Probiyotik özellik taşıyan gıda ve insan kaynaklı laktobasillerin izolasyonu tanımlanması ve bakteriyosin üretim yeteneklerinin karakterizasyonu
Isolation and identification of probiotic lactobacilli orginated from food and human and characterization of the ability of bacteriocin production
Yazar: BAŞAR UYMAZ
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA AKÇELİK
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Biyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Biyoteknoloji = Biotechnology
Dizin: Bakteriyosinler = Bacteriocins ; Lactobacillus = Lactobacillus ; Pediococcus = Pediococcus ; Probiyotikler = Probiotics

Özet:
Bu çalışmada; farklı yaş gruplarına mensup insan gayta ve Türkiye'nin farklı yörelerinden sağlanan fermente gıda örneklerinden, 28 adet antimikrobiyel aktiviteye sahip bakteri izole edildi. Biyokimyasal testlere ve 16S rDNA dizi analizine göre bu izolatların; 8 adedi Lactobacillus casei, 9 adedi Lactobacillus plantarum, 8 adedi Lactobacillus brevis ve 3 adedi ise Pediococus pentosaceus olarak tanımlandı. Tanımlanan laktik asit bakteri gruplarında, plazmid içerikleri bakımından farklılıkların tespit edilmesi söz konusu türlere ait üyelerin farklı biyovaryeteler olduğuna işaret etmiştir. Türkiye kökenli laktik asit bakterilerinin düşük pH değerlerine (pH 3) ve pH-pepsin uygulamalarına gösterdikleri direnç düzeyleri probiyotik özellik için tanımlanan sınırlar içinde bulundu. Buna karşılık; Lactobacillus casei BH96, BH101 ve BG35 pankreatin ve safra tuzu uygulamasına karşı hassasiyet gösterdiği için, probiyotik seçim kriterlerine uygun bulunmadı. ?-hemolitik özellik gösteren suşlarda, özellikle tedavide kullanılan antibiyotikler için yüksek dirençlilik düzeyleri saptandı. Pediococus pentosaceus BH105 suşu tarafından üretilen bakteriyosinin (1600 AU/mL) yüksek sıcaklık ve pH stabilitesine sahip pediosin; Lactobacillus brevis BG18 suşu tarafından üretilen bakteriyosinin (800 AU/mL) glikolipit yan gruplarına sahip brevisin, Lactobacillus plantarum BG33 bakteriyosinin (400 AU/mL) ise düşük sıcaklık stabilitesine sahip, lipaz uygulamasına dirençli plantasirin benzeri bakteriyosin olduğu saptandı. Pediococus pentosaceus BH105, Lactobacillus brevis BG18, Lactobacillus plantarum BG33 bakteriyosinlerinin trisin sodyum dodezil sülfat-poliakrilamid jel elektroforez (Trisin-SDS-PAGE) sistemi kullanılarak yapılan analizinde, moleküler büyüklükleri sırasıyla 5.0 kDa, 2.5 kDa ve 2.7 kDa olarak tespit edildi. BH105, BG18 ve BG33 suşlarının Caco-2 hücrelerine sırasıyla % 10.12 (±2.4), % 5.93 (±0.64) ve % 2.85 (±0.9) oranında tutunduğu saptandı. Yarışma denemelerinde BH105, BG18 ve BG33; E.coli LMG 3083 suşunun tutunmasını sırasıyla % 88.72 (±5.53), % 83.08 (±2.51) ve % 77.66 (±5.91), S. Typhimurium SL1344 suşunun tutunmasını ise sırasıyla % 60.64 (±10.97), % 77.94 (±3.04), % 61.76 (±4.08) oranında azalttığı belirlendi.

Abstract:
In this study, 28 bacteria that endowed with antimicrobial activity were isolated by the faeces that belongs to different age group people and by providing fermented foods from different places of Turkey. In regard to biochemical tests and 16S rDNA sequence analyzes, the 8 of the isolates were described as Lactobacillus casei, 9 of them were described as Lactobacillus plantarum, 8 of them were described as Lactobacillus brevis and 3 of them were described as Pediococus pentosaceus. The observed differences in described lactic acid bacteria groups in terms of plasmid contents, mark that the mentioned species were different bio-varieties. The resistance levels of Turkey origin lactic acid bacteria to the applications of low levels of pH values (pH 3) and pH-pepsin were found in the range for defined probiotic attribution level. In contrast to this, Lactobacillus casei BH96, BH101 and BG35 were not found as suitable for the probiotic selection criteria since their sensitives to pancreatic and bile salt applications. High resistance levels were found for ?-hemolytic strains to the antibiotics which especially used for therapy. The bacteriocin (1600 AU/mL) produced by Pediococus pentosaceus BH105 were characterized as pediocin like bacteriocin with high pH and heat stability. The bacteriocin (800 AU/mL) produced by Lactobacillus brevis BG18, were defined as brevicin like bacteriocin with glicolipid moiety. The bacteriocin of Lactobacillus plantarum BG33 (400 AU/mL), defined as plantacirin like bacteriocin which resistant to lipase treatment, with low heat stability. Molecular mass of Pediococus pentosaceus BH105, Lactobacillus brevis BG18, Lactobacillus plantarum BG33 bacteriosins was found as 5.0 kDa, 2.5 kDa ve 2.7 kDa, respectively by the tricin sodium dodesil sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (Tricin-SDS-PAGE) system. The adhesion ratio of BH105, BG18 and BG33 to the Caco-2 cells as 10.12% (±2.4), 5.93% (±0.64) and, 2.85% (±0.9), respectively. In competition tests; BH105, BG18 and BG33 were reduced E. coli LMG 3083 adhesion at the rates of 88.72 % (±5.53), 83.08% (±2.51) and % 77.66 (±5.91) and S. Typhimurium SL1344, adhesion at the rates 60.64 %(±10.97), 77.94% (±3.04), 61.76 %(±4.08), respectively.