Investigation of probiotic and biosurfactant properties of lactobacillus isolated from different fermented foods

Abstract

Laktik asitbakterileri, fermente gıdalarda doğal biyokoruyucu olarak uzun yıllardan beri kullanılmaktadır ve ayrıca bu bakterilerin konağın sağlığı üzerine yararlı etkilerinin olduğu bilinmektedir. Bununla birlikte, bir Laktobasillus suşunun probiyotik olarak seçilirken suşun fizyolojik karakterizasyonunun bilinmesi önemlidir. Bu çalışmada 50 farklı süt ürününden, 103 Lactabacillussuşu izole edildi. Bu suşların fenotopik karakterizasyonu sonucunda hepsinin gram pozitif, oksidaz ve katalaz negatif basiller olduğu görüldü. Suşların probiyotik olarak değerlendirilmesinde, düşük asit ve yüksek safra tuzu konsantrasyonlarını tolere edebilme, pepsin ve pankreatine dayanıklılık gibi özelliklerine bakıldı. Sonuçta sadece probiyotik olabilme potansiyeline sahip 14 Lactobacillus suşu ileri analizlere dahil edildi. Bu testler seçilen 14 suşun antibiyotik duyarlılık profillerini, biyogüvenlik değerlendirmelerini (hemolitik özelliklerinin olmaması); çeşitli patojen bakterileri inhibe etme ve in vitro olarak HT-29 hücre hattına bağlanma yeteneklerini ortaya çıkardı. Bahsi geçen bu test sonuçlarına göre dokuz suşun (TLB 504, TLB 506, TLB 509, TLB 513, TLB 514, TLB 554, TLB 580, TLB 582 ve TLB 590) iyi probiyotik özellik gösterdiği kanısına varıldı. TLB 504 ve TLB 509 suşlarının en fazla bağlanma özelliği gösteren suşlar olarak belirlenirken, seçilen 14 suşun hepsinin, organik asit veya hidrojen peroksidaz ya da bunların her ikisini ortama salarak bakterileri inhibe ettikleri gösterildi. On dört suş, biyosürfaktan adı verilen başka bir antimikrobiyal madde üretme yetenekleri bakımından da karakterize edildi. On dört suştan altısının (TLB 582, TLB 504, TLB 506, TLB 509, TLB 513 ve TLB 590) hücre bağımlı biyosürfaktan üretebildiği tespit edildi. Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization, Time of Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF) ve 16S rDNA sekans analizlerine göre dokuz suş L. plantarum olarak tanımlandı. Sonuç olarak bu çalışmada fermente süt ürünlerinden potansiyel probiyotik özelliği olan Lactobacillus suşları elde edilebildi.

Lactic acid bacteria have been used for many years as natural bio preservatives in fermented foods with health benefits to the host. Selection of strains as a probiotic is very important which is mainly based on evaluating the physiological characteristics of the selected Lactobacillus strains. In the current study, a number of 103 Lactobacillus strains were recovered from 50 different dairy products. Phenotypic characterization of the strains indicated that all them were gram-positive, oxidase and catalase negative bacilli. The characteristic of these strains as a probiotic strain primarily were based on their tolerance to low acid and high bile salt concentration, resistance to pepsin and pancreatin at various concentrations. Finally, 14 Lactobacillus strains were selected for further analysis for the probiotic potentials. These tests revealed resistance to antibiotics, biosafety assessment (absence of haemolytic properties); ability to inhibit different pathogens, in vitro ability to adhere to the HT-29 cells. Based on these tests, only nine strains, TLB 504, TLB 506, TLB 509, TLB 513, TLB 514, TLB 554, TLB 580, TLB 582, TLB 590 that could have good probiotic properties were identified. While TLB 504 and TLB 590 strains were the most adherent bacteria among nine strains, all 14 strains inhibitited the pathogenic bacteria by releasing of organic acid or hydrogen peroxidase or both. The 14 strains were analyzed for their ability to produce other antimicrobial substances such as biosurfactants. Six out of the 14 Lactobacillus strains, TLB 504, TLB 506, TLB 509, TLB 513, TLB 582, TLB 590, were able to produce cell bounded biosurfactants. Based on Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization, Time of Flight Mass Spectrometry (MALDI-TOF) and 16S rDNA sequence analysis all nine strains were identified as L. plantarum species. In conclusion, from this study potential probiotic Lactobacillus strains could be recovered from fermented dairy food products.