Ekşi hamurlardan izole edilen lactobacillus brevis ve lactobacillus plantarum'un antimikrobiyel etkilerinin değerlendirilmesi
Investigation of antimicrobial effects of lactobacillus brevis and lactobacillus plantarum isolated from sourdough
Yazar: ŞİLAN TÜLLÜK
Danışman: PROF. DR. SAİT AYKUT AYTAÇ
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mikrobiyoloji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering
Dizin: Lactobacillus plantarum = Lactobacillus plantarum

Özet:
Günümüzde tüketicilerin bilinç düzeyinin artması ve daha sağlıklı ürünler tüketmek istemeleri nedeni ile güvenilir ürünlere olan ilgi artmaktadır. Endüstriyel olarak gıdaların raf ömrünün uzun olabilmesi tüketiciye, üreticiye ve market zincirlerine fayda sağlamaktadır. Uzun ömürlü ve güvenilir ürünlerin üretilebilmesi amacıyla probiyotik mikroorganizmaların koruyucu kültür olarak kullanılması ön plana çıkmaktadır. Bu tez kapsamında, doktora tezi kapsamında izole edilen ve ticari olmayan "L. brevis ve L. plantarum bakterilerinin probiyotik özelliklerinin araştırılması amaçlanmıştır (Tezer, 2019). Araştırma kapsamında 3 adet Lactobacillus plantarum (İz1, Wz3, Hp2) ve 1 adet Lactobacillus brevis (Gc3) izolatı kullanılmıştır. Bu izolatların bazı probiyotik özellikleri incelenmiş ve katalaz testleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalarda laktik asit bakterilerinin çeşitli gıda patojenlerine [Salmonella enterica subsp. enterica serovar Enteritidis (P1), Listeria monocytogenes (P2), Enterohemorajik Escherichia coli (P3), Metisilin Dirençli Staphylococcus aureus (P4)] karşı antimikrobiyel özellikleri araştırılmıştır. Bu tez çalışması kapsamında incelenen laktik asit bakterilerinin dördünün de gıda patojenlerine karşı antimikrobiyel etkisi olduğu saptanmıştır. İz1 suşunun en yüksek antimikrobiyel etki gösterdiği gıda patojeni metisilin dirençli Staphylococcus aureus, Wz3 ve Hp2 suşlarının en yüksek antimikrobiyel etki gösterdiği gıda patojeni Listeria monocytogenes, Gc3 suşunun en yüksek etki gösterdiği gıda patojeni ise Salmonella Enteritidis olmuştur. Laktik asit bakterilerinin tamamının en düşük etki gösterdiği patojen ise Enterohemorajik Escherichia coli (EHEC) olmuştur. Laktik asit bakterilerinin ürettiği metabolitlerin en yüksek antimikrobiyel etki gösterdiği gıda patojeni ise Listeria monocytogenes olmuştur. İz1 ve Wz3 suşlarının süpernatantlarının gösterdiği en düşük etki EHEC'e karşı olmuştur. Gc3 süpernatantının gösterdiği en düşük etki metisilin dirençli Staphylococcus aureus'a karşı, Hp2 süpernantının ise Salmonella Enteritidis'e karşı olmuştur. Süpernatantlar ayrıca broth mikrodilüsyon yöntemiyle patojenlere karşı test edilmiştir. Laktik asit bakterilerinin Minimum İnhibisyon Konsantrasyonu (MİK), broth mikrodilüsyon testi ile değerlendirilmiştir. Seçilen tüm laktik asit bakterisi suşlarından süpernatantlar, ≥%30-35 oranında kullanıldıklarında patojen gelişimini %50 ve üzerinde inhibe etmişlerdir. Süpernatantlar %50 konsantrasyonda kullanıldığında ise İz1 suşunun en yüksek inhibisyonu MRSA'ya karşı, Gc3 suşunun en yüksek inhibisyonu L. monocytogenes'e karşı, Wz3 suşunun en yüksek inhibisyonu S. Enteritidis'e karşı, Hp2 suşunun en yüksek inhibisyonu ise MRSA patojenine karşı olmuştur. Laktik asit bakterilerinin probiyotik olma özelliklerinden birinin daha araştırılması amacıyla katalaz enzimi içerip içermedikleri katalaz testi ile saptanmıştır. Test sonucunda 4 laktik asit bakterisinin de katalaz-negatif olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Tez çalışmasının sonucunda ticari olmayan dört laktik asit bakterisi suşu da incelenen bu probiyotik özellikler açısından olumlu sonuç vermiş ve aksi yönde bir bulguya rastlanılmamıştır. Bu çalışmada probiyotik özellikleri araştırılan laktik asit bakterilerinin, probiyotik özelliklerini kanıtlayacak çalışmalara devam edilmesi ve kanıtlandığı takdirde ticari olmayan bu suşların, gıda endüstrisinde ticari olarak kullanımı ve kültür koleksiyonuna kazandırılması önemli katkı sağlayacaktır.

