Yöresel bir gıdadan izole edilen bakteriyosin üreten bakterinin teşhisi ve bakteriyosinin karakterizasyonu
Identification of a bacteriocin producing bacterium isolated from a traditional product and characterization of its bacteriocin
Yazar: DİDEM ASUTAY
Danışman: DOÇ.DR. ZELİHA YILDIRIM
Gaziosmanpaşa Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Bu çalışmada bozadan izole edilen bakterinin tanısı yapılmış ve bu bakterinin ürettiğiantimikrobiyal bileşiğin fiziksel, kimyasal ve mikrobiyolojik özellikleri belirlenmiştir.İzole edilen bakteri genel mikrobiyolojik analizler, karbonhidrat fermantasyon ve yağasidi profili testleri kullanılarak tanımlanmıştır. Antimikrobiyal bileşiğin inhibitör aktivitesiüzerine enzimlerin, pH`nın, ısıl işlemin, depolama koşullarının, bazı organik çözücülerin,deterjanların ve kimyasalların etkisi belirlenmiştir. İnhibitör maddenin antimikrobiyalspektrumu, üretimini etkileyen faktörler (besiyerinin başlangıç pH'sı, inokülüm miktarı,inkübasyon sıcaklığı, gelişme fazı ve farklı besiyerleri) incelenmiştir. Molekül ağırlığı isetrisin-SDS-PAGE ile saptanmıştır.İzole edilen bakterinin Gram-pozitif, kok şeklinde, haraketsiz, endospor, katalaz,jelatinaz, indol ve Voges Proskauer negatif, zayıf alfa-hemoliz pozitif, % 3,0-4,0 NaClkonsantrasyonunda, pH 4,5-9,6 ve 10-45oC'de gelişebildiği gözlenmiştir. Karbonhidratfermantasyonu ile yağ asidi profili analizi sonucunda bakterinin L. lactis spp. lactis olduğubelirlenmiştir. İnhibitör maddenin papain, pepsin, tripsin ve Ã-merkaptoetanole karşı duyarlı,ancak pankreatin, katalaz, amilaz ve lipaz enzimlerine, organik çözücülere (etanol, metanol,hekzan, klorofom, aseton, etil eter, isopropil alkol, formaldehit), deterjanlara (SDS, üre, tween80, triton X-100) ve EDTA'ya karşı dayanıklı olduğu belirlenmiştir. Bu sonuçlar bileşiğin birbakteriyosin olduğunu ortaya koymuş ve laktokosin BO olarak isimlendirilmiştir.Laktokoksin BO'nun antimikrobiyal spektrumunun geniş olduğu ve birçok Gram-pozitif veGram-negatif patojen bakteriler üzerinde inhibitör etkiye sahip olduğu saptanmıştır.Laktokoksin BO'nun yüksek ısıl işleme dayanıklı (90oC'de 30 dk), asidik ve nötral pH'lara(pH 2,0-9,0) karşı dayanıklı olduğu tespit edilmiştir. Liyofilize formda -20 ve -80oC'de 3 ay,konsantre formda ise -80oC'de 2 ay depolama sürecinde aktivitesini koruduğu saptanmıştır.Besiyeri MRS broth, inokülüm miktarı % 0,1, besiyeri başlangıç pH'sı 6,0-7,0 ve inkübasyonsıcaklığı 25ºC olduğu zaman laktokoksin BO'nun maksimum düzeyde üretildiğibelirlenmiştir. Laktokoksin BO'nun logaritmik gelişme fazında üretilmeye başlandığı vedurgun fazın başında üretiminin maksimum düzeye ulaştığı gözlenmiştir. LaktokoksinBO'nun molekül ağırlığının yaklaşık 5500 Da olduğu belirlenmiştir.Anahtar Kelimeler: L. lactis spp. lactis, laktokoksin BO, fiziko-kimyasal özellikler,antimikrobiyal spektrumu, moleküler ağırlığı

Abstract:
In this study, a bacterium isolated from boza was identified, and the physical, chemicaland microbiological properties of the inhibitory compound produced by this bacteria werecharacterized.The isolated bacterium was identified using general microbiological analysis,carbohydrate fermentation and fatty acid profile identification systems. The effects ofenzymes, pH, heat treatment, storage conditions, some organic solvents, detergents andchemicals on the inhibitory activity of the compound were determined. Antimicrobialspectrum of the inhibitor compound and factors affecting its production (initial pH ofmedium, amount of inoculum, incubation temperature, growth phase and different medium)were analysed. Its molecular weight was determined by tricine-SDS-PAGEThe isolated bacterium was Gram positive, coccus, non-motile, endospor, catalase,gelatinase, indol and Voges-Proskauer negative, weakly alpha-hemolyse positive, and able togrow in the presence of 3,0-4,0 % NaCl, and at pH 4.0 to 9.6 and 10-45oC. Based oncarbohydrate fermantation and fatty acid profile identification systems, the bacterium wasidentified as L. lactis spp. lactis BO. It was determined that its antimicrobial compound wassensitive to papain, pepsin, trypsin and Ã-mercaptoethanol, but resistant to pancretaine,catalase, amylase and lipase enzymes, and organic solvents (ethanol, methanol, hexane,chloroform, acetone, ethyl ether, isopropilalcohole, formaldehyde), detergents (SDS, urea,Tween 80, Triton X-100) and EDTA. These results show that this compound is a bacteriocinand named as lactococcin BO. Lactococcin BO has a wide inhibitory spectrum since it wasactive against several Gram-positive and Gram-negative foodborne pathogens and foodspoilage bacteria. Lactococcin BO maintained its activity after high heat treatment (90ºC/30min), at acidic and neutral pH?s (2,0-9,0), and after storage at (-20)-(-80)ºC for 3 months inthe lyophilized form and at -80ºC for 2 months in the concentrated form. It was observed thatlactococin BO was produced maximum level when MRS broth was used as a medium, andinoculum amount 0.1 %, initial pH of medium 6,0-7,0 and incubation temperature 25ºC.Lactococcin BO began to produce during the logarithmic phase of L. lactis spp. lactis BO andits production reached maximum level at the beginning of stationary phase. It was found thatmolecular weight of lactococcin BO was about 5500 Da.Key Words: L. lactis spp. lactis, lactococcin BO, physico-chemical properties, antimicrobialspectrum, molecular weight