Silajdan Elde Edilen Lactobacillus sp. ve Lb. rhamnosus,’ un bazı Enzim Aktivitelerinin İncelenmesi

Öz

Laktik asit bakterileri hayvan beslemede önemli bir yeri olan silaj materyalinin fermantasyonunda görev alan probiyotik özellikli mikrobiyal bir gruptur. Amino asitleri, karbonhidratları ve yağ asitlerini parçalayabilme yeteneğine sahip oldukları bilinen bu mikroorganizmaların enzim aktiviteleri hakkındaki bilgilerimiz oldukça kısıtlıdır. Bu çalışmada Lactobacillus sp ve Lb. rhamnosus için inülinaz ve invertaz aktiviteleri incelenmek amacı ile spesifik sıvı besi yerleri (LB Broth ve MRS Broth) içerisinde optimum sıcaklık derecelerinde 24 saat, 36 saat ve 48 saat kültüre alınmışlardır. Gerek hücre içi gerekse süpernatant enzim aktiviteleri pH:6.0 sodyum fosfat tamponu kullanılarak inülin ve sükroz substratlarına karşın analiz edilmiştir. Her iki bakteriyel suş için spesifik ve toplam enzim aktiviteleri belirlenmiş ve sonuçlar karşılaştırmalı olarak analiz edilmiştir. Lactobacillus sp’ sukroza karşı en yüksek spesifik aktiviteyi hücre içi 24. saatte 22.1 mg/ml olarak gösterirken hücre dışında ise 36 saatte 20 mg/ml olarak göstermiştir. Diğer suş, Lb rhamnosus ise aynı substart kullanıldığında en yüksek hücre içi ve hücre dışı enzim aktiviteleri 24 saatte sırası ile 20,1 mg/ml ve 19,9 mg/ml olarak belirlenmiştir. İnülin substratında ise Lactobacillus sp hücre içi maksimum seviyeye 20,1 mg/ml olarak 36 saatte ulaşırken hücre dışı maksimum seviyeye (22,18 mg/ml) ise 24 saatlik inkübasyon sonunda ulaşmıştır. Lb rhamnosus suşunun hücre içi ve supernatant enzim aktivitelerine 36 saatte sırasıyla 24,6 mg/ml ve 26, mg/ml olarak ulaştığı gözlemlenmiştir. Her iki suşun da yüksek aktiviteli inülinaz ve invertaz enzimlerini üretebilme kabiliyetleri bu suşları potansiyel silaj inokülantı olarak öne çıkarmaktadır.

Anahtar Kelimeler

• inülinaz
• Lactobacillus sp
• probiyotikler
• invertaz

Enzyme activities Lactobacillus sp. and Lb. Rhamnosus Isolated from Silage

Abstract

Probiotic lactic acid bacteria are vital microbial group for fermentation of silage, which is crucial importance particularly for dairy animal nutrition. These microorganisms are able to degrade amino acids, carbohydrates and fatty acids, our knowledge, however, about their other enzymatic activities is still limited. To investigate the inulinase and invertase activities of silage originated Lactobacillus sp and Lactobacillus rhamnosus, the isolates were incubated for 24h, 36h and 48h in LB broth and MRS broth. Supernatant and cell associated enzyme activities were determined at pH: 6.0 using inulin and sucrose as substrates, and their specific and total enzyme activities were analysed comparatively. Lactobacillus sp showed the highest invertase activity as 22.1 mg/ml (cell associated) for 24h incubation, whilst the utmost invertase activity was observed as 20 mg/ml at the end of 36h incubation period for supernatants. Same enzyme activities were determined as 20,1 mg/ml and 19,9 mg/ml for 24h incubation, for cell associated and supernatant samples of Lb rhamnosus respectively. The highest cell associated inulinase activity of Lactobacillus sp was recorded as 20,1 mg/ml for 36h incubation time while the maximal activity for supernatant was recorded at 24h incubation. Maximum cell associated and supernatant activities of the isolate was observed as 24,6 mg/ml and 26, mg/ml respectively. Both isolates showed noteworthy amount of invertase and inulinase activities which makes them potential silage inoculants.

Keywords

• Lactobacillus sp
• Lb rhamnosus
• probiotics
• invertasez
• inulinase

References

1. Alp G., Aslım B. (2009), İnsan bağırsak sistminde probiyotik olarak bulunan bifidbakterilerin önemi. Anadolu üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 10(2):343-354.
2. Driehuis, F., Wilkinson J.M., Jiang Y., Ogunade, I., Adesogan A.T. Silage review: Animal and human health risks from silage. Journal of DairyScienceVol:101(5) : 4093-4110
3. Ekinci, M.S., Ozcan, N., Ozkose, E. and Flint, H.J. (2001). A study on cellulolytic and hemicellulolytic enzymes of anaerobic rumen bacterium Ruminococcus flavefaciens strain 17. Turkish Journal of Veterinary and Animal Science. 703-709.
4. Filya, İ., 2002, Laktik asit bakteri ve laktik asit bakteri+enzim karışımı silaj inokulantlarının mısır silajı üzerine etkileri. Türk J Vet Anim Sci. 26: 679–687.
5. Ludwig, W., Schleifer K. H., Whitman, W. B., 2009, Bergey’s Manual Of Systematic Bacteriology Classis: Lactobacteriodes, Vol.3, The Firmucutes, second Edition, Springer, USA.
6. Meeske, R., Ashbell, G., Weinberg, Z.G., Kipnis, ( 1993). Ensiling forage sorghum at two stages of maturity with the addition of lactic acid bacterial inoculants. Anim. Feed Sci. Technol.; 43: 165-175.
7. Moran, J., Weinberg, Z.G., Ashbell, G., Hen, Y., Owen, T.R. (1996) The Effect of a Bacterial Inoculant on the Fermentation and Aerobic Stability of Whole Crop Wheat Silage. In: Proc. 11th International Silage Conference. Aberystwyth, Wales,.. 164-165.
8. Neeraj, G., Shobana Ravi, Ravindran Somdutt, ShriAishvarya Kaliyur Ravi &Vaidyanathan Vinoth Kumar (2017). Immobilized inulinase: a new horizon of paramount importance driving the production of sweetener and prebiotics. Critical Reviews in Biotechnology. VOL. 38, NO. 3, 409–422 Okoye C.O., Dong K., Wang , Y, Gao L., Li X., Wu Y., Jiang, J. 2022. Comparative genomics reveals the organic acid biosynthesis metabolic pathways among five lactic acid bacterial species isolated from fermented vegetables. New Biotechnology, 70:73-83.

9. Ozkose, E., Akyol, I., Kar, B., Comlekcioglu, U., Ekinci, M.S. (2009).Expression of fungal cellulase gene in Lactococcus lactis strains to construct novel recombinant silage inoculants. Folia Microbiologia, 54 (4)335-342
10. Shape ME, Fryer TF, Smith DG (1966),Identification of the Lactic Acid Bacteria. “Gibbs, M.M. and Skinner, F.A Identification Methods for Microbiologist” Part A. p. 245, Academic Press, New York
11. Şimşek O., Bilgin B. (1996), Gıda Sanayinde kullanılan laktik asit bakterierinin oluşturdukları antibiyotiklerin biyokimyasal ve genetik özellikleri. Standart, 409, 89-96.
12. Tabasco, R., Paarup, T., Janer, C., Peláez, C., Requena, T., 2007, Selective enumeration and identification of mixed cultures of Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, L. acidophilus, L. paracasei subsp. paracasei and Bifidobacteium lactis in fermented milk. International Dairy Journal. 17: 1107- 1114.