A RESEARCH ON THE EFFECT OF VARIOUS CULTURE MEDIA FOR SPORULATION STRENGHT OF BACILLUS CEREUS

Abstract

Sporulation and germination of Bacillus cereus are important about foodborne illnesses. Bacteria form spores when there’s any life threat and germinate when the conditions are back to normal. Composition of the food also affects sporulation. In this study, 8 different kinds of media found in literature were studied and selecting optimal medium for B. cereus sporulation was aimed. B. cereus ATCC 11778 was inoculated to the media and results were obtained on 5th, 12th and 18th days. Sporulation efficiency was indicated by percentage of TSAMB to TAMB. The fastest sporulation was occurred in m-TGEA medium in 5 days with 52 % efficiency rate, whereas m-DTSB was selected as the most effective medium with 92 % efficiency rate. In this study, it was observed that, content of media highly affects sporulation velocity and rate. Low water activity, occurrence of manganese compounds and low carbon sources supports formation of spores.

Keywords

• Bacillus cereus,sporulation,medium

ÇEŞİTLİ BESİYERLERİNİN BACILLUS CEREUS SPORLANMASINDAKİ ETKİSİ ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA

Abstract

Gıdalarda Bacillus cereus kaynaklı hastalıklarda bakterinin sporlanması ve germinasyonu önemlidir. Bakteriler, yaşamsal bir tehdit altında olduklarında spor oluştururlar ve koşullar normale döndüğünde çimlenerek yaşamlarına devam ederler. Gıdanın bileşimi de sporlanma üzerinde etkilidir. Bu çalışmada, literatürde rastlanan 8 farklı besiyeri kullanılmak suretiyle, B. cereus’un sporlanması için en uygun besiyerinin seçilmesi amaçlanmıştır. Seçilen besiyerlerine önceden aktifleştirilmiş B. cereus ATCC 11778 suşu inoküle edilmiş, inkübasyona bırakılan besiyerlerinden 5., 12. ve 18. günlerde sonuç alınmıştır. Bakterilerin ne kadarının spor oluşturduğu, % TSAMB/TAMB oranı ile belirlenmiş ve sporlanma verimi en yüksek besiyeri belirlenmiştir. En hızlı sporlanma 5 gün sonunda %58 oranla m-TGEA’da gerçekleşirken 18 gün inkübasyon sonucunda en yüksek spor oranı %92 ile m-DTSB besiyeri en verimli besiyeri olarak seçilmiştir. Besiyeri içeriklerinin sporlanma hızını ve oranını etkilediğinin gözlendiği çalışmada su aktivitesinin düşüklüğü, mangan bileşiklerinin varlığı ve karbon kaynağının düşüklüğünün sporlanmayı desteklediği sonucuna varılmıştır.

Keywords

• Bacillus cereus,sporlanma,besiyeri

References

1. Abe, K., Shimizu, K., Tsuda, S, Sato, T. (2017). A novel non prophage(-like) gene-intervening element within gerE that is reconstituted during sporulation in Bacillus cereus ATCC 10987. Scientific Reports. 7:11426. DOI:10.1038/s41598-017-11796-8.
2. Abbas, A. A., Planchon, S., Jobin, M., Schmitt, P. (2014). A new chemically defined medium for the growth and sporulation of Bacillus cereus strains in anaerobiosis. J Microbiol Meth 105: 54-58.
3. Anonymous (2016). Bacterial Endospores. Cornell University College of Agriculture and Life Sciences, Department of Microbiology. http://micro.cornell.edu/ research/ epulopiscium/bacterial-endospores, (Erişim tarihi: 16.05.2016)
4. Arda, M. (2000). Temel Mikrobiyoloji. İkinci Baskı (Genişletilmiş). Medisan Yayın Serisi: 46. 548 s.
5. Charney J. , Fisher W. , Hegarty C. P. (1951). Managanese as an essential element for sporulation in the genus Bacillus. J Bacteriol 62:145.
6. Collado, J., Fernandez M. R., Martinez, A. (2006). Modelling the effect of a heat shock and germinant concentration on spore germination of a wild strain of Bacillus cereus. Int J Food Microbiol 106: 85-89.
7. De Vries, Y. P., Hornstra, L. M., de Vos, W. M., Abee, T. (2004). Growth and Sporulation of Bacillus cereus ATCC 14579 under Defined Conditions: Temporal Expression of Genes for Key Sigma Factors. Appl Environ Microbiol 70 (4): 2514-2519
8. Garcia, D., van der Voort, M., Abee, T., 2010. Comparative analysis of Bacillus weihenstephanensis KBAB4 spores obtained at different temperatures. Int. J. Food Microbiol. 140, 146–153.

