*1Balogu, T. V., 1Chukwueze, B. C., and 2Okonkwo, T. P.
1Department of Microbiology, Ibrahim Badamasi Babangida University, Lapai, Nigeria
2Department of Chemistry, Ibrahim Badamasi Babangida University, Lapai, Nigeria
*Correspondence to: tovin2009@yahoo.com
Abstract:
Background: Eggshell which is primarily composed of more than 98% calcium carbonate crystal, serves as the physical protective and active barrier structure of egg content. Recently, antimicrobial properties of eggshell are fast becoming center of interest among stakeholders of poultry industry. However, few studies have focused on the rigidity factor of calcium components of eggshell as antimicrobial agent. Thus, this study was designed to determine the effect of decalcification on the ability of eggshell to inhibit common poultry and egg bacterial pathogens.
Methods: Raw eggshell denoted as calcified eggshell (CES) and decalcified eggshell (DES) were extracted and made into fine powder. Standard protocol was used for preparations of CES and DES at concentrations of 10, 5, 2.5 and 1.25 mg/ml, and their antibacterial assays on selected bacterial pathogens (Bacillus subtilis, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli and Salmonella Typhi) were performed by agar diffusion method. Gentamicin 80mg solution (CC1) and distilled water (CC2) served as controls. Data were analysed with SPSS version 20.0 and presented as mean±SD for descriptive statistics. Friedman’s two-way test ANOVA was used to compare the differences in mean values between CES, DES, CC1 and CC2 at significance level of p<0.05.
Results: The mean zone diameter of inhibition produced by DES (range 13–28mm) for the isolates was significantly higher (p<0.05) than that produced by CES (range 10-21mm). However, the mean zone diameter of inhibition produced by CC1 (gentamicin) (range 16-40mm) was higher than that produced by DES or CES (p<0.05). The concentrations of DES and CES have no significant antibacterial effect on B. subtilis and K. pneumoniae (p>0.05), but had inverse effect on P. aeruginosa. Overall, DES had a better inhibitory effect than CES against B. subtilis, K. pneumoniae and P. aeruginosa, but notably, neither DES nor CES had inhibitory effect on E. coli and S. Typhi.
Conclusion: Poor antibacterial effect of CES may be attributed to the calcium-protein interactions within bacterial cell membrane, which hinders absorption or mobility mechanism of the antibacterial factor of the eggshell, but decalcification had significant impact on the antibacterial profile of the eggshell for some bacterial isolates. However, S. Typhi and E. coli were totally resistant to both DES and CES. Breed of eggs with minimal calcified eggshell to withstand transportation fragility, may enhance antibacterial index and shelf-life of table eggs.
Keywords: Decalcification, Antibacterial, Eggshell, Poultry, Pathogens.
Received May 5, 2020; Revised Nov 25, 2020; Accepted Jan 5, 2021
Copyright 2021 AJCEM Open Access. This article is licensed and distributed under the terms of the Creative Commons Attrition 4.0 International License <a rel=”license” href=”//creativecommons.org/licenses/by/4.0/“, which permits unrestricted use, distribution and reproduction in any medium, provided credit is given to the original author(s) and the source. Editor-in-Chief: Prof. S. S. Taiwo
Impact de la décalcification sur les propriétés antibactériennes de la coquille d’œuf contre certains pathogènes de la volaille
*1Balogu, T. V., 1Chukwueze, B. C., et 2Okonkwo, T. P.
1Département de microbiologie, Université Ibrahim Badamasi Babangida, Lapai, Nigéria
2Département de chimie, Université Ibrahim Badamasi Babangida, Lapai, Nigéria
*Correspondance à: tovin2009@yahoo.com
Abstrait:
Contexte: La coquille d’œuf, qui est principalement composée de plus de 98% de cristaux de carbonate de calcium, sert de structure de protection physique et de barrière active du contenu en œufs. Récemment, les propriétés antimicrobiennes de la coquille d’œuf sont devenues rapidement un centre d’intérêt parmi les intervenants de l’industrie avicole. Cependant, peu d’études se sont concentrées sur le facteur de rigidité des composants calciques de la coquille d’œuf en tant qu’agent antimicrobien. Ainsi, cette étude a été conçue pour déterminer l’effet de la décalcification sur la capacité de la coquille d’œuf à inhiber les pathogènes bactériens courants de la volaille et des œufs.
Méthodologie: La coquille d’œuf crue dénommée coquille d’œuf calcifiée (CES) et la coquille d’œuf décalcifiée (DES) ont été extraites et transformées en poudre fine. Le protocole standard a été utilisé pour les préparations de CES et DES à des concentrations de 10, 5, 2,5 et 1,25 mg/ml, et leurs dosages antibactériens sur des pathogènes bactériens sélectionnés (Bacillus subtilis, Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli et Salmonella Typhi) ont été réalisés par méthode de diffusion d’agar. Une solution de gentamicine 80mg (CC1) et de l’eau distillée (CC2) ont servi de témoins. Les données ont été analysées avec SPSS version 20.0 et présentées sous forme de moyenne ± écart-type pour les statistiques descriptives. Le test bidirectionnel ANOVA de Friedman a été utilisé pour comparer les différences de valeurs moyennes entre CES, DES, CC1 et CC2 au niveau de signification de p <0,05.
Résultats: Le diamètre moyen de la zone d’inhibition produite par le DES (gamme 13-28 mm) pour les isolats était significativement plus élevé (p<0,05) que celui produit par le CES (gamme 10-21 mm). Cependant, le diamètre moyen de la zone d’inhibition produite par CC1 (gentamicine) (gamme 16-40 mm) était plus élevé que celui produit par DES ou CES (p<0,05). Les concentrations de DES et CES n’ont pas d’effet antibactérien significatif sur B. subtilis et K. pneumoniae (p>0,05), mais ont eu un effet inverse sur P. aeruginosa. Dans l’ensemble, le DES avait un meilleur effet inhibiteur que le CES contre B. subtilis, K. pneumoniae et P. aeruginosa, mais notamment, ni le DES ni le CES n’avaient d’effet inhibiteur sur E. coli et S. Typhi.
Conclusion: Le faible effet antibactérien du CES peut être attribué aux interactions calcium-protéines au sein de la membrane cellulaire bactérienne, ce qui entrave l’absorption ou le mécanisme de mobilité du facteur antibactérien de la coquille d’œuf, mais la décalcification a eu un impact significatif sur le profil antibactérien de la coquille d’œuf pour certaines bactéries isoler. Cependant, S. Typhi et E. coli étaient totalement résistants au DES et au CES. Race d’œufs avec une coquille d’œuf calcifiée minimale pour résister à la fragilité du transport, peut améliorer l’indice antibactérien et la durée de conservation des œufs de table.
Mots-clés: décalcification, Antibactérien, Coquille d’oeuf, La volaille, Les agents pathogènes.
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Impact of decalcification on antibacterial properties of eggshell against selected poultry pathogens