Potencial naravnih površinsko aktivnih snovi za odstranjevanje bakterije Escherichia coli : magistrsko delo

Potočnik, Anja (author), Fink, Rok (mentor), Oder, Martina (comentor)

Uvod: Interakcije med mikroorganizmi in površinami so pomembne v številnih procesnih tehnologijah, kjer je varnost povezana s higieno. V živilski industriji se za odstranjevanje bakterij uporabljajo sintetične in agresivne kemikalije, ki imajo negativne vplive na zdravje ljudi in okolje. Velik potencial za nadzor nad biofilmi predstavljajo naravne površinsko aktivne snovi, pridobljene iz rastlinskih ekstraktov. Namen: Namen magistrske naloge je bil ovrednotiti potencial naravnih površinsko aktivnih snovi za odstranjevanje bakterije E. coli s steklenih površin ter na podlagi primerjave učinkovitosti naravnih površinsko aktivnih snovi s klasičnimi, podati oceno možnosti nadomestitve le-teh. Metode dela: V raziskavi smo analizirali učinkovitost različnih čistilnih sredstev, in sicer ekstraktov iz pralnih oreščkov, divjega kostanja in lubja kvilaje. Analizirali smo tudi učinkovitost referenčnih površinsko aktivnih snovi iz enakih rastlin in klasične površinsko aktivne snovi, ki je v našem primeru natrijev dodecil sulfat. Za vsako čistilno sredstvo smo določili tudi površinsko napetost in emulzifikacijski indeks, s čimer smo lahko določili njuno povezavo z učinkovitostjo čistilnih sredstev. Rezultati: Rezultati kažejo na izjemno visoko učinkovitost klasične površinsko aktivne snovi SDS (94 %). Z večanjem koncentracije površinsko aktivnih snovi se je učinkovitost vseh čistilnih sredstev povečevala. Med naravno pridobljenimi ekstrakti je najbolj učinkovit ekstrakt iz lubja kvilaje (66 %), sledita pa mu ekstrakt iz pralnih oreščkov (62 %) in ekstrakt iz divjega kostanja (41 %). Izmed referenčnih površinsko aktivnih snovi je najbolj učinkovit saponin iz pralnih oreščkov (66 %), sledita mu escin iz divjega kostanja (52 %) in saponin iz kvilaje (45 %). Ugotovili smo, da imajo bolj učinkovita čistilna sredstva višji emulzifikacijski indeks in bolj znižajo površinsko napetost. Naravne površinsko aktivne snovi imajo večjo emulzifikacijsko aktivnost kot klasična, sintetična čistilna sredstva. Razprava in zaključek: Naravne površinsko aktivne snovi kažejo velik potencial za odstranjevanje bakterije E. coli s površin. Možnosti za raziskave in izdelavo različnih ekstraktov iz rastlin pod različnimi pogoji je veliko, zato bi bilo potrebno to področje raziskovati še naprej in iskati nove rešitve za obvladovanje razvoja biofilmov in čistosti površin.

• Language: Slovenian
• Keywords: bakterijska adhezija, učinkovitost, pralni oreščki, divji kostanj, lubje kvilaje
• Work type: Master's thesis/paper
• Organization: ZF - Faculty of Health Sciences
• Year: 2018
• PID: 20.500.12556/RUL-105808
• COBISS.SI-ID: 5555819
• Publication date in RUL: 18.12.2018

Secondary language

• Language: English
• Title: Potential of natural surface active agents for removal of bacteria Escherichia coli : master thesis

Abstract

Introduction: Interactions between microorganisms and contact surfaces play an important role in various process technologies, where safety is related to hygiene. In food industry, synthetic and aggressive chemicals are used to remove bacteria. These chemicals have negative effects on human health and the environment. Therefore, natural surfactants derived from plant extracts have great potential for biofilm control. Purpose: The purpose of this master’s thesis was to analyze the potential of natural surfactants for the removal of E. coli bacteria from glass surfaces and to assess the possibility for substitution of traditional surfactants with natural ones, based on the comparison of their efficacy. Methods: The study analyzed the efficacy of various cleaning agents, namely extracts of soap nuts, horse-chestnut and quillaia bark. We also analyzed the efficacy of the reference surfactants from the same plants and a traditional surfactant, sodium dodecyl sulphate. For each cleaning agent we determined the surface tension and the emulsification index, so that we could determine their relation to the effectiveness of the cleaning agents. Results: The results show an extremely high efficacy of the traditional surfactant SDS (94%). By increasing the concentration of surfactants, the efficacy of all cleaning agents increased. Among natural extracts the most effective was the quillaia bark extract (66%), followed by soap nuts extract (62%) and horse-chestnut extract (41%). Out of reference surfactants the most effective was saponin from soap nuts (66%), followed by escin from horse-chestnut (52%) and saponin from quillaia bark (45%). We found that more effective cleaning agents have a higher emulsification index and reduce the surface tension more. Natural surfactants have a higher emulsifying activity than traditional synthetic detergents. Discussion and conclusion: Natural surfactants show great potential for E. coli removal. There are many possibilities for research and production of various extracts from plants under different conditions. This field should be explored further in order to find new solutions for control of biofilms and to develop methods for monitoring surface hygiene.

• Keywords: bacterial adhesion, efficacy, soap nuts, horse-chestnut, quillaia bark