Sodyum aljinat filmle kaplanmış tütsülenmiş alabalık filetolarında Listeria monocytogenes inhibisyonunda listex P100 bakteriyofajının kullanılması
The use of bacteriophage listex P100 in inhibition of Listeria monocytogenes in smoked trout fillet coated with sodium alginate film
Yazar: HATİCE GÜNDÜZ
Danışman: DOÇ. DR. FATMA ÖZTÜRK
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Su Ürünleri Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology

Özet:
Listeria monocytogenes önemli bakteriyel gıda patojenlerinden birisidir. Tütsülenmiş su ürünlerinin tuz içeriği, nem içeriği, pH ve su aktivitesi değerleri bu patojenin gelişimi için oldukça elverişlidir Ayrıca, tütsüleme aşamasından sonra ürünlerin dilimlenmesi veya paketlenmesi sırasında kontaminasyon meydana gelebilmektedir. Bu şekilde kontamine olan ürünlerin, ısıl işlem uygulanmadan tüketilmesi listeriozis açısından risk teşkil etmektedir. Bu patojenin kontrolü için gıda sanayisinin yeni yöntemlere ihtiyacı vardır. L. monocytogenes açısından riskli ürünlerde bakteriyofajların kullanımı alternatif bir yaklaşım sunmaktadır. Bu çalışmada, su ürünlerinde Listeria spp. varlığını belirlemek, L. monocytogenes'e etkili bakteriyofaj izolasyonunu gerçekleştirmek, bakteriyofaj içeren uygulamaların (film içerisine ilave-direkt uygulama) tütsülenmiş alabalıkta L. monocytogenes üzerine etkisini ortaya koymak amaçlanmıştır. İlk aşamada, toplam 100 adet taze ve tüketime hazır su ürünü analize alınarak, Listeria türlerinin bulunma oranları araştırılmıştır. İkinci aşamada, su ürünleri örneklerinde ve su ürünleri işleme fabrikası atıklarında Listeria bakteriyofajlarının varlığı araştırılmıştır. Son aşamada Listex P100 bakteriyofajının kullanımının tütsülenmiş su ürünlerinde L. monocytogenes üzerine olan etkisinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçlar doğrultusunda, ilk olarak in vitro ortamda denemeler gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, 1010, 108, 106 pob/mL Listex P100 fajının kullanımının L. monocytogenes üzerine olan etkisi araştırılmıştır. Daha sonra, bakteriyofaj içeren sodyum aljinat film hazırlanmış ve antimikrobiyel etkinliği değerlendirilmiştir. Son aşamada ise L. monocytogenes inoküle edilmiş tütsülenmiş alabalıklara direkt faj uygulaması ve faj ilave edilen film uygulamasının L. monocytogenes üzerine etkisi incelenmiştir.
Yapılan bu çalışma sonucunda analize alınan 100 adet su ürününde %40 oranında Listeria spp. izole edilmiştir. Bu izolatların %8'i L. monocytogenes, %15'i L. innocua, %6'sı L. seeligeri, %10'u L. welshimeri ve %1'i L. grayi olarak belirlenmiştir. 
Broth ortamında, 1010 ve 108 pob/mL Listex P100 faj kullanımı L. monocytogenes'in inhibisyonunda etkili bulunmuştur. 10 °C'da 15 günlük depolama süresi boyunca, 1010 ve 108 pob/mL faj uygulaması L. monocytogenes üzerinde 2,99-4,68 log kob/mL düzeyinde azalma sağlamıştır. 10 oC'da 7 günlük depolama periyodu boyunca, doğrudan bakteriyofaj uygulanan filetolarda L. monocytogenes sayısı, bakteriyofajlı film uygulanmış filetolara kıyasla 1,78 log kob/g daha fazla azalmıştır (p<0,05). Ayrıca, bakteriyofaj içeren filmle kaplanan grubun L. monocytogenes sayısı, bakteriyofaj ilave edilmeyen kontrol filmiyle kaplanan gruba kıyasla 1,67 log kob/g daha çok azalmıştır. Sonuç olarak, 10 oC'da depolama periyodu boyunca bakteriyofaj-film ve doğrudan bakteriyofaj uygulamalarının (108 pob/g) tütsülenmiş alabalık filetolarında 106 kob/g L. monocytogenes'in inhibisyonunda etkili olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca depolama periyodunda, iki grubunda faj stabilitesini koruması tütsülenmiş ürünlerde L. monocytogenes'in kontrolünü sağlamak amacıyla kullanılabileceğini göstermektedir.
In this study, 40% of the 100 products analyzed were defined as Listeria spp. 100 seafood samples, L. monocytogenes was isolated from 8%, L. innocua from 15.0%, L. seeligeri from 6.0% and L. welshimeri from 10.0%, L. grayi from 1%. 
Listex P100 phage concentrations of 1010 and 108 PFU (Plaque-Forming Units)/mL were found to be effective in the inactivation of L. monocytogenes in the broth system. During 15 day storage period at 10 °C, 1010 and 108 PFU/mL phage treatments resulted in a reduction of 2.99-4.68 log on L. monocytogenes. Although the number of L. monocytogenes in bacteriophage application applying directly to the surface of smoked trout fillets resulted in an average reduction of 1.78 log (p<0.05) compared to the number of L. monocytogenes in application bacteriophage in alginate films over 7 days of storage, application of bacteriophage in alginate films resulted in a 1.67 log reduction in storage compared to the control film without the addition of bacteriophage. The results showed that bacteriophage application in alginate film was also effective in the inactivation of L. monocytogenes. Bacteriophage in sodium alginate based film and direct bacteriophage applications (108 PFU/g) were found to be effective in 106 CFU/g L. monocytogenes inhibition during 7 days of storage in 10 oC. In addition, the preservation of phage stability of the 2 groups during storage in 10 oC indicates that the smoked products can use in the control of L. monocytogenes. 
Yapılan bu çalışma sonucunda analize alınan 100 adet su ürününde %40 oranında Listeria spp. izole edilmiştir. Bu izolatların %8'i Listeria monocytogenes, %15'i Listeria innocua, %6'sı Listeria seeligeri, %10'u Listeria welshimeri ve %1'i Listeria grayi olarak belirlenmiştir. 
Broth ortamında, 1010 ve 108 pob/mL LISTEX™ P100 faj kullanımı L. monocytogenes'in inhibisyonunda etkili bulunmuştur. 10 °C'da 15 günlük depolama süresi boyunca, 1010 ve 108 pob/mL faj uygulaması L. monocytogenes üzerinde 2,99-4,68 log kob/mL düzeyinde azalma sağlamıştır. Broth ortamında, LISTEX™ P100 ilave edilen gruplarda depolama boyunca faj stabilitesinin korunduğu tespit edilmiştir. 7 günlük depolama periyodu boyunca, doğrudan bakteriyofaj uygulanan filetolarda L. monocytogenes sayısı, bakteriyofajlı film uygulanmış filetolara kıyasla 1,78 log kob/g daha fazla azalmıştır (p<0,05). Ayrıca, bakteriyofaj içeren filmle kaplanan grubun L. monocytogenes sayısı, bakteriyofaj ilave edilmeyen kontrol filmiyle kaplanan gruba kıyasla 1,67 log kob/g daha çok azalmıştır. Sonuç olarak, depolama periyodu boyunca bakteriyofaj-film ve doğrudan bakteriyofaj uygulamalarının L. monocytogenes'in inaktivasyonunda etkili olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca depolama periyodunda, iki grubunda faj stabilitesini koruması tütsülenmiş ürünlerde L. monocytogenes'in kontrolünü sağlamak amacıyla kullanılabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Listeria monocytogenes is one of the important bacterial food pathogens. Salt content, moisture content, pH, and water activity values in smoked seafood are very proper for the development of this pathogen. In addition, contamination may occur in these products during the slicing or packaging of the products after the smoking step. Contaminations occurring in this step pose a risk in terms of listeriosis as these products are consumed without reprocessing after purchase.The food industry needs new methods for the control of this pathogen. The use of bacteriophages in products at risk for L. monocytogenes offers an alternative approach. This study was carried out to determine the presence of Listeria spp. in seafood, perform bacteriophage isolation effective against L. monocytogenes and determine the effect of bacteriophage applications (adding to the film and applying directly to the surface) on the smoked trout. In this context, a total of 100 fresh and ready-to-eat seafood products were analyzed and the rates of Listeria species were investigated. In the second stage, Listeria bacteriophage was isolated from seafood samples and seafood processing factory waste. In the last stage, it was aimed to determine the effect of Listex P100 bacteriophage on L. monocytogenes in smoked trout. For these purposes, in vitro experiments were carried out firstly. The effect of using 1010, 108, 106 pfu/mL phage concentrations in vitro medium on L. monocytogenes was investigated. In the next step, a sodium alginate film containing bacteriophage was prepared and its antimicrobial activity was evaluated. At the last stage, the effects of direct phage application to L. monocytogenes inoculated smoked trout and the application of phages added to the film on L. monocytogenes were investigated.
In this study, 40% of the 100 products analyzed were defined as Listeria spp. 100 seafood samples, L. monocytogenes was isolated from 8%, L. innocua from 15.0%, L. seeligeri from 6.0% and L. welshimeri from 10.0%, L. grayi from 1%. 
Listex P100 phage concentrations of 1010 and 108 PFU (Plaque-Forming Units)/mL were found to be effective in the inactivation of L. monocytogenes in the broth system. During 15 day storage period at 10 °C, 1010 and 108 PFU/mL phage treatments resulted in a reduction of 2.99-4.68 log on L. monocytogenes. Although the number of L. monocytogenes in bacteriophage application applying directly to the surface of smoked trout fillets resulted in an average reduction of 1.78 log (p<0.05) compared to the number of L. monocytogenes in application bacteriophage in alginate films over 7 days of storage, application of bacteriophage in alginate films resulted in a 1.67 log reduction in storage compared to the control film without the addition of bacteriophage. The results showed that bacteriophage application in alginate film was also effective in the inactivation of L. monocytogenes. Bacteriophage in sodium alginate based film and direct bacteriophage applications (108 PFU/g) were found to be effective in 106 CFU/g L. monocytogenes inhibition during 7 days of storage in 10 oC. In addition, the preservation of phage stability of the 2 groups during storage in 10 oC indicates that the smoked products can use in the control of L. monocytogenes. 
In this study, 40% of the 100 products analyzed were defined as Listeria spp. Of the 100 seafood samples, Listeria monocytogenes was isolated from 8%, Listeria innocua from 15.0%, Listeria seeligeri from 6.0% and Listeria welshimeri from 10.0%, Listeria grayi from 1%. 
LISTEX™ P100 phage concentrations of 1010 and 108 PFU (Plaque-Forming Units) /mL were found to be effective in the inactivation of L. monocytogenes in the broth system. During 15 day storage period at 10 °C, 1010 and 108 pob/mL phage treatments resulted in a reduction of 2.99-4.68 log on L. monocytogenes. In broth medium, it was determined that phage stability was preserved during storage in groups with LISTEX™ P100 added. Although the number of L. monocytogenes in bacteriophage application applying directly to the surface of smoked trout fillets resulted in an average reduction of 1.78 log (p<0.05) compared to the number of L. monocytogenes in application bacteriophage in alginate films over 7 days of storage, application of bacteriophage in alginate films resulted in a 1.67 log reduction in storage compared to the control film without the addition of bacteriophage. The results showed that bacteriophage application in alginate film was also effective in the inactivation of L. monocytogenes. Bacteriophage in sodium alginate based film and direct bacteriophage applications were found to be effective in L. monocytogenes inactivation during 7 days of storage. In addition, the preservation of phage stability of the 2 groups during storage indicates that the smoked products can use in the control of L. monocytogenes.