Lactobacillus suşları tarafından üretilen bakteriyosinlerin Pseudomonas aeruginosa üzerine antimikrobiyal etkisinin araştırılması /
Yazar: EDA HACIÖMEROĞLU
Danışman: DOÇ. DR. GİZEM ÇUFAOĞLU
Kırıkkale Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Gıda Hijyeni ve Teknolojisi (Veterinerlik) Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Besin Hijyeni ve Teknolojisi = Food Hygiene and Technology

Özet:
Bakteriyosinler, Gram-pozitif ve Gram-negatif bakteriler ile Arkeler tarafından sentezlenen, 
çeşitli mikroorganizmalara karşı inhibitör veya öldürme aktivitesi gösteren, ribozomal kökenli 
peptitlerdir. Bakteriyosinler antibakteriyel etkilerinden ötürü gıdalar üzerinde hijyenik kaliteyi 
artırmak ve/veya raf ömrünü uzatmak amacıyla kullanılmaktadır. Tüketicilerin gıdalarda 
sağlıklı, doğal ve katkısız ürünlere eğiliminin artması nedeniyle bakteriyosinlere olan ilgi de 
artmaktadır. Bu çalışmada, Lactobacillus suşlarının ürettiği bakteriyosinlerin amonyum sülfatla 
çöktürülerek P. aeruginosa üzerine antibakteriyel etkisinin in-vitro koşullarda ve süt gıda 
modelinde araştırılması amaçlandı. Çalışmada, 13 referans Lactobacillus suşu arasından P. 
aeruginosa miks kültürü (5 adet suş) üzerine en geniş çapta zon veren suşlar agar spot yöntemi 
ile tespit edildi. Bu kapsamda, en yüksek antimikrobiyal aktiviteye sahip dört Lactobacillus
suşu belirlenerek ürettikleri bakteriyosinler amonyum sülfat ile çöktürüldü. Ardından, 
bakteriyosinlerin her bir referans P. aeruginosa suşu üzerindeki antibakteriyel etkisi ve
bakteriyosin inhibisyon aktivitesi belirlenerek, en etkili olduğu P. aeruginosa suşu üzerinde
sıcaklık ve pH'nın etkisi incelendi. Son aşama olarak ise bakteriyosin kokteyli ve P. aeruginosa
eklenen UHT süt numuneleri +4°C'de bir hafta muhafaza edilerek 1., 3., 5. ve 7. günlerde 
bakteri sayımları yapıldı. Çalışmada, P. aeruginosa'ya en geniş çapta zon veren Lactobacillus
suşları L. plantarum, Lb. paraplantarum, L. fermentum ve Lb. pentosus olarak belirlendi. En 
yüksek antibakteriyel etki P. aeruginosa ATCC 15442 suşuna karşı gözlendi ve bu suş üzerinde 
bakteriyosinlerin inhibisyon aktivitesi sırasıyla 640, 640, 160 ve 80 AU/ml olarak tespit edildi. 
Sıcaklık ve pH değerlendirmesinde ise, sıcaklığın tüm bakteriyosinlerin üzerinde etkisi sadece 
37°C'deki inkübasyonda gözlenirken Bc-Pen bakteriyosininin 42°C inkübasyonda da zon 
oluşturduğu gözlendi. Çeşitli pH değerlerinde ise (4.5, 5.5 ve 7.5) zon oluşumu gözlenmedi. 
Son olarak, süt gıda modelinde bakteriyosin kokteylinin P. aeruginosa sayısında (4 log kob/ml) 
üç güne kadar yaklaşık 2 log kob/ml'lik bir azalma meydana getirdiği ve yedinci günün sonuna 
kadar sayının sabit kaldığı tespit edildi. Bununla birlikte, bakteri sayısındaki düşüş istatistiksel 
olarak anlamlı bulunmadı (p>0.05). Sonuç olarak, bu çalışmada Lactobacillus suşlarından elde 
edilen bakteriyosinlerin agar üzerinde P. aeruginosa üzerine antibakteriyel etki gösterdiği, 
ancak süt gıda modelinde anlamlı bir düşüş gerçekleştiremediği tespit edildi. Bununla birlikte, 
genellikle Gram-pozitif bakterilere etki ettiği kanıtlanmış bakteriyosinlerin Gram-negatif bir 
bakteri olan P. aeruginosa üzerine etkili olduğu belirlenmiştir. Ek olarak bu çalışma, gıdalarda 
biyokontrol amacıyla kullanılacak materyallerin laboratuvar in-vitro çalışmalarının mutlaka 
gıda modelleri ile tamamlanması gerektiğinin altını çizmektedir. Bu kapsamda bakteriyosinler 
alternatif doğal koruyucular olarak ümit vaat etmekle birlikte, gerçek hayat senaryoları göz 
önünde bulundurularak bakteriyosinler üzerine daha kapsamlı in-vitro, in-vivo ve gıda modeli 
çalışmalarına ihtiyaç vardır.

