Bazı gıdalardan izole edilen bakterilerin probiyotik özelliklerinin araştırılması
Investigation of probiotic properties of lactic acid bacteria strains from some foods
Yazar: MURAT DOĞAN
Danışman: PROF. DR. HAYDAR ÖZPINAR
İstanbul Aydın Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology ; Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: Çiğ süt = Raw milk

Özet:
Probiyotikler insan vücut mukozasında ve gastrointestinal sistemlerinde koloni oluşturan ve yaptıkları faaliyetler sonucunda sağlığı olumlu yönde etkileyen mikroorganizmalardır. Probiyotikler sağlığa iyi yönde katkıları dolayısıyla ve hastalıkların tedavisinde doğal destekleyiciler olarak kullanılabilmektedir. Probiyotiklerin etkili olabilmesi için öncelikli olarak mide asitlerine ve safra tuzlarına dayanım göstermesi ve bağırsaklara transferlerinden sonra epitel hücrelere yapışarak canlı koloni oluşturması gerekmektedir. Günümüzde hastalıklara karşı koruyucu etkileri ve sağlıklı gıdaların tüketimine yönelik yoğun ilginin ortaya çıkışına bağlı olarak probiyotiklere ilgi artırmıştır. Bu araştırmada probiyotik özellikleri olduğu bilinen ve doğal özellikleri korunmuş bazı gıdalardan alternatif probiyotik özelliğine sahip türlerin ortaya çıkartılması amaçlanmıştır. Araştırmamızda 10 adet boza, 40 adet peynir, 20 adet kefir ve 60 adet çiğ süt olmak üzere toplam 130 gıda örneği mikrobiyolojik bakımdan incelenmiştir. Sonuçta; 127 adet Enterococcus faecium, 7 adet Lactobacillus plantarum, 5 adet Lactobacillus paraplantarum ve 5 adet Lactobacillus brevis olmak üzere toplam 144 adet probiyotik etkisi gösterebilecek bakteri MALDI-TOF MS  (VITEK® MS) ile karakterize edilerek tiplendirilmiştir. Daha sonra ise bu bakterilerin probiyotik özelliklerine uygunluğu konusunda gerekli olan tüm testler sırasıyla uygulanmıştır. Karakterize edilen 144 adet bakteriden sadece 35 adeti mide pH'sına dayanıklı olduğu saptanmıştır. Bir sonraki basamakta ise yine 35 adet izolatlardan sadece 8 adeti safra tuzu koşullarında canlılıklarını devam ettirebilmiştir. Safra tuzu dayanıklı izolattan sadece 6'sının hidrofobisite yeteneğine sahip olduğu belirlenmiştir. Kalan 6 adet izolatın antimikrobiyel direnç durumları incelenmiş dirençliliğe ve Genişlemiş Beta Laktamaz (GSBL) varlığına rastlanmamıştır. İncelemeler sonunda 144 adet izolattan sadece 6  (4,1 %) bakterinin probiyotik özelliklere sahip olduğu görülmüştür. Bunlarda; 3 adet Lactobacillus brevis bozadan ve 3 adet Lactobacillus plantarum türü kefirden izole edilmişlerdir. Kefir ve bozadan probiyotik özellik gösteren bakteri izole edilirken diğer gıda örnekleri olan süt ve peynirden ise probiyotik özellik gösteren bakteri izole edilememiştir. Pearson'un non parametrik istatistiksel korelasyonuna göre izolatların Gastrointestinal Sistem'te safra tuzlarına dayanımlarının asitliğe göre daha yüksek olduğunu, proteolitik aktiviteleri ile Ekzopolisakkarit (EPS) ve laktik asit üretimleri ve gıdalarda canlılıklarını sürdürmeleri arasında anlamlı ilişki olduğunu (P<0,01) ve safra tuzu dayanımları ve EPS üretiminin patojenleri inhibe edici özellik gösterdiğini (P<0,05) ortaya koymuştur. Sonuç olarak, kefir ve boza gibi doğal gıda ürünlerinden izole edilen transgenetik olmayan mikroorganizmalar içinden probiyotik bakterilerin endüstriyel probiyotiklere alternatif olarak üretilebileceği bu araştırmada saptanmıştır.

Abstract:
Probiotics have significant benefits for the human health. Therefore, they can be used as natural support for the treatment of disease. Probiotics positively affect the gastrointestinal tract  as a result of their activities. Probiotics are colony-forming bacteria in the human body mucosa and gastrointestinal tract. It stimulates mucosal and systemic immunity. In order for probiotic bacteria to be effective, they need to resist stomach acidity and bile salts, and can reach a large number of intestinal systems alive. They need to survive on the epithelial cell surfaces of intestinal mucosa and be colonized. The recent studies on probiotics provided that they  contribute to lactose digestion, cancer preventing effect, stimulating immune system, reducing allergy preventive effect on cardiovascular disease, hypertension inhibitory effect, inhibitory effect of urogenital diseases, gastritis and ulcer-inhibiting effect was found for preventive effect on hepatic encephalopathy. In the present time, for the protective effect against diseases and consumption of healthy foods due to the emergence of the strong interest and increased interest in probiotics. Therefore, their well-known probiotic properties and natural features are intended to elicit alternative strains of preserved food. In this study, a total of 130 food samples (10 Boza, 40 cheeses, 20 pcs kefir and 60 raw milk) were microbiologically examined for the presence of probiotic bacteria. 144 strains were isolated, and identified by using MALDI-TOF MS (VITEK® MS). All necessary tests in compliance with the probiotic properties of these bacteria were applied. Of 144 bacterial strains, only 35 were resistant to gastric pH. After that, only 8 isolates from 35 isolates were able to survive under bile salt conditions. It was determined that only 6 of bile salt-resistant isolates have hydrophobicity ability. The remaining 6 isolates were examined for antimicrobial resistance and the presence of extended-spectrum beta-lactamases (ESBL) resistance, and no strain was found as ESBL positive. Finally, we revealed that only 6 (4.1%) bacteria of 144 isolates were found to have probiotic properties, including . 3 Lactobacillus plantarum from kefir and  3 Lactobacillus brevis from boza. However, no probiotics could be isolated from other food samples such as milk and cheese. Statistically, Pearson's non-parametric statistical correlations based on GIS isolates is higher than the acidity of resistance to bile salts showed a significant association with bile salt resistance (P <0.05) revealed. As a result, alternative non-transgenic strains of probiotic bacteria for industrial probiotics isolated from natural food products we were determined. Therefore, presented that probiotic bacteria could be produced as an alternative to industrial probiotics through non-transgenic microorganisms isolated from natural food products such as kefir and boza.