Standardization of a quantification method for Salmonella spp. and Shigella spp. in specific liquid media

Abstract

Introduction: Chlorination is the most widely used disinfection process for drinking water production. The formation of chlorination carcinogenic by-products and chlorine intoxication by direct manipulation in small communities has motivated the study of alternative disinfection processes. In this sense, processes of advanced oxidation (PAOs) have yielded promising results. Escherichia coli (E. coli) is customarily used as faecal bacterial indicator to determine the efficiency of disinfection processes. However, it has been shown that E. coli is less resistant to disinfection than other enteric bacteria such as Shigella spp. and Salmonella spp. Additionally, the viable non-culturable (VNC) state yields bacteria which are not detectable on many culture media. Objective: The main objective is t o standardize a method for counting Salmonella spp. and Shigella spp. in specific liquid media to reliably quantify the bacteriological potential risk related to disinfection processes based on PAO. Methods: The study followed a randomized bi-factorial experimental design and the Duncan multiple comparison test. This design allowed the selection of specific liquid media to fittingly standardize the counting of Salmonella spp. and Shigella spp. Results: We found that the best broth for counting Salmonella typhimurium strain at different concentrations in pure and mixed cultures was the Rappaport broth RP, the EE broth also allowed growing the two bacterial species tested in this research. Nonetheless, the latter results suggest the use of additional tests for this particular broth. Discussion: There was a variation in the counting results when pure cultures were used compared to those obtained from mixtures of microorganisms. It was also noted that Salmonella typhimurium and Shigella sonnei, were recovered from minimal concentrations in both RP and EE broths, respectively. To some extent, this suggests an additional confirmative method when using the EE® broth. Conclusion: MPN is a rapid and inexpensive method; easy to apply in water and other contaminated environments where counting of Shigella spp. and Salmonella spp. is needed to estimate potential bacteriological risks. The broths selected were able to recover the two bacterial species from densities as low as 10 cells per 100 ml. Introducción: La cloración es el método más usado para desinfectar aguas de consumo. La formación de subproductos cancerígenos y las intoxicaciones por manipulación directa en pequeñas comunidades, han motivado el estudio de procesos alternativos. Los procesos de oxidación avanzada (PAOS), han arrojado resultados prometedores, utilizando el indicador bacteriano Escherichia coli (E. coli), con el método recuento en placa. Sin embargo, también se ha demostrado que E. coli es menos resistente a la desinfección que otras bacterias entéricas como Shigella y Salmonella y que estos procesos generan bacterias viables que no se cultivan durante el proceso, y no se descubren en medios sólidos. Objetivo: Estandarizar un método de recuento de Salmonella sp. y Shigella sp., en medios de cultivo líquidos especializados, que permita valorar de forma confiable el riesgo bacteriológico en procesos de desinfección PAOS. Métodos: En el presente trabajo se ensayaron y seleccionaron medios líquidos especializados, con los que se estandarizó el recuento de Salmonella sp. y Shigella sp., mediante un diseño experimental aleatorizado bifactorial y la prueba de comparaciones múltiples de Duncan. Resultados: Se encontró que el mejor caldo para recuperar a S. typhimurium a diferentes concentraciones, en cultivos puros y mezclas, fue el caldo Rappaport de Merck (RP). El caldo de enriquecimiento para entero bacterias de Oxoid (EE), permitió un buen crecimiento de las dos especies objeto de esta investigación. Lo cual sugiere el empleo de pruebas adicionales cuando se use caldo EE para NMP. Discusión: Se observó una variación en el recuento cuando se usaron cultivos puros, comparado con la obtenida a partir de mezclas de microorganismos. Sin embargo, S. typhimurium. y Shigella sonnei logran ser recuperadas de concentraciones mínimas en los caldos RP, respectivamente. Conclusión: Se pudo estandarizar un método de fácil aplicación a aguas y otros ambientes contaminados para recuento de Salmonella sp y Shigella sp. Los medios líquidos seleccionados fueron capaces de recuperar concentraciones de menos de 10 bacterias.