Lactobacillus bulgaricus ve stepcoccus thermophilus bakterilerinin metabolik ve antimikrobiyal aktiviteleri üzerine bazı fiziksel ve kimyasal mutagenlerin etkisi

Abstract

LACTOBACILLUS BULGARICUS VE SREPTOCOCCUS THERMOPHILUS BAKTERİLERİNİN METABOLİK VE ANTİMİKROBİYAL AKTİVİTELERİ ÜZERİNE BAZI FİZİKSEL VE KİMYASAL MUTA GENLERİN ETKİSİ (Doktora Tezi) Belma ASLIM GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KASIM 1994 ÖZET Bu araştırmada, fermente süt ürünlerinde starter olarak kullanılan Lactobacillus bulgaricus ve Streptococcus thermophilus suşları piyasadan toplanan yoğurt örneklerinden izole edilmiş ve identifikasyon testleri yapılmıştır. L. bulgaricus suşlanmn proteolitik aktivite, laktik asit ve asetaldehit üretimleri tespit edilmiştir. S. thermophilus suşlanmn da proteolitik aktivitesi, laktik asit ve diasetil üretimleri belirlenmiştir. Metabolik aktiviteleri tespit edilen suşlar arasından 5 suş seçilerek, (X5,L, Y1,L, C8,S, C10,S, C27,S) kimyasal mutagen olarak farklı konsantrasyonlarda akriflavin, fiziksel mutagen olarak da farklı sürelerde 254 nm dalga boyunda UV işim uygulanmıştır. Seçici besiyerlerinden seçilen mutant suşlar ile atasal suşlaraı metabolik aktiviteleri tespit edilmiş ve üç aylık periyotlarda metabolik aktiviteleri incelenerek, mutant suşlardaki geriye dönüşüm oranlan belirlenmiştir. Aynca atasal suşlann ve mutantlannın E. coli, S. aureus koagulaz (-) ve S. aureus koagulaz (+) suşları üzerine inhibisyonik etkilerine bakılmıştır. Yapılan mutasyon çalışmalarında mutant suşlann ilk ölçümlerde atasal susa göre, büyük oranda metabolik aktivitelerinde artış belirlenirken, üç aylık periyotlarda yapılan ölçümlerde mutantlarınII metabolik aktivitelerinde düşme olduğu tespit edilmiştir. Mutant suşlarm geri dönüşüm oram ~ %30 ile %80 arasmda belirlenmiştir. Üç aylık periyotlarda yapılan ölçümlerde hiç düşme göstermeyen veya çok az miktarda azalma gösterdiği halde yine de atasal suşdan yüksek metabolik aktiviteye sahip, mutant suşlar belirlenmiştir. L. bulgaricus suşlarının S. thermophilus suşlarma göre daha fazla inhibisyonik etkiye sahip olduğu, gerek atasal susun gerekse mutantlarmın S. aureus koag. (+)'den daha çok S. aureus koag. (-)'de inhibisyon oluşturduğu tespit edilmiştir. S. therınophilus'un atasal ve mutant suşlarının hiç birinin S. aureus koag. (+) üzerinde antimikrobiyal etkiye sahip olmadığı belirlenmiştir. L. bulgaricus'xm bazı mutant suşlarının bu üç bakteri üzerinde atasal suşdan daha fazla inhibisyonik etkisinin olduğu tespit edilmiştir. Plazmid DNA çalışmasında, C8,S atasal susunda 22.4, 11.34 ve 10.40 kb ağırlığında 3 plazmid saptanmıştır. Mutant suşlardan da C8,S18, C8,S13, C8,S8, C8,S3, C8,S5, C8,S6, C8,S14 ve C8,S16'nın plazmid profilleri çıkarılmış, C8,S13 mutant susunun haricinde diğer mutant suşlarm plazmid profillerinin atasal suşla aynı olduğu tespit edilmiştir. C8,S13 mutant susunda üç plazmidin haricinde, 7.96, 5.66 ve 2.92 kilobaz ağırlığında üç farklı plazmidin olduğu görülmüştür. Bu araştırmada mutasyon çalışmaları ile endüstride kullanılabilecek üstün metabolik aktivitelere sahip mutant suşlar elde edilebileceği, fakat bu suşlarm depolama süresi içinde ve yapılan pasajlar sırasmda üstün özelliklerini kaybetme oranının yüksek olduğu sonucuna varılmıştır. Üç aylık periyotlarda yapılan ölçümlerde üstün metabolik aktivitelere sahip ve metabolik aktivitelerinde düşme göstermeyen suşlarda, yapılacak genetik çalışmalarla bu özelliklerin sürekliğinin sağlanabileceği düşünülmektedir. Bilim Kodu : 401.02.00 Sayfa Adedi : 151 Anahtar Kelimeler: Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus, UV, Akriflavin, Mutasyon, Metabolik Ürünler, Antimikrobiyal aktivite, Plazmid. Tez Yöneticisi : Doç.Dr. Yavuz BEYATLI

m EFFECT OF SOME CHEMICAL AND PHYSICAL MUTAGENSIS ON METABOLIC AND ANTIMICROBIAL ACTIVITES OF SOME L. BULGARICUS AND S. THERMOPHILUS STRAINS. (Phd. Thesis) Belma ASLIM GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY ABSTRACT In this research Lactobacillus bulgaricus and S. thermophilus strains have been isolated from Turkish yoghurt and identified. Proteolytic activity, lactic acid and acetaldehyde production by L. bulgaricus and proteolytic activity, lactic acid and diacetyl production by S. thermophilus strains have been estimated. From both cultures, five strains have been selected for studying mutagenesis. Chemical mutagenesis of acriflavine and physical mutagenesis 254 nm UV irradiation were applied on the selected strains. From both applications, mutant strains were selected. Metabolic activity of parent and mutant strains were determined periodically every three months and remutation were calculated. Also, antigosnistic activites of these cultures on the test bacteria E. coli, S. aureus coagulase (-) and S. aureus coagulase (+) were measured. The mutant strains were produced higher metabolic compounds compared with the parent strains in the first three months periodical estimation. But, the amount of metabolic compounds after three periodical estimation were decreased. The remutation average were calculatedIV between ~%30 and %80. Some of the mutant strains were selected on the basis of stability for the production of higher metabolic compounds. L. bulgaricus strains have showed more inhibition on the test bacteria compared with the S. thermophilus strains. Parent and mutant strains of the former bacteria had more antigonistic activities on S. aureus coagulase (-) than S. aureus coagulase (+). Also, some of the mutant strains had more inhibition on the test bacteria compared with the parent culture. The plasmid-DNA profiles of C8,S strain were determined and had 3 plasmids, their molacular weight were 22.4, 11.34, 10.4 kb. Thier mutant strains C8,S18, C8,S13, C8,S8, C8,S3, C8,S5, C8,S6, C8,S14 and C8, S16 had the same plasmids as parent C8,S culture. Only, C8,S13 mutant strain in aditional 3 plasmid had contained three other plasmids with molecular weight 7.97, 5.66 and 2.92 kb. In this research the aim was to select industrial cultures by using mutagenesis. The results showed that the strains which maintained and transfered periodically had a higher lost in their characteristcs. The strains which have showed stability and higher metabolic compound production through periodical estimation, these strains may maintained their characteristics and stability with the excess of genetic studies. Science Code Page Number Key Words :401.01.00 :151.Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus, UV, Acriflavine, Mutation, Metabolic compounds, Antimicrobial Activity, Plasmid. Adviser : Assoc. Prof.Dr. Yavuz BEYATLI