Isolation, phenotypic and genotypic characterization of yoghurt starter bacteria

Abstract

Fermente süt ürünlerinin üretiminde starter olarak bilinen saf kültürlerkullanılır. Yoğurt L. delbrueckii ssp. bulgaricus ve S. thermophilus bakterilerininsütteki simbiyotik etkileşimleri sonucunda oluşur. Bakteriler laktozdan laktik asitüreterek sütün pıhtılaşmasını sağlarlar. Ürettikleri diğer ürünler de yoğurdunaroması, asitliği ve yapısına katkıda bulunur. Geleneksel olarak bir önceki yoğurtlayeni yoğurdu aşılama metodu yüzyıllardır kullanılmaktadır. Ancak değişken sonürünlerle sonuçlanan bu metod standart ürün almak zorunda olan endüstrininihtiyacına yanıt vermemektedir. Endüstri fizyolojik, biyokimyasal ve genetik olaraktanımlanmış kültür kullanımını tercih etmektedir.Bu nedenle Anadolu'daki doğal yoğurt örneklerinden yoğurt kültürlerininizolasyonu ve tanımlanması, halen starter kültürlerini yurt dışından alan Türk Süt veSüt Ürünleri endüstrisi için önem taşımaktadır. Ayrıca Anadolu'daki laktik asitbakteri çeşitliliğinin koruma altına alınmasına da katkıda bulunacaktır. Bu bakışaçısıyla, çalışmamızın amacını geleneksel yöntemle yapılmış olan doğal yoğurtörneklerinden starter kültürlerinin izolasyonu, biyokimyasal ve molekülertanımlaması oluşturmaktadır.Çalışmanın sonunda toplam 66 kok ve 71 basil izolatı elde edilmiştir.Biyokimyasal tanımlama sonuçlarına göre bütün basil izolatları L. delbrueckii ssp.bulgaricus olarak belirlenmiştir. Kok izolatları oldukça değişken şeker fermantasyonprofilleri göstermiş olup, ancak 7 tanesi tam olarak S. thermophilus olaraktanımlanmıştır. Moleküler karakterizasyon, ribosomal RNA genlerinin 16S-ITS(Internal Transcribed Spacer) bölümünün amplifikasyonu ve RFLP'lerinin(Restriction Fragment Length Polymorphism) karşılaştırılmasına dayanmaktadır.Moleküler karakterizasyonda türe özgü PCR (Polimeraz Zincir Reaksiyonu) ve 16Sdizileme analizleri doğrulama yapılmıştır. Moleküler metodlarla bütün izolatlarbaşarılı bir şekilde tanımlanabilmiştir.

Specific bacteria cultures, known as starters, are used for manufacturing offermented milk products. Yoghurt is made from milk by the protocooperative actionof well known starters, namely Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus andStreptococcus thermophilus. They lead to coagulation of milk by lactic acidfermentation and other products give the characteristic properties, such as acidity,aroma, and consistency. Traditional method, using part of a previous batch toinoculate a new batch, have been used for centuries. Such cultures lead to variableperformance, however industrial production needs consistency. The method of choiceis the use of bacterial strains with known physiological, biochemical and genotypiccharacters.The isolation and identification of natural starters is a need not only for thedairy industry, which still import starters abroad, but also for the preservation ofnatural lactic acid bacteria diversity of Anatolia. With this perspective, the aim of ourstudy was the isolation of starters from artisanal yoghurts, and their biochemical andmolecular characterization.At the end of the study, 66 cocci and 71 bacilli were isolated. According tobiochemical identification, all the bacilli isolates were found to be L. delbrueckii ssp.bulgaricus, however cocci isolates showed highly variable sugar fermentation resultsand only 7 of them were characterized as S. thermophilus. The molecularcharacterization was based on the amplification and restriction fragment lengthpolymorphism (RFLP) of 16S ribosomal DNA (rDNA) and internal transcribedspacer (ITS) region. Species-specific PCR amplification and 16S sequencing were alsoused for justification. All of the isolates were well identified with the help of moleculartechniques.