9. Halkman, A. K. 2013. Gıda Mikrobiyolojisi II Ders notları. http://food.eng.ankara.edu.tr/wp-content/uploads/sites/256/2015/10/Halkman_g%C4%B1da_mik-2_gdm310.pdf. Erişim tarihi: 11.01.2018.
10. Hayrapetyan, H., Muller, L., Tempelaars, M., Abee, T., Groot, M. N. (2015). Comparative analysis of biofilm formation by Bacillus cereus reference strains and undomesticated food isolates and the effect of free iron. International Journal of Food Microbiology, 200, 72e79.
11. Hayrapetyan, H., M., Abee, T., Nierop Groot, M. (2016). Sporulation dynamics and spore heat resistance in wet and dry biofilms of Bacillus cereus. Food Control 60: 493–499.
12. Hornstra, L. M., de Leeuw P. L. A, Moezelaar R., Wolbert E. J., de Vries Y. P., Vos W. M., Abee T. (2007). Germination of Bacillus cereus spores adhered to stainless steel. Int J Food Microbiol 116: 367-371.
13. Hussain, M. S. ve Oh, D. H. (2017). The impact of isolation source in the biofilm formation characteristics of Bacillus cereus. J Microbiol Biotechnol. doi: 10.4014/jmb.1707.07023.
14. Islam, M. S., Inoue, A., Igura, N., Shimoda, M., Hayakawa, I. (2006). Inactivation of Bacillus spores by the combination of moderate heat and low hydrostatic pressure in ketchup and potage. Int J Food Microbiol. 107: 124-130.
15. Lakha, S.S. Velarde, C.G.L., Chen, S., Lee, S., Shannon, K., Fabri, M., Downing, G., Keown, B. (2017). A Study To Assess the Numbers and Prevalence of Bacillus cereus and Its Toxins in Pasteurized Fluid Milk. Journal of Food Protection: 80 (7): 1085-1089. doi/10.4315/0362.
16. Mhatre, E., Troszok, A., Monterrosa, R.G., Lindstädt, S., Hölscher, T., Kuipers, O.P., Kovács, A.T. (2016). The impact of manganese on biofilm development of Bacillus subtilis. Microbiology. 162: 1468-1478, doi: 10.1099/mic.0.000320.
17. Organji, S. R., Abulreesh, H. H., Elbanna, K., Osman, G. E. H., Khider, M. (2015). Occurrence and characterization of toxigenic Bacillus cereus in food and infant feces. Asian Pac Trop Biomed. 5(7): 515–520.
18. Tunail, N. (2000). Mikrobiyel enfeksiyonlar ve intoksikasyonlar. Gıda Mikrobiyolojisi ve Uygulamaları. Sim Matbaacılık Ltd., Ankara. Genişletilmiş 2. Baskı; Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Gıda Mühendisliği Bölümü yayını. Sim Matbaası, Ankara 522 s. 03. Bölüm, 01. kısım.
19. Kalkan, S. (2006). Çiğ sütte Bacillus cereus sayılması için yöntem modifikasyonları üzerine çalışmalar. Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
20. Pommerville, J. C. (2014). Fundamentals of microbiology. 10th edition, Jones &Bartlett Learning, Burlington, MA., 944 s.
21. Peng, J. S, Tsai, W. C., Chou, C. C. (2001). Surface characteristics of Bacillus cereus and its adhesion to stainless steel. Int J Food Microbiol 65: 105-111
22. Van der Voort, M. ve Abee, T. (2013). Sporulation environment of emetic toxinproducing Bacillus cereus strains determines spore size, heat resistance and germination capacity. Journal of Applied Microbiology, 114(4), 1201e1210.
23. Van Melis, C.C.J., den Besten, M.W., Nierop Groot, M.N., Abee, T. 2014. Quantification of the impact of single and multiple mild stresses on outgrowth heterogeneity of Bacillus cereus spores. Int J Food Microbiol. 177:57-62
24. Vasantha, N. , Freese, E. (1979). The role of manganese in growth and sporulation of Bacillus subtilis . J Gen Microbiol 112.