Abstract:
Nowadays, the interest in safe products is increasing due to the increasing awareness of consumers and the desire of consumers to consume healthier products. Industrially, the long shelf life of foods provides benefits to consumers, producers and market chains. In order to produce long-lasting and safe products, the use of probiotic microorganisms as protective cultures comes to the fore. In this thesis, it was aimed to investigate the probiotic properties of non-commercial L. brevis and L. plantarum bacteria isolated within the scope of the doctoral thesis (Tezer, 2019). Within the scope of the research, 3 Lactobacillus plantarum (Iz1, Wz3, Hp2) and 1 Lactobacillus brevis (Gc3) isolates were used. Some probiotic properties of these isolates were investigated and catalase tests were performed. In the studies, antimicrobial properties of lactic acid bacteria against various food pathogens (Salmonella enterica subsp. enterica serovar Enteritidis, Listeria monocytogenes, Enterohemorrhagic Escherichia coli, methicillin resistant Staphylococcus aureus) were investigated. All four of the lactic acid bacteria used in this thesis study were found to have antimicrobial susceptibility to food pathogens. Iz1 strain showed the highest antimicrobial activity to methicillin resistant Staphylococcus aureus pathogen, Wz3 and Hp2 strains showed the highest antimicrobial activity to Listeria monocytogenes pathogen. The food pathogen to which Gc3 strain showed the highest antimicrobial activity was Salmonella Enteritidis. Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) was the pathogen with the lowest effect of all lactic acid bacteria. The food pathogen to which the metabolites produced by lactic acid bacteria showed the highest antimicrobial activity was Listeria monocytogenes. The lowest activity shown by the cell-free supernatants of Iz1 and Wz3 strains was against EHEC. The lowest antimicrobial activity of the Gc3 supernatant was against methicillin resistant Staphylococcus aureus, and the Hp2 supernatant against Salmonella Enteritidis. Supernatants were also tested against pathogens by the broth microdilution method. The Minimal Inhibitory Concentration (MIC) of lactic acid bacteria was evaluated by the broth microdilution test. Supernatants from all selected lactic acid bacteria strains inhibited pathogen growth by 50% or more when used at ≥30-35%. When the cell-free supernatants were used at 50% concentration, the highest inhibition of Iz1 was against MRSA, the highest inhibition of Gc3 was against L. monocytogenes, the highest inhibition of Wz3 was against. S. Enteritidis, the highest inhibition of Hp2 was against MRSA. In order to further investigate one of the properties of lactic acid bacteria, whether they contain the enzyme catalase was determined by the catalase test. It was concluded that all 4 lactic acid bacteria were catalase-negative. As a result of the thesis study, 4 non-commercial lactic acid bacteria strains also gave positive results in terms of probiotic properties and no contrary findings were found. In this study, it is aimed to continue the studies to prove the probiotic properties of lactic acid bacteria and if proven, commercial use of these non-commercial strains in the food industry and bringing them to the culture collection will make a significant contribution.