Anahtar Kelimeler: Antibakteriyel etki, Bakteriyosin, Lactobacillus, Pseudomonas aeruginosa, Süt

Abstract:
Bacteriocins are peptides of ribosomal origin synthesized by Gram-positive, Gram-negative 
bacteria and Archaea. They exhibit inhibitory or lethal activity against various microorganisms. 
Bacteriocins are utilized in food preservation to enhance hygienic quality and extend shelf life 
due to their antibacterial effects. Interest in bacteriocins is growing due to consumers' increasing 
preference for healthy, natural, and additive-free food products. In this study, it was aimed to 
investigate the antibacterial effect of bacteriocins produced by Lactobacillus strains on P. 
aeruginosa in in-vitro conditions and in milk food model. Among 13 reference Lactobacillus
strains, the strains that showed the widest zones on P. aeruginosa mix culture (5 strains) were 
detected by the agar spot method. Four Lactobacillus strains with the highest antimicrobial 
activity were identified and the bacteriocins they produced were precipitated with ammonium 
sulfate. Then, the antibacterial effect and bacteriocin inhibition activity of the bacteriocins on 
each reference P. aeruginosa strain were determined, and the effects of temperature and pH on 
the most effective P. aeruginosa strain were examined. Finally, UHT milk samples to which 
bacteriocin cocktail and P. aeruginosa were added were kept at +4°C for a week and bacterial 
counts were performed on the 1st, 3rd, 5th and 7th days. In the study, the Lactobacillus strains 
that showed the widest zones were determined as L. plantarum, Lb. paraplantarum, L. 
fermentum and Lb. pentosus. The highest antibacterial effect was observed against P. 
aeruginosa ATCC 15442 strain, and the inhibition activity of bacteriocins on this strain was 
determined as 640, 640, 160 and 80 AU/ml, respectively. While the effect of temperature on all 
bacteriocins was observed only in the incubation at 37°C, Bc-Pen bacteriocin was also formed
a zone in the incubation at 42°C. No zone was observed at various pH values (4.5, 5.5 and 7.5). 
No zone formation was observed at various pH values (4.5, 5.5 and 7.5). In the dairy food 
model, it was determined that the bacteriocin cocktail caused a decrease of approximately 2 log 
cfu/ml in the number of P. aeruginosa (4 log cfu/ml) for up to three days and the number 
remained constant until the end of the seventh day. However, the decrease in the number of 
bacteria was not statistically significant (p>0.05). As a result, in this study, it was determined 
that bacteriocins obtained from Lactobacillus strains showed an antibacterial effect on P. 
aeruginosa on agar but could not achieve a significant decrease in the milk food model. 
However, bacteriocins, which have generally been proven to act on Gram-positive bacteria, 
have been determined to be effective on P. aeruginosa, a Gram-negative bacterium. In addition, 
this study underlines that laboratory in-vitro studies of materials to be used for biocontrol 
purposes in foods must be completed with food models. In this context, although bacteriocins 
are promising as alternative natural preservatives, considering real-life scenarios more 
comprehensive in-vitro, in-vivo and food model studies on bacteriocins are needed.

Key Words: Antibacterial effect, Bacteriocin, Lactobacillus, Pseudomonas aeruginosa, Milk