HEAT RESISTANCE OF CLOSTRIDIUM PERFRINGENS VEGETATIVE CELLS AS AFFECTED BY PRIOR HEAT SHOCK¹

Abstract

This study quantified the heat resistance and the effects of a heat shock on the subsequent heat resistance of 10 strains of Clostridium perfringens. Beef gravy samples inoculated with vegetative cells of the pathogen were subjected to sublethal heating at 48C for 10 min, and then heated to a final temperature of 58C using a submerged‐coil heating apparatus. Heat‐treated samples were spiral plated on Shahidi‐Ferguson Perfringens agar to determine surviving bacterial population. No correlation between the heat resistance and the origin of the C. perfringens could be established due to significant variations in the heat resistance among strains. Inactivation kinetics of both heat‐shocked and nonheat‐shocked samples exhibited log‐linear decline in the number of surviving cells with time. D‐values at 58C for C. perfringens vegetative cells ranged from 1.21 to 1.60 min. Heat shocking allowed the organism to survive longer and the increase in heat resistance was as high as 1.5 fold. Also, heat shock resulted in the overexpression of proteins exhibiting epitopic and size similarity to E. coli GroEL and B. subtilis small acid soluble proteins. Increased heat resistance due to heat shock must be considered while designing cooking/reheating regimes that ensure safety of ready‐to‐eat foods contaminated with high numbers of C. perfringens vegetative cells.

Epidemiology of Foodborne Disease Outbreaks Caused byClostridium perfringens, United States, 1998–2010

“…perfringens vegetative cells will be inactivated at temperatures around 60°C (Juneja et al, 2001), but even foods cooked to proper temperatures can harbor C. perfringens spores. Ideal conditions for complete spore inactivation are less well defined (Akhtar et al, 2009), and include a combination of temperature and pressure.…”

Resistência térmica de células vegetativas de Clostridium perfringens em patê de fígado com nozes e passas

“…Asselt e Zwietering (2006) apresentaram valor médio de 10,3ºC procedente de outros cinco trabalhos (ROY et al, 1981;ICMSF, 1996;MARMER, 1998;JUNEJA et al, 2001;NOVAK et al, 2001). Valor Z é dependente de parâmetros obtidos nas curvas de destruição térmica estando, assim, também sob a influência dos mesmos fatores, estudados por outros autores, que sabidamente afetam as determinações destas referidas curvas.…”

“…Valor Z é dependente de parâmetros obtidos nas curvas de destruição térmica estando, assim, também sob a influência dos mesmos fatores, estudados por outros autores, que sabidamente afetam as determinações destas referidas curvas. Fenômeno protetivo de células bacterianas atribuído a componentes alimentares de substratos (matrizes) experimentados são comumente encontrados e/ou mencionados por autores (e. g. JUNEJA; MARMER, 1998;JUNEJA et al, 2001;WIJNANDS et al, 2009) e possivelmente podem ter influenciado os padrões díspares aqui explicitados. Figura 2 -Relação entre os tempos de redução decimal (observados e calculados) obtidos a partir de tratamentos térmicos de células vegetativas do Clostridium perfringens em patê de fígado com nozes e passas e do modelo preditivo utilizado.…”

“…Sabe-se que tais reduções, oriundas de tratamentos para conservação alimentar, variam de acordo com inúmeros fatores (e. g., intensidade do tratamento e resistência térmica das bactérias). No caso do Clostridium perfringens, sua resistência térmica afeta-se, também, pelas diferenças entre cepas e sua heterogeneidade, composição do diluente de aquecimento, conservantes adicionados, pH da amostra, tipo de matriz, exposição prévia ao estresse de calor e desenho experimental (OLSON;NOTTINGHAM, 1980;HEREDIA et al, 1997;JUNEJA et al, 2001;FORSYTHE, 2002;YUAN, 2004;HUANG et al, 2007;WIJNANDS et al, 2009;JUNEJA et al, 2010).…”

Optimization and evaluation of heat-shock condition for spore enumeration being used in thermal-process verification: Differential responses of spores and vegetative cells of Clostridium sporogenes to heat shock

“…However, little information is available regarding inactivation of vegetative cells under heat-shock conditions. To date, several studies on the heat resistance of vegetative cells have been carried out with C. perfringens (19,23,24). On the other hand, little study has been found in literature on the heat resistance of C. sporogenes vegetative cells.…”