Biotype characterization of Staphylococcus aureus from milk and dairy products of private production in the western regions of Ukraine

Abstract

Prevention of foodborne diseases is a priority for the world health system. In the process of manufacturing milk and dairy products, the most important factor endangering their safety is seeding with a conditionally pathogenic and pathogenic microflora. Salmonella, Escherichia coli, Listeria and other microorganisms that reproduce in dairy products without changing their organoleptic properties are a particular danger. Staphylococcus aureus is an opportunistic, conditionally pathogenic microorganism that often contaminates raw milk and dairy products. The aim of the research presented in this article was to determine the dissemination of S. aureus in milk and milk products of household production in the western regions of Ukraine, to identify the biotypes of S. aureus, production of enterotoxins and the presence of methicillin-resistant strains. S. aureus was isolated on BD Baird-Parker Agar. The biotypes of S. aureus were determined according to Meer. The determination of MRSA was carried out on the chromogenic Agar chromID MRSA ("Biomerioux", Russia). The mecA gene was determined using the LightCycler MRSA Advanced Test with LightCycler 2.0 primer (Roche Molecular Biochemicals, Germany). To determine staphylococcal enterotoxins, the test system RIDASCREENSET A, B, C, D, E (R-Biopharm AG, Darmstadt, Germany) was used. We isolated saprophyte staphylococci from milk of raw and dairy products in western regions of Ukraine in 82.7–97.4% of samples. S. aureus is much more rarely isolated from these dairy products, so it was isolated from sour cream at 62.8 ± 0.9%, from milk at 35.5 ± 1.3% and cottage cheese at 23.0 ± 1.6%. Of the most well0known biotypes of S. aureus present in milk of raw and dairy products of domestic production, two ecological types were distinguished: human and cattle. In this case S. aureus var. hominis was isolated more often than in S. aureus var. bovis. This gives grounds to believe that the main source of contamination with milk staphylococci of raw and dairy products of domestic production is people. Enterotoxin type A, which causes foodborne toxemia, was produced by S. aureus in 40.0 ± 0.5% of cases. Consequently, home-produced dairy products can spread staphylococcal toxicity caused by S. aureus var. hominis. It was found that 17.8 ± 0.6% of S. aureus var. hominis were resistant to methicillin, which is 1.8 times greater than that of S. aureus var. bovis. This gives grounds to consider that there is a risk of MRSA infection to consumers of home-produced dairy products. All methicillin-resistant staphylococci studied produced enterotoxins.

Toxin Production and Resistance of Staphylococcus Species Isolated from Fermented Artisanal Dairy Products in Benin

“…The evaluation of the microbiological quality of fermented milk (yoghourt, millet dêguê , and couscous dêguê ) products reveals the presence of total coliforms and Staphylococcus germs. This observation is consistent with the work of Kukhtyn et al [ 36 ], who find that the greatest danger in the process of making milk and milk products is the contamination of pathogens. Dairy products are highly moisture and offer suitable growth conditions for many pathogens including S. aureus that has frequently been the cause of foodborne diseases [ 37 ].…”

Species composition and methicillin resistance of staphylococci taken on dairy farms

“…У цьому контексті антибіотикостійкі бактерії у тварин, яких використовують для одержання харчових продуктів, являють собою серйозну загрозу як потенційне джерело інфекцій людини (Horiuk, 2018;Abreu et al, 2019;Medina et al, 2020). Такий зооноз може відбуватися як через прямий контакт з тваринами, так і у процесі виробництва і споживання продуктів тваринного походження (Kukhtyn et al, 2017;Mahdavi et al, 2019;Rahi et al, 2020). Стурбованість викликає не тільки потенційна передача самих резистентних мікроорганізмів, але і горизонтальна передача генів детермінант стійкості від мікрофлори тварини до патогенів людини Alnakip et al, 2019).…”

“…Золотистий стафілокок, особливо стійкий до метициліну S. aureus (MRSA), є одним із прикладів антибіотикорезистентного збудника, який циркулює у тваринництві і здатний передаватися людям (Kukhtyn et al, 2017;Locatelli et al, 2017;Johler et al, 2018;Horiuk et al, 2019). Дійсно, S. aureus та MRSA мають широкий діапазон господарів, що сприяє горизонтальній передачі генів та диверсифікації геному ядра (Abreu et al, 2019).…”

“…Здатність до колонізації та спричинення інфекцій у різних господарів, включаючи людей, є важливою характеристикою для S. aureus Papadopoulos et al, 2019). Використання різних методик дозволило диференціювати штами S. aureus на конкретні ековари та біотипи (генетичне походження, клони або лінії), які зазвичай асоціюються з конкретними господарями серед ссавців, людей, птиці, собак, великої рогатої худоби тощо (Parisi et al, 2016;Kukhtyn et al, 2017;Horiuk, 2019). Подальші дослідження показали, що деякі лінії стафілококів не обмежені, тобто одні і ті ж самі штами можуть колонізувати або ж спричиняти захворювання у широкого спектру видів, включаючи людину.…”

Isolation of bacteriophages specific for Staphylococcus aureus var. bovis

“…Мікробіологічну обробку зразків для виділення Staphylococcus aureus проводили з використанням BD Baird-Parker Agar згідно до стандартних методик. Ідентичність кожного бактеріального ізоляту як штаму Staphylococcus aureus була підтверджена гемолізом на кров'яному агарі, реакції каталази, фарбуванням за Грамом, реакцією коагулази з використанням плазми кролика EDTA та посівом на середовище з кристалічним фіолетовим для визначення біотипу (Kukhtyn, et al, 2017). Культури, необхідні для розмноження фагів, підтримувалися на МПА або МПБ.…”