Escherichia coli o157:H7 eliminasyonu için doğal antimikrobiyal bileşenlerin ve bakteriyofajların kullanımı
Use of natural antimicrobial components and bacteriopahges for elimination of Escherichia coli O157:H7
Yazar: ŞEFİKA EVRAN
Danışman: PROF. DR. İSMAİL HAKKI BOYACI
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Son yıllarda gelişen antibiyotik direnci ile birlikte patojen bakterilerin kontrolünde zorluklar yaşanmaya başlamıştır. Bu nedenle patojen bakterilerle mücadele kapsamında yeni yöntemlerin araştırılması gerekmektedir. E. coli O157:H7 bakterisi insanlar için önemli bir patojendir. Sunulan tez kapsamında E. coli O157:H7 bakterisinin inhibisyonu için doğal antimikrobiyal bileşenlerin ve bakteriyofajların kullanımı ayrıca bu bileşenlerle bakteriyofajların birlikte kullanımının E. coli O157:H7 bakterisi üzerine olan etkisi incelenmiştir. Öncelikle E. coli O157:H7 bakterisine ait fajlar izole edilmiştir. Üzüm, ayva, nar gibi bitkisel ürünlerden fenolik madde ekstraksiyonu yapılmış ve E. coli O157:H7 üzerindeki antibakteriyel etkisi incelenmiştir. Ayrıca beş farklı pekmez örneği ve propolisin de E. coli O157:H7 üzerindeki antimikrobiyal etkisi araştırılmıştır. Antibakteriyal etki hem katı hem de sıvı ortamda incelenmiştir. Bitkisel ekstraktların ve propolisin toplam fenolik içeriklerine bakılmış, pekmez örneklerinin ise hem toplam fenolik hem de hidroksimetil furfural (HMF) miktarları belirlenmiştir. Örneklerin karakteristik bazı özelliklerinin belirlenmesi amacıyla HMF ve toplam fenolik madde değerleri saptanmıştır. Daha sonra E. coli O157:H7 inhibisyonu için bitkisel ekstraktlar, pekmez örnekleri ve propolisin fajlarla birlikte kullanımı araştırılmıştır. Genel olarak pekmez örneklerinin orijinal konsantrasyonu olan d ile d/2 ve d/4 konsantrasyonları faj plaklarının büyümesine neden olurken d/16 konsantrasyonu plak büyüklüğü üzerine etki etmemiştir. Üzüm, ayva ve nar ekstraktlarının yüksek konsantrasyonları faj oluşumunu inhibe ederken düşük konsantrasyonların faj plak büyüklüğü üzerine bir etki yapmadığı gözlenmiştir. Propolis örneğininde faj titresinin azalttığı gözlenmiştir. Plak büyüklüğü üzerine en iyi etki pekmez örneğinde görüldüğü için faj-pekmez arasındaki etkileşimin araştırılması için sıvı ortam denemelerine geçilmiştir. Bu denemeler için keçiboynuzu pekmezi örneği ve tp3 fajı seçilmiştir. Yalnızca fajın ve faj-pekmez kullanımının E. coli O157:H7 inhibisyonuna ve faj titresine olan etkisinin anlaşılabilmesi için zaman-ölüm eğrisi deneyi yapılmıştır. Pekmez örneğinin faj patlama büyüklüğüne olan etkisinin anlaşılabilmesi için tek aşamalı gelişme eğrisi çıkarılmıştır. Gelişme eğrisi sonuçlarına göre pekmezin faj patlama büyüklüğünü arttırdığı gözlenmiştir. Elde edilen sonuçlar fajın tek başına daha iyi çalıştığını ve pekmezin faj üzerinde kısmen antiviral etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Pekmezin faj üzerindeki etkisinin daha iyi ortaya konması amacıyla faj duyarlılık testi yapılmış ve pekmez varlığının faj titresini düşürdüğü gözlemlenmiştir. Faj ile pekmez arasında tam bir sinerjistik etki gözlenememiştir.

Abstract:
In recent years, with the development of antibiotic resistance, difficulties have been experienced in the control of pathogenic bacteria. Therefore, new methods need to be examined in the context of the fight against pathogenic bacteria. E. coli O157: H7 is an significant pathogen for humans. In this thesis, the use of natural antimicrobial components and bacteriophages for inhibition of E. coli O157: H7 bacteria and the effect of the combination of these components and bacteriophages on E. coli O157: H7 bacteria were investigated. Phages of E. coli O157: H7 were first isolated. Phenolic extracts were extracted from vegetable products such as grapes, quince and pomegranate and its antibacterial effect on E. coli O157: H7 was investigated. In addition, antimicrobial effect of five different molasses samples and propolis on E. coli O157: H7 were investigated. Antibacterial effect was investigated in both solid and liquid medium. The total phenolic contents of plant extracts and propolis were analyzed, and the total phenolic and hydroxymethyl furfural (HMF) amounts of molasses were determined. HMF and total phenolic values were determined in order to determine some characteristics of the samples. Subsequently, plant extracts, molasses samples and the use of propolis with phages were investigated for inhibition of E. coli O157: H7. In general, the original concentration of molasses samples d and d/2 and d/4 concentrations led to growth of phage plaques, while d/16 concentration did not affect plaque size. High concentrations of grape, quince and pomegranate extracts inhibited phage formation, while low concentrations did not affect phage plaque size. It was observed that the phage titer decreased in the propolis sample. Since the best effect on plaque size was seen in molasses, liquid medium experiments were started to investigate the interaction between phage and molasses. Carob molasses sample and tp3 phage were selected for these experiments. Time-death curve test was performed to understand the effect of phage and phage-molasses only on E. coli O157: H7 inhibition and phage titer. In order to understand the effect of the molasses sample on the phage burst size, a one-stage growth curve was obtained. According to the growth curve results, it was observed that molasses increased phage burst size. The results showed that phage alone worked better and that molasses partially had antiviral effect on phage. Phage susceptibility test was performed to determine the effect of molasses on phage and it was observed that the presence of molasses decreased the phage titer. No complete synergistic effect was observed between phage and molasses.