Salamura beyaz peynirden izole edilen bazı laktokok, enterekok ve laktobasil suşlarının proteolitik aktivite, bakteriyosin etkenliği ve biyogen amin oluşumu açısından karşılaştırılması

Abstract

ÖZET Doktora Tezi SALAMURA BEYAZ PEYNİRDEN İZOLE EDİLEN BAZI LAKTOKOK, ENTEROKOK VE LAKTOBASİL SUŞLARTNIN PROTEOLİTİK AKTİVİTE, BAKTERİYOSİN ETKENLİĞİ VE BİYOGEN AMİN OLUŞUMU AÇISINDAN KARŞILAŞTIRILMASI Fügen DURLU ÖZKAYA Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Nezihe TUNAİL Türkiye'nin çeşitli yörelerinden sağlanmış olan 30 adet Beyaz peynir örneği kullanılarak, 13 adet Lactococcus lactis subsp. lactis, 14 adet Lactobacillus plantarum, 3 adet Lactobacillus casei, 1 adet Lactobacillus lactis, 18 adet Enterococcus durans, 29 adet Enterococcus faecium ve 7 adet Enterococcus faecalis olmak üzere 85 adet suş izole edilmiştir. Bu bakterilerin starter kültür özelliklerini belirlemek amacıyla asit üretimleri, proteolitik aktiviteleri, antibakteriyel aktiviteleri, dekarboksilaz aktiviteleri ve dekarboksilaz aktivite yetenekleri dikkate alınarak seçilen 9 adet Lactococcus lactis subsp. lactis, 4 adet Lactobacillus plantarum, 2 adet Lactobacillus casei, 1 adet Lactobacillus lactis, 5 adet Enterococcus durans, 11 adet Enterococcus faecium ve 4 adet Enterococcus faecalis olmak üzere 36 adet susun biyogen amin oluşturma düzeyleri yüksek performanslı sıvı kromatografi (HPLC) kullanılarak belirlenmiştir. Ayrıca çeşitli süpermarketlerden tesadüfi olarak toplanan salamura Beyaz peynirlerin biyogen amin düzeyini belirlemek amacıyla da starter kültür kullanılarak (13 adet) ve starter kültür kullanılmadan (9 adet) üretilmiş olan 22 adet Beyaz peynir örneği incelenmiştir. Bunun dışımda enterokoklan temsilen seçilen Enterococcus durans Ed.31 susunun biyogen amin üretiminde tuzun, pH'nın, inkübasyon sıcaklık ve süresinin etkisi incelenmiştir. Asit üretim yeteneği açısından laktokok suşlannın hiçbirinin starter olarak kullanılamayacağı, laktobasil ve enterokok suşlannın da düşük düzeyde asit ürettikleri ancak bu suşlardan diğer özellikleri de dikkate alınarak seçilenlerin asit üretimi yüksek laktokoklarla kombine edilerek miks kültür olarak kullanılabilecekleribelirlenmiştir. Bakterilerin tamamının proteolitik aktivite değerlerinin yüksek olduğu ancak en düşük proteolitik aktivite gösteren Lactococcus lactis subsp. lactis SL3 (25.4 ug tirosin/ml), Lactobacillus plantarum Lp21 (29,4 ug tirosin/ml) ve Enterococcus faecium Efin F10 (29.3 ug tirosin/ml) gibi suşlarm starter kültür kombinasyonunda yer alabileceği düşünülmektedir. Antibakteriyel aktiviteye sahip oılması bakımından bakımından özellikle patojen bir mikroorganizmayı {Listeria monocytogenes) inhibe etme özelliğinde olan Lactococcus lactis subsp. lactis suşlan (SL15, SL24, SL32, SL36, SL37, SL47) ile enterokok suşlarmdan Efs.F23, Efs.F24, Ed.E12, Ed.E13, Ed.E18, Ed.E19, Ed.E20, Ed.E22, Ed.E27, Ed.E29, Ed.E31, Ed.E36, Ed.E50, Efin.Ell, Efm.Elö, Efin.E43'ün diğer özelliklende dikkate alınarak starter kombinasyonuna katılabileceği, laktobasil suşlannm ise Gram pozitif bakterilerin yanı sıra Escherichia coli, Yersinia enterocolitica gibi Gram negatif bakterileri de inhibe etme yetenekleri nedeniyle tamamının starter kombinasyonunda yer alabileceği saptanmıştır. Dekarboksilaz Agar besiyeri kullanılarak dekarboksilasyon özellikleri saptanan suşlarda hatalı negatif sonuçlarla karşılaşıldığından, elde edilen sonuçların suşlann biyogen amin üretimlerinin belirlenmesinde güvenilir bir gösterge olmadığı belirlenmiştir. Bakterilerin biyogen amin üretimleri incelendiğinde laktokoklann genellikle biyogen amin üreticisi olmadığı ancak bazı suşlarm (SL35; 110,764 mg/100ml, SL24; 129.085 mg/lOOml ve SL34; 186,385 mg/lOOml) yüksek miktarda biyogen amin oluşturdukları, laktobasil suşlannm önemsenmeyecek düzeyde, enterokok suşlannm ise tamamının biyogen amin ürettikleri saptanmıştır. Piyasadan sağlanan Beyaz peynir örneklerinin, toksik dozun altında biyogen amin içerdiği, tiramin (9.4 mg/100g), kadaverin (9.3 mg/100g) ve putresin'in (9.1 mg/100g) dominant aminler olduğu ortaya konmuştur. Enterococcus durans Ed.E31 susunun biyogen amin üretimini etkileyen faktörler incelendiğinde, anan NaCl konsantrasyonunun, düşük pH'nın, düşük inkübasyon sıcaklığının ve uzun inkübasyon süresinin biyogen amin oluşumunu kısıtladığı belirlenmiştir. 2001, 134 sayfa ANAHTAR KELİMELER : Lactococcus subsp., Lactobacillus subsp., Enterococcus subsp., starter kültür, biyogen amin. wmtMmm&mm wmmm

ABSTRACT Ph.D. Thesis A COMPARATIVE STUDY ON PROTEOLYTIC ACTIVITY, BACTERIOCIN EFFICIENCY AND BIOGENIC AMINE FORMATION OF SOME LACTOCOCCUS, ENTEROCOCCUS AND LACTOBACILLUS STRAINS ISOLATED FROM WHITE PICKLED CHEESE Fügen DURLU ÖZKAYA Ankara University Graduate School of natural and applied Sciences Department of Food Engineering Supervisor: Prof. Dr. Nezihe TUNAİL Thirty samples of Beyaz (white pickled) cheese were randomly collected from the market of various cities in Turkey and were used for isolation of bacteria. 13 strains of Lactococcus lactis subsp. lactis, 14 strains of Lactobacillus plantarum, 3 strains of Lactobacillus casei, 1 strain of Lactobacillus lactis, 18 strains of Enterococcus durans, 29 strains of Enterococcus faecium, 7 strains of Enterococcus faecalis were identified. Acid production, proteolytic activity, antibacterial activity and decarboxylase activity of the strains were tested. Based on decarboxylase activity, 9 strains of of Lactococcus lactis subsp. lactis, 4 strains of Lactobacillus plantarum, 2 strains of Lactobacillus casei, 1 strain of Lactobacillus lactis, 5 strains of Enterococcus durans, 1 1 strains of Enterococcus faecium, 4 strains of Enterococcus faecalis were selected and tested for the capability of biogenic amine production by High Performance Liquid Chromatography (HPLC). On the other hand twenty two samples of Beyaz cheese were randomly collected from supermarkets; 13 were prepared with, the others prepared without starter culture for determination of biogen amine content. In addition the effect of NaCl, pH, incubation temperature and duration on biogenic amine production of Enterococcus durans Ed.E3 1 as representative of Enterococcus were determined. For the capability of acid production, Lactococcus lactis subsp. lactis strains can not be used. Acid production of Lactobacillus and Enterococcus strains were also low. However some Lactobacillus and Enterococcus strains can be selected and mixed withhigh acid producing strains of Lactococcus. Proteolytic activities of all strains of bacteria were high, however we believe that, proteolytic activity showing strains Lactococcus lactis subsp. lactis SL3 (25.4 fig tirosin/ml), Lactobacillus plantarum Lp21 (29.4 ug tirosin/ml) and Enterococcus faecium Efm.FlO (29.3 ug tirosin/ml) could be used in mix starter culture combinations. Lactococcus lactis subsp. lactis strains (SL15, SL24, SL32, SL36, SL37, SL47), and enterococci (Efs.F23, Efs.F24, Ed.E12, Ed.E13, Ed.E18, Ed.E19, Ed.E20, Ed.E22, Ed.E27, Ed.E29, Ed.E31, Ed.E36, Ed.E50, Efin.Ell, Efm.Elö, Efin.E43) which can inhibit Listeria monocytogenes, could be used in the starter combination. Also because of inhibition capability of Lactobacillus strains against Gram negative bacteria like Escherichia coli, Yersinia enterocolitica and Gram positive bacteria, all strains of lactobacilli can be used in the starter combination. Since false negative and possitive results were observed for decarboxylative properties in some strains by using Decarboxylase Agar medium, they are not reliable indicator on determination of biogen amine production of strains. Biogen amine production of bacteria were examined and it was observed that lactococci are generally not biogen amine producers although some strains (SL35; 110.764 mg/lOOml, SL24; 129.085 mg/100ml ve SL34; 186.385 mg/100ml) are produced higher amount of biogen amine while lactobacilli are produced at an insignificant level. On the other hand all enterococci are produced biogen amine. It was established that, the concentration of the amines in the samples of Beyaz cheese obtained from supermarkets, was much lower than the toxic level. Tyramine (9.4 mg/100g), cadaverine (9.3 mg/100g) and putrescine (9.1 mg/100g) were the dominant biogenic amines present in Beyaz cheese samples. The factors influencing the biyogen amine production of Enterococcus durans Ed.E31 was investigated and it was found that the biogen amine production was inhibited by the high NaCl concentration, low pH, low incubation temperature and long incubation time. 2001, 134 pages KEY WORDS : Lactococcus subsp., Lactobacillus subsp., Enterococcus subsp., starter culture, biyogen amine