Antimicrobial activities of lactic acid bacteria isolated from raw milk and cheese samples (Turkish with English Abstract)

Abstract

Lactic acid bacteria (LAB) are safe bacteria which are being used in food production as starter or protective cultures for many years. They produce various antimicrobial compounds including bacteriocins. Bacteriocins, especially the ones produced by LAB, are considered very important because of being natural compounds having the potential to be used in food processing as biopreservatives. In this study, antimicrobial activities of 63 LAB isolated from raw milk and cheese samples were determined. Results of antimicrobial activity assay showed that 6 of the isolates had inhibitory effect on L. monocytogenes, 7 of the isolates had inhibitory effect on S. aureus, and 25 of the isolates had inhibitory effect on both microorganisms in agar spot test, while 7 of the isolates had antimicrobial activity against L. monocytogenes in well diffusion assay. In this research, the 26 numbered isolate, which was determined as the strain producing antimicrobial substance with the highest antimicrobial activity (1600 AU/mL) compared to the others, was identified biochemically as Lactococcus lactis ssp. lactis 1 using API 50CHL (Biomerieux, France).

Keywords

• Lactic acid bacteria, raw milk, cheese, antimicrobial activity

Çiğ Süt ve Peynir Örneklerinden İzole Edilen Laktik Asit Bakterilerinin Antimikrobiyel Aktiviteleri

Abstract

Laktik asit bakterileri (LAB) uzun yıllardır gıda üretimlerinde starter ya da koruyucu kültür olarak kullanılan güvenilir bakterilerdir. Bu bakteriler, bakteriyosinleri de içeren çeşitli antimikrobiyel bileşikler üretirler. Bakteriyosinler, özellikle de LAB tarafından üretilenler gıda proseslerinde koruyucu olarak kullanılma potansiyeli olan doğal bileşikler olmaları nedeniyle dikkat çeken antimikrobiyel bileşiklerdir. Bu çalışmada çeşitli çiğ süt ve peynirden izole edilen 63 adet LAB’nin antimikrobiyel aktiviteleri belirlenmiştir. Antimikrobiyel aktivite denemeleri sonucuna göre agar spot testinde inhibitör etkiye sahip olan izolatların 6 adedinin L. monocytogenes’e karşı, 7 adedinin S. aureus’a karşı, 25 adedinin ise her ikisine karşı inhibitör etkiye sahip olduğu, kuyucuk difüzyon denemesi sonucunda ise 7 adet suşun Listeria monocytogenes üzerinde antimikrobiyel etkiye sahip olduğu anlaşılmıştır. Çalışmada diğerlerine oranla daha yüksek aktiviteli antimikrobiyel madde (1600 AU/mL) ürettiği saptanan 26 numaralı izolat, API 50CHL (Biomerieux, Fransa) ile biyokimyasal tanımlama sonucunda Lactococcus lactis ssp. lactis 1 olarak tanımlanmıştır.

Keywords

• Laktik asit bakterisi, çiğ süt, peynir, antimikrobiyel aktivite

References

1. 1. Anon. 2005. Dünya Nüfusu 46 Yılda 2.5 Milyar Artacak, http://www.gidasanayii.com/modules.php?name= News&file=article&sid=3224 (Erişim Tarihi: 20.05.2009).
2. 2. Topal Ş. 1996. Gıda Güvenliği ve Kalite Yönetim Sistemleri, TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi Matbaası Basımı, Kocaeli, Türkiye, 225 s.
3. 3. Galvez A, Lucas Lopez R, Abriouel H. 2008. Application of Bacteriocins in the Control of Foodborne Pathogenic and Spoilage Bacteria, Crit Rev Biotechnol, 28: 125-152.
4. 4. O’Keeffe T, Hill C. 1999. Bacteriocins: Potential in Food Preservation. In: Encyclopedia of Food Microbiol, Robinson RK (chief ed.), Volume 1, Academic Press, New York, pp 183-191.
5. 5. Kuleaşan H. 2002. Laktobasiller Tarafından Üretilen Bakteriyosinlerin Tanımlanması, Sınıflandırılması ve Bunların Bazı Gıda Kaynaklı Patojenler Üzerindeki Etkilerinin Belirlenmesi. Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Gıda Mühendisliği Anabilim Dalı Doktora Tezi, Ankara, Türkiye, 82 s.
6. 6. De Martinis ECP, Freitas FZ. 2003. Screening of Lactic Acid Bacteria from Brazilian Meats for Bacteriocin Formation, Food Control, 14:197–200.
7. 7. Ayhan K, Coşansu S, Mol S, Güneş E. 2008. Sucuktan İzole Edilen Laktik Asit Bakterilerinin Antimikrobiyel Özelliklerinin Belirlenmesi ve Bakteriyosin Üreten Türlerin Seçimi, Proje numarası:2007-0745-001HPD, Ankara Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Fonu, 32 s.
8. 8. Akçelik M, Ayhan K. 1992. Laktik Asit Bakterilerinin Tedavi Edici Rolü. Biyoteknoloji Haber Bülteni, 5:2-3.

9. 9. You HJ, Oh DK, Ji GE. 2004. Anticancerogenic Effect of a Novel Chiroinositol-Containing Polysaccharide from Bifidobacterium bifidum BGN4. FEMS Microbiol Lett, 240: 131-136.
10. 10. Nikoloeva TN, Zorina VV, Bondarenko VM. 2004. The Role of Cytokines in the Immunoreactivity Modulation with Bacteria of the Lactobacillus Genus. J Microbiol Epidemiol Immunol, 6:101-106.
11. 11. Wollowski I, Rechkemmer G, Pool-Zobel BL. 2001. Protective Role of Probiotics and Prebiotics in Colon Cancer. Am J Clinical Nutr, 73(2): 451-455.
12. 12. Rodriguez JM, Martinez MI, Kok J. 2002. Pediocin PA-1, a Wide Spectrum Bacteriocin from Lactic Acid Bacteria