atomic force microscopy และ Raman spectroscopy

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

Monitoring of nisin and cetylpyridinium chloride treated Escherichia coli and Listeria monocytogenes using atomic force microscopy and raman spectroscopy

Year (A.D.)

2015

Document Type

Thesis

First Advisor

สุพัฒน์ เจริญพรวัฒนา

Second Advisor

ณัฐพันธุ์ ศุภกา

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

จุลชีววิทยาทางอุตสาหกรรม

DOI

10.58837/CHULA.THE.2015.828

Abstract

การทำงานร่วมกันของไนซินและเซทิลไพริดิเนียมคลอไรด์ (CPC) ในการยับยั้งการเจริญของ E. coli และ L. monocytogenes ศึกษาได้จากการเปลี่ยนแปลงของผิวเซลล์โดยเทคนิค Atomic force microscopy (AFM) ซึ่งมีความละเอียดสูงอีกทั้งยังสามารถเห็นภาพของแบคทีเรียที่ยังมีชีวิตได้ และเทคนิค Raman spectroscopy ที่สามารถศึกษาในระดับหมู่ฟังก์ชันและแสดงตำแหน่งของสารออกฤทธิ์ได้ ผลจากการทดลองพบว่าค่าความเข้มข้นที่ต่ำสุด (Minimum inhibitory concentration, MIC) ของไนซินและ CPC ต่อการออกฤทธิ์ยับยั้ง L. monocytogenes คือ 125 IU/มิลลิลิตร และ 0.75 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร ตามลำดับ ในขณะที่การยับยั้ง E. coli คือ 30,000 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร และ 3.175 ไมโครกรัม/มิลลิลิตร ตามลำดับ ซึ่งผลจากการศึกษาการทำงานร่วมกันแสดงให้เห็นว่าไม่มีความแตกต่างระหว่างการทำงานเชิงเดี่ยวหรือทำงานร่วมกัน อย่างไรก็ตามผลจาก AFM แสดงถึงผลการออกฤทธิ์ทำลายเซลล์โดยละเอียดซึ่งแสดงให้เห็นว่าการทำงานร่วมกันของไนซินและ CPC ในการยับยั้ง E. coli และ L. monocytogenes สามารถส่งผลให้เซลล์เกิดความเสียหายรุนแรงอย่างมากเมื่อเปรียบเทียบกับการทำงานเชิงเดี่ยว ในขณะที่ผลจากการศึกษาด้วยเทคนิค Raman spectroscopy พบว่าเกิดการกระเจิงแสงในรูปแบบที่แตกต่างกันโดยไนซิน, CPC และเซลล์ E. coli แสดงพีครามานที่ 3090 cm-1, 1652 cm-1 และ 2934 cm-1 ตามลำดับ นอกจากนี้ผลจากการทำแผนที่รามานแสดงให้เห็นถึงตำแหน่งการทำงานของสารออกฤทธิ์ที่กระจายตัวอยู่ในรูปแบบสุ่มบนผิวเซลล์ทั้งไนซินและ CPC แต่บริเวณรอบเซลล์นั้นพบว่าสารทั้งสองชนิดมีการกระจายตัวที่แยกออกจากกัน จึงสามารถสรุปได้ว่าเทคนิคทั้งสองชนิดนี้มีประโยชน์อย่างมากในการศึกษาการยับยั้งการเจริญของแบคทีเรียด้วยสารชีวโมเลกุล และสามารถนำไปประยุกต์ใช้ในการพัฒนาสารถนอมอาหารที่ใช้ในอุตสาหกรรมอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพ

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

Nisin and cetylpyridinium (CPC) have been used as antimicrobial agents to against wide variety of bacteria for food preservation. The objective of this study was to use Atomic force microscopy (AFM) and Raman spectroscopy to investigate the antimicrobial agents localization and morphological changes that occurred in L. monocytogenes and E. coli cells treated with nisin and CPC. The minimal inhibitory concentration (MIC) by microtiter plate assay, of nisin and CPC against L. monocytogenes was found to be 125 IU/mL and 0.75 µg/mL, respectively. The MIC against E. coli was 30,000 IU/mL and 3.175 µg/mL, respectively. Both separately and in combination showed that indifference. However, AFM examination revealed severely injured cells when L. monocytogenes and E. coli were exposed to a combination of nisin and CPC. The Raman peak signal of CPC (1652 cm-1) and nisin (3090 cm-1) were observed on bacterial cell membrane (2934 cm-1) after E. coli cells were exposed to a combination of nisin and CPC. The Raman mapping demonstrated the detailed information of antimicrobial agent composition that were localized and randomly distributed on bacterial cell membrane. In conclusion, AFM and Raman spectrometer were effective tools for investigating antimicrobial activity on bacterial cells and could be useful tools for studying antimicrobial effects of biochemical compound especially for food preservation.

Link to Full Text

Share

COinS