Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 173-214.

There is a growing trend to limit hazards in the dairy sector using safe and effective compounds. Hence, the first part of this study investigated the use of rosemary essential oil (REO) and REO nano-emulsion as antimicrobials. The antimicrobial effect was determined by using an agar well diffusion assay after chemical profiling by Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS). REO nano-emulsion, characterized by a Transmission Electron Microscope (TEM), showed 42 chemical compounds, including 1, 8-cineole (9.72%), and α-pinene (5.46%) as major active components. It demonstrated significant antimicrobial activity compared to REO (P<0.05) with a MIC value of 0.0001 mg/ml against Listeria monocytogenes and Aspergillus flavus and 0.001 mg/ml against Pseudomonas aeruginosa and Bacillus cereus. REO nanoemulsion enhanced the oxidative stability of pasteurized fresh cream, revealing a non-significant difference compared with butylated hydroxy anisol (BHA; synthetic antioxidant) (P˃0.05). REO nano-emulsion enhanced the overall acceptability of fortified fresh cream and Karish cheese compared to control samples (P<0.05). Viability studies in fortified cream showed a complete reduction of L. monocytogenes, A. flavus, and B. cereus on days 5, 7, and 10, respectively, and a 96.93% reduction of P. aeruginosa by the end of the storage period (day14). Regarding Karish cheese, C. albicans, A. flavus, and P. aeruginosa exhibited complete reduction on days 10, 10, and 15 of storage, respectively. The second phase of the study determined the incidence of some heavy metal residues in 30 random milk samples marketed in Cairo, Egypt, using atomic absorption spectrophotometry. It also studied the bioremediation of lead (Pb) and cadmium (Cd) in milk and fermented milk using zinc oxide nanoparticles (ZnO-NPs), chitosan nanoparticles (Cs-NPs), and Lactobacillus acidophilus (L. acidophilus). The prepared nanomaterials were characterized using an Atomic Force Microscope ) AFM(, X-ray diffraction (XRD), Dynamic light scattering (DLS), Zeta potential analysis, and TEM. cytotoxic impact against the vero cell lines with non-statistically significant differences between the tested groups, with the highest rate of cell viability of 90.49% and 89.17% at concentration of 0.25% for Cs-NPs and ZnO NPs, respectively .Most of the examined milk samples were contaminated with copper (Cu), nickel (Ni), chromium (Cr), lead (Pb), and cadmium (Cd), with mean values of 0.152 ± 0.026, 0.386 ± 0.04, 0.423 ± 0.020, 0.586 ± 0.155, and 0.061 ± 0.008 mg/l, respectively. About 86.7 and 53.3% of the examined samples exceeded the permissible levels of Pb and Cd set by the Egyptian and international Standards. In addition, 0.5 g of ZnO-NPs and Cs-NPs demonstrated high sequestering ability to Pb (97.7 and 94.8%) and Cd (90.4 and 92.9%) in milk, respectively. Using L. acidophilus, the removal efficiency of Pb and Cd was 76.1 and 77.4%, respectively. Concerning yoghurt, all the used adsorbents showed highly efficient adsorption capacity for Pb and Cd in the order of L. acidophilus (92 and 90.1%) > ZnO-NPs (88.1 and 85.8%) > Cs-NPs (83.1 and 81.9%) by the end of the storage period. In conclusion, these findings give safe and effective solutions for controlling hazards in the dairy industry.

هناك اتجاه متزايد للحد من المخاطر في قطاع الألبان باستخدام مركبات آمنة وفعالة. ومن ثم، تناول الجزء الأول من هذه الدراسة استخدام زيت إكليل الجبل ومستحلب النانو من زيت إكليل الجبل كمضادات للميكروبات. تم تحديد التأثير المضاد للميكروبات من خلال طريقة الانتشار في الآجار بعد التنميط الكيميائي بواسطة الطيف الكتلي للكروماتوغرافيا الغازية. تم توصيف مستحلب النانو من زيت إكليل الجبل بالمجهر الإلكتروني النافذ وأظهر 42 مركبًا كيميائيًا، بما في ذلك 1, 8-cineole (9.72%) و α-pinene (5.46%) كمكونات نشطة رئيسية. أظهر مستحلب النانو من زيت إكليل الجبل نشاطًا مضادًا للميكروبات كبيرًا مقارنةً بزيت إكليل الجبل الخام (P< 0.05) بحد أدنى من التركيز المثبط 0.0001 ملغم/مل ضد Listeria monocytogenes و Aspergillus flavus و0.001 ملغم/مل ضد Pseudomonas aeruginosa و Bacillus cereus . عزز مستحلب النانو من زيت إكليل الجبل الاستقرار التأكسدي للكريمة الطازجة المبسترة، وكشف عن اختلاف التاثير مقارنة ببوتيل هيدروكسي الأنيسول ولكنه اختلاف غير مؤثر (P˃ 0.05). عزز مستحلب النانو من زيت إكليل الجبل القبول العام للكريمة والجبن القريش المدعمة مقارنة بالعينات الظابطة .(P< 0.05) أظهرت الدراسة الحيوية انخفاضًا كاملاً في L. monocytogenes و A. flavus و B. cereus في اليوم الخامس و السابع و العاشر على التوالي، وانخفاض بنسبة 96.93٪ من P. aeruginosa بحلول نهاية فترة التخزين. فيما يتعلق بالجبن القريش، أظهر C. albicans و A. flavus و P. aeruginosa انخفاضًا كاملاً في اليوم العاشر و العاشر و الخامس عشر من التخزين على التوالي. بينما في المرحلة الثانية من الدراسة تم تقييم نسبة وجود بعض بقايا المعادن الثقيلة في 30 عينة عشوائية من اللبن الذي يتم تسويقه في القاهرة، مصر، باستخدام قياس طيف الامتصاص الذري. كما قامت بدراسة امكانية التحكم في الرصاص والكادميوم في اللبن واللبن الزبادى باستخدام جزيئات أكسيد الزنك النانوية وجزيئات الشيتوزان النانوية و . Lactobacillus acidophilus تم توصيف المواد النانوية المجهزة باستخدام مجهر القوة الذرية، وحيود الأشعة السينية ، والتشتت الديناميكي للضوء ، وتحليل جهد زيتا، والمجهر الإلكتروني النافذ .أظهرت نتائج اختبار السمية الخلوية ضد خلايا فيرو أن جزيئات أكسيد الزنك النانوية و جزيئات الشيتوزان النانوية لم تُظهر اختلافات إحصائية ذات دلالة في تأثيرها على بقاء الخلايا، حيث بلغت نسبة بقاء الخلايا 90.49% و 89.17% عند تركيز 0.25 % علي التوالي .معظم العينات التي تم فحصها كانت ملوثة بالنحاس والنيكل والكروم والرصاص والكادميوم، بمتوسط قيم 0.152 ± 0.026، 0.386 ± 0.04، 0.423 ± 0.020، 0.586 ± 0.155، و 0.061 ± 0.008 ملغم/لتر، على التوالي. تجاوزت حوالي 86.7 و53.3 من نسبة العينات التي تم فحصها المستويات المسموح بها من الرصاص والكادميوم التي حددتها المواصفات الدولية المصرية والعالمية. أظهر 0.5 جرام من جزيئات أكسيد الزنك النانوية و جزيئات الشيتوزان النانوية قدرة عالية على ازالة الرصاص بنسبة (97.7 و94.8) و الكادميوم بنسبة (90.4 و92.9) من اللبن على التوالي. وباستخدام L. acidophilus، بلغت كفاءة إزالة الرصاص و الكادميوم 76.1 و 77.4٪ على التوالي. فيما يتعلق بالزبادي ، فقد أظهرت جميع المواد الامتزازية المستخدمة كفاءة عالية في امتصاص الرصاص والكادميوم من اللبن بترتيب L. acidophilus (92 and 90.1%) < جزيئات أكسيد الزنك النانوية< (88.1 and 85.8%) جزيئات الشيتوزان النانوية (83.1 and 81.9%) بنهاية فترة التخزين. في الختام، فإن هذه النتائج تعطي حلولاً آمنة وفعالة للسيطرة على المخاطر في صناعة الألبان.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.