Laktik asit bakterilerinde quorum algılama sistemlerinin kontrolü ve ekzopolisakkarit üretimi üzerine etkilerinin belirlenmesi
Control of quorum sensing systems in lactic acid bacteria and determination of their effects on exopolysaccharide production
Yazar: FARIDDUDIN MOHAMMADIAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET TOKATLI
Tokat Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Mikrobiyal fermentasyon = Microbial fermentation

Özet:
Tez çalışması ile farklı düzeylerde ekzopolisakkarit (EPS) üretme yeteneğine sahip LAB kültürlerinin EPS sentez mekanizmaları quorum algılama (QS) veya quorum algılama inhibisyonu (QQ) sistemleri aracılığı ile kontrol altına alınarak EPS sentezinin azaltılması ve arttırılması sağlanmıştır. Çalışma kapsamında kuşburnu, zerdeçal, tarçın, mahlep gibi bitkisel kaynaklardan QS-QQ aktif polifenollerin ekstraksiyonu su, etanol, metanol, etanol-su kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Ayrıca peynir suyu (PS) iyi bir oligopeptit kaynağı olarak kullanılmıştır. Ekstraktların LAB EPS sentezi üzerine doğrudan QS veya QQ aktivitesi göstererek etkili olduğunun belirlenebilmesi amacı ile örneklerin minimum inhibisyon konsantrasyonları belirlenmiştir. Minimum inhibisyon konsantrasyonu belirlenen ekstraktlar 3 farklı oranda (%0,01, %0,4, %2) kültür ortamına ilave edilerek LAB EPS fermantasyonuna etkileri incelenmiştir. Kültür ortamının toplam canlı sayısı, toplam şeker ve EPS miktarı belirlenerek kinetik parametreleri ortaya konmuştur. Yapılan çalışma sonucunda, tarçın metanol, etanol ve etanol-su ekstraktlarının Lb. namurensis MF210 suşunun EPS üretim miktarlarını canlı hücre sayılarını değiştirmeden önemli düzeyde azalttığı belirlenmiştir. Özellikle %2 tarçın etanol-su ekstraktları Lb. namurensis MF210 suşunun EPS üretim miktarını 1,15 g/L değerinden 0,10 g/L değerine kadar düşürmüş ve özgül EPS üretim hızı da azalmıştır. Mahlep su ekstraktlarında (%0,4 ve %2) ise Lb. brevis MF87 suşunun EPS üretim miktarları kontrol grubuna (1,61 g/L) göre daha yüksek bulunmuş ve EPS üretim miktarları sırası ile 1,97 g/L ve 2,44 g/L seviyelerine yükselmiştir.
Bu şekildeki bir kontrol mekanizması sayesinde laktik starter kültürlerinin fermente ürünlerde EPS sentezinden dolayı oluşturduğu olumlu ve olumsuz etkiler QS sistemi üzerinden dolaylı olarak kontrol edilmiştir. EPS sentezinde QS sistemi kontrolü ile meydana getirilen bu değişikler hücre çoğalması üzerinde bir değişiklik oluşturmayacağı için fermantasyonun seyrinde herhangi bir olumsuzluk oluşturmayacaktır.

Abstract:
In this thesis study, the EPS synthesis mechanisms of LAB cultures, which have the ability to produce EPS at different levels, were controlled through QS or QQ systems, thus reducing and increasing EPS synthesis. Within the scope of the study, the extraction of QS-QQ active polyphenols from herbal sources such as rosehip, turmeric, cinnamon and mahaleb was carried out using water, ethanol, methanol, and ethanol-water. Additionally, whey (PS) has been used as a good source of oligopeptides. Minimum inhibition concentrations of the samples were determined in order to determine whether the extracts were effective by showing direct QS or QQ activity on LAB EPS synthesis. The extracts with determined minimum inhibition concentrations were added to the culture medium at 3 different rates (0.01%, 0.4%, 2%) and their effects on LAB EPS fermentation were examined. The kinetic parameters of the culture medium were determined by determining the total number of organisms, total sugar and EPS amount.
As a result of the study, it was determined that cinnamon methanol, ethanol, and ethanol-water extracts significantly reduced the EPS production amounts of the Lb. namurensis MF210 strain without changing the number of living cells. In particular, %2 cinnamon ethanol-water extracts reduced the EPS production amount of Lb. namurensis MF210 strain from 1.15 g/L to 0.10 g/L, and the specific EPS production rate also decreased. In mahlep water extracts (0.4% and 2%), the EPS production amounts of the Lb. brevis MF87 strain were found to be higher than the control group (1.61 g/L), and the EPS production amounts increased to 1.97 g/L and 2.44 g/L, respectively. The positive and negative effects of such lactic starter cultures due to EPS synthesis in fermented products were indirectly controlled through the QS system. These changes, which are brought about by the control of the QS system in EPS synthesis, will not cause any change in cell proliferation and will not cause any negativity during fermentation.