Süt endüstrisinde termofilik bakterilerin biyofilmlerinin kontrolünde doğal uygulamalar
Natural applications in controlling the biofilm of thermophilic bacteria in the dairy industry
Yazar: KÜBRA TUTKUN
Danışman: PROF. DR. MELTEM YEŞİLÇİMEN AKBAŞ
Gebze Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Moleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Biyoloji = Biology ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Yapılan tez çalışmasında, kuşburnu ekstraktlarının şeker içerikleri Paenibacillus naphthalenovorans 32O-Y ve Paenibacillus sp. 32O-W suşları üzerindeki antibakteriyel ve antibiyofilm etkileri araştırıldı. Kuşburnu ekstraktları, farklı çözücüler ile hazırlanan kuşburnu solüsyonlarının iki farklı yöntem (mikrodalga aracılı ekstraksiyon, MAE ve ultrases aracılı ekstraksiyon, UAE) uygulanması ile elde edildi. Ekstraktların şeker miktarları HPLC analizi ile ölçüldü. Elde edilen ekstraktlar farklı oranlarda (1/1, 1/2, 1/4) ultra saf su ile seyreltildi ve ekstraktların Paenibacillus suşları üzerindeki antimikrobiyal etkileri araştırıldı. Paenibacillus suşlarının polistren yüzeyde biyofilm oluşturma potansiyeli laktoz içeren TSB besiyeri (TSB-L) ve süt içeren TSB besiyeri (TSB-S) kullanılarak incelendi. MAE yöntemiyle hazırlanan 1/2 sulandırma oranındaki etanol ekstraktının (E2-M2) antibiyofilm aktiviteleri ise polistren yüzeyde oluşturulan Paenibacillus suşlarının TSB-S besiyerindeki biyofilmleri üzerinde araştırıldı.
Kuşburnu ekstraktlarındaki toplam şeker oranlarının MAE ekstraktlarında UAE ekstraktlarından daha yüksek miktarda olduğu saptandı. Paenibacillus suşları üzerinde direkt uygulanan ekstraktların gentamisinden (10 µg/mL) daha etkili antimikrobiyal etkiye sahip olduğu belirlendi. E2-M2 ekstraktının iki suş üzerinde yüksek antimikrobiyal etkiye sahip olduğu ve en az gentamisin kadar etkili olduğu saptandı. TSB-L besiyerinde P. naphthalenovorans 32O-Y'nin Paenibacillus sp. 32O-W'den ve TSB-S besiyerinde ise Paenibacillus sp. 32O-W'nin P. naphthalenovorans 32O-Y'den daha fazla biyofilm oluşturduğu belirlendi. E2-M2 ekstraktının Paenibacillus sp. 32O-W biyofilmlerinin ortadan kaldırılmasında etkisinin olmadığı, P. naphthalenovorans 32O-Y üzerinde genç biyofilmler üzerindeki etkisinin (% 58) olgun biyofilmler üzerindeki etkisinden (% 26) daha yüksek olduğu bulundu. Elde edilen sonuçlara göre, kuşburnu ekstraktlarının süt endüstrisi için zararlı olan termofilik bakteri biyofilmlerinin ortadan kaldırılması için kullanılan kimyasal dezenfektanlara karşı alternatif olma potansiyeli taşıdığı belirlendi.

Abstract:
In the thesis study, the antibacterial and antibiofilm effects and sugar contents of extracts obtained from rosehip fruit on Paenibacillus naphthalenovorans 32O-Y ve Paenibacillus sp. 32O-W strains were investigated. Rosehip extracts (E1-M, E2-M, E3-M, E1-U, E2-U ve E3-U) were obtained using different solvents (ethanol, methanol or distilled water) and extracted via two different methods (microwave assisted extraction, MAE and ultrasound asisted extraction, UAE). The contents of extracts were analyzed by HPLC. The antimicrobial effects of these extracts on thermophilic Paenibacillus strains were investigated by the well diffusion method. TSB medium containing lactose (TSB-L) and TSB medium containing milk (TSB-S) were used to observe the biofilm formations of Paenibacillus strains on the polystyrene surface. Antibiofilm activities of the 1/2 dilution of microwave assisted ethanol (E2-M2) extract were investigated on biofilms of Paenibacillus strains in TSB-S medium formed on the polystyrene surface.
The total sugar contents of the extracts were higher in rosehip extracts prepared by the MAE method than those obtained by UAE method. As a result of the antimicrobial analysis performed on thermophilic Paenibacillus strains, it was determined that the extracts were more effective than gentamicin (10 µg/mL). E2-M2 extract was found to be high and as effective as gentamicin on both strains. It was determined that Paenibacillus naphthalenovorans 32O-Y strain formed more biofilms in TSB-L medium than Paenibacillus sp. 32O-W strain, while Paenibacillus sp. 32O-W strain formed more biofilms than P. naphthalenovorans 32O-Y strain in TSB-S medium. It was found that E2-M2 extract did not remove Paenibacillus sp. 32O-W strain biofilms but removed young P. naphthalenovorans 32O-Y strain biofilms more effectively (58%) than mature biofilms (26%). As a result, it was determined that rosehip extracts have the potential to be an alternative to chemical disinfectants used to eliminate thermophilic bacterial biofilms that are harmful to the dairy industry.