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

Bibliography: pages 221-241.

The current study investigated the microbial safety, chemical composition, and preservation strategies of raw milk from dairy farms, smallholders, dairy shops, and street vendors in Egypt. Microbial analysis revealed significant contamination, Staphylococcus aureus accounted for 17.8% of all staphylococci isolates, with a higher prevalence of 26.6% in milk from street vendors. Phenotypic and genotypic analysis showed alarming antibiotic resistance, with 50% Staph. aureus isolates were classified as multidrug-resistant (MDR). Additionally, 28.1% Staph.aureusisolates carried highly heat-stable enterotoxin genes (SEA and SEC), posing a public health risk. Similarly, Bacillus cereus was detected at high levels in street vendors' milk (0.8 ± 0.3 log10 cfu/ml), with 81.8% of isolates harboring the nhe virulence gene. Pasteurization significantly reduced microbial loads, including Enterobacteriaceae and coliforms (99.9% reduction), but was ineffective against B. cereus spores, highlighting the need for improved hygiene and alternative preservation methods. Chemical analysis revealed adulteration in street vendors' milk, with higher water content (8.8%) and lower fat (4.6%) and protein levels compared to dairy farms and smallholders. To address these challenges, innovative preservation strategies were evaluated in the second part of the investigation. Zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs) demonstrated superior antimicrobial efficacy, with a minimum inhibitory concentration (MIC) of 0.03 mg/ml against Listeria monocytogenes and a 49.7% reduction in aflatoxin levels in spiked milk. Combining ZnO-NPs with ultrasonication achieved 4.7 log reduction in microbial load, outperforming pasteurization. Similarly, propolis extract (PE) encapsulated in nanostructured lipid carriers (PNLCs) exhibited enhanced antimicrobial and antioxidant properties, with PNLCs reducing aerobic plate counts (APC) to 1.3 log10 cfu/ml in milk. The combination of PNLCs and ultrasonication achieved 5.5 log reduction, demonstrating its potential as a novel non-thermal preservation method. These findings underscore the critical need for improved hygiene practices, effective pasteurization, and innovative preservation technologies to ensure milk safety and quality and highlight the potential of ZnO-NPs and PNLCs as promising strategies for enhancing milk safety, extending shelf life, and meeting consumer demand for minimally processed dairy products.

تبحث الدراسة الحالية في سلامة اللبن الميكروبية، التركيب الكيميائي، واستراتيجيات الحفظ لللبن الخام من مزارع الألبان، صغار المزارعين، محلات الألبان، والباعة الجائلين في مصر. كشف التحليل الميكروبي عن تلوث كبير، حيث كانت بكتيرياالمكورات العنقودية الذهبية هي الأكثر انتشارًا (17.8% من العزلات)، خاصة في لبن الباعة الجائلين (26.6%). أظهر التحليل الظاهري والجيني مقاومة كبيرة للمضادات الحيوية، حيث تم تصنيف 50% من عزلاتالمكورات العنقودية الذهبية كمقاومة متعددة الأدوية (MDR) . بالإضافة إلى ذلك، حملت 28.1% من سلالاتبكتيرياالمكورات العنقودية الذهبية جينات السموم المعويةSEAوSEC، مما يشكل خطرًا على الصحة العامة. وبالمثل، تم الكشف عن وجودبكتريا الباسيلاس سيرياسبمستويات عالية في لبن الباعة الجائلين (0.8 ± 0.3 لوغاريتم وحدة تشكيل المستعمرة/مل)، مع وجود جين الضراوةnheفي 81.8% من العزلات. أدت البسترة إلى انخفاض كبير في الأحمال الميكروبية، بما في ذلكالبكتريا المعويةوالقولونية (بنسبة 99.9%)، ولكنها كانت غير فعالة ضد حويصلات الباسيلاس سيرياس، مما يسلط الضوء على الحاجة إلى تحسين ممارسات النظافة وطرق الحفظ البديلة. كشف التحليل الكيميائي عن غش في لبن الباعة الجائلين، حيث كان يحتوي على نسبة ماء أعلى (8.8%) ونسب دهون (4.6%) وبروتين أقل مقارنة بلبن مزارع الألبان وصغار المزارعين، بينما لم تغير البسترة التركيب الكيميائي. لمواجهة هذه التحديات، تم تقييم استراتيجيات حفظ مبتكرة في الجزء الثاني من الدراسة. أظهرت جزيئات أكسيد الزنك النانوية (ZnO-NPs) فعالية مضادة للميكروبات بشكل فائق، مع تركيز مثبط أدنى (MIC) يبلغ 0.03 ملغ/مل ضدبكتريا الليستريا مونوسيتوجينزmonocytogeneوانخفاض بنسبة 49.7% في مستويات الأفلاتوكسين في اللبن الملوث. أدى الجمع بين ZnO-NPs و الموجات الفوق صوتية العالية الي انخفاض ٤.٧ لوغاريتم. وبالمثل، أظهر مستخلص البروبوليس (PE) المغلف في حوامل نانوية دهنية (PNLCs) تحسنًا في الخصائص المضادة للميكروبات ومضادات الأكسدة، حيث قلل PNLCs التعداد الكلي للبكتريا (APC) إلى 1.3 لوغاريتم وحدة تشكيل المستعمرة/مل في اللبن. أدى الجمع بين PNLCs و الموجات الفوق صوتية العاليةالي انخفاض ٥.٥ لوغاريتم، مما يظهر إمكاناته كطريقة حفظ غير حرارية مبتكرة. تؤكد هذه النتائج على الحاجة الماسة لتحسين ممارسات النظافة، البسترة الفعالة، وتقنيات الحفظ المبتكرة لضمان سلامة وجودة اللبن، كما تسلط الضوء على إمكانات ZnO-NPs وPNLCs كاستراتيجيات واعدة لتعزيز سلامة اللبن، إطالة عمره الافتراضي، وتلبية طلب مستهلكيمنتجات الألبان الغير معالجة .

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.