Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 218-249.

The main objectives of this study were initially to evaluate the microbial safety and overall hygienic status of 90
samples of raw milk, Baladi yoghurt and white soft cheese (30 of each), sold in Cairo and Giza markets, coupled
with phenotypic and genotypic characterization of the Extended spectrum beta lactamases (ESBLs) and colistin
resistance in the isolated Enterobacteriaceae spp. In addition to determining the prevalences of two prominent
foodborne pathogens; Shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) and Bacillus cereus sensu lato, along with
genotypic analysis of their virulence and toxigenic profiles. The analyzed samples demonstrated a substantial level
of microbial contamination with elevated total viable counts, aerobic spore formers, total Staphylococci, coliforms,
and Enterobacteriaceae in the majority of the analyzed samples. The Phenotypic resistance screening of
Enterobacteriaceae (n=136) isolates, revealed that 80.8% were ESBL-producers, while 2.9% exhibited colistin
resistance. Moreover, genotypic analysis identified the blaCTX-M and blaSHV genes in 99% of the isolates, blaTEM was
found in 84.5%, while blaOXA was absent. Notably, all colistin-resistant isolates carried mcr-1 gene. Furthermore,
(STEC) and B. cereus s.l. were isolated from more than 10% of the examined samples. where the majority of STEC
isolates carried the stx2d gene (80%), while 20% harboured stx2e, with no detection of stx1, stx2f, stx2c genes.
Meanwhile, the virulence genes hlyA and FliCH7 were detected in 40% and 60% of the isolates, respectively.
Moreover, B. cereus s.l. isolates predominantly carried bceT (96.1%), nhe and cytK (76.9%), with the absence of
ces gene. Hence, the second part of the study explored the bacteriophages' effectiveness as a natural biocontrol
alternative against some of the previously identified foodborne pathogens in milk and some dairy products. The
results demonstrated that utilizing P2 phage and the phage cocktail at MOI 10⁶ effectively mitigated STEC
O157:H7 in milk (at room and refrigeration temperatures). Nonetheless, complete elimination observed in yoghurt
immediately at the yoghurt onset compared to the control where STEC persisted till the 10th day of the storage
period, without altering the fermentation kinetics. Furthermore, in white soft cheese, complete bacterial
elimination observed with phage cocktail application by the 7th day of the storage. The whole genome sequencing
of vB_BcM_C1 confirmed it as a novel lytic phage that lacks virulence and toxigenic genes, rendering it a safe
and effective biocontrol agent for food applications. Additionally, vB_BcM_C1 phage exhibited a broad host range
and high stability under cheese manufacturing conditions. More notably, utilizing vB_BcM_C1 phage with MOI
105 exhibited comparable results in eliminating B. cereus across different dairy models.
In conclusion, these findings present a promising new perspective on bacteriophages utilization as a natural,
sustainable, precise biocontrol and bio preservative alternatives in dairy sector. Yet, continued research is still
necessary to identify, characterize, patent and industrialize new phages and their endolysins for diverse food
applications and bio preservation.

تهدف هذه الدراسة الي تقييم سلامة وجودة اللبن وبعض منتجاته حيث تم جمع ٩٠ عينه من اللبن الخام، الزبادي البلدي والجبن الأبيض الطري (٣٠ عينه من كل) جمعت من الأسواق في مصر. في الجزء الأول من الدراسة تم تقييم الحالة البكتريولوجيه للعينات، مع دراسة مدي انتشار ميكروبات الاشريكيه القولونية المفرزة لسموم الشيجا وكذلك مجموعة الباسيليس سيريس سينسو لاتو، هذا الي جانب الكشف عن انزيمات الضراوة والسمية لكل من الميكروبين. الي جانب التوصيف المظهري والجيني للميكروبات المعوية المفرزة لانزيم البيتا لاكتاميز واسعة الانتشار والمقاومة للكولستين. وقد أظهرت النتائج ارتفاع العدد الكلي للميكروبات، الميكروبات الهوائية المتحوصلة، المكورات العنقودية والميكروبات القولونيه والمعوية في معظم العينات. كما أوضحت الاختبارات المظهرية لعزلات الميكروبات المعويه(n=136) ان ٨٠،٨٪ منها كانت مفرزة لانزيمات البيتا لاكتاميز واسعة الانتشار، بينما كشفت ان ٢،٩٪ منها كانت مقاومه للكوليستين. كشفت الاختبارات الجينية عن تواجد جيني blaCTX , blaSHVفي ٩٩٪ من العترات المعزولة، بينما تم الكشف عن جين blaTEM في ٨٤،٥٪ من العزلات، ولم يتم الكشف عن جين blaOXA . هذا وقد اتضح ان جميع العترات المقاومة للكوليستين حملت جين mcr-1. كذلك حملت ٨٠٪ من عترات الاشريكيه القولونية المفرزة لسموم الشيجا جين stx2d، بينما احتوي ٢٠٪ منها علي جين stx2e ، في حين لم يتم الكشف عن الجينات stx1 وstx2f و stx2c ، وبالنسبة لجينات الضراوة فقد تم الكشف عنhlyA و FliCH7 في ٤٠٪ و ٦٠٪ من العترات المعزولة علي التوالي. كذلك حملت ٩٦،١٪ من عترات الباسيليس سيريس سينسو لاتو جين bcet، بينما تم الكشف عن جينات nhe و cytK في ٧٦،٩٪ من العترات، في حين لم يتم الكشف عن جين ces. الجزء الثاني من الدراسة ركز على تقييم فعالية البكتيريوفاج في القضاء على الميكروبات الممرضة او المسببة للفساد في بعض منتجات الالبان. وقد أظهرت النتائج ان P2 والكوكتيل عندMOI ١٠٦ كانا الأكثر فعالية في الحد من تواجد ميكروبات الاشريكيه القولونية المفرزة لسموم الشيجا (O157:H7) في اللبن (عند درجة حرارة الغرفة او الثلاجة) والزبادي والجبن الأبيض الطري، حيث تم القضاء علي الميكروب خلال فترة التخزين، وقد استمر هذا المفعول دون التأثير علي عملية التخمر في الزبادي. كذلك اظهر بكتيريوفاج vB_BcM_C1 نتائج مماثلة باستخدام MOI١٠٥ في التخلص من ميكروبات الباسيليس سيريس في نفس منتجات الالبان. أوضح استخدام البكتريوفاج مدي انتشار واسع واستقرار مرتفع تحت ظروف تصنيع الجبن الأبيض الطري. كما اكدت نتائج التحليل الجيني للبكتريوفاج ان vB_BcM_C1 خال من جينات الضراوة والسمية مما يجعله آمنا وفعالا في مكافحة تلك الأنواع من الميكروبات، وعلى ذلك اثبتت الدراسه فعالية استخدام البكتريوفاج في مكافحة البكتيريا الممرضة والمسببة للفساد في منتجات الالبان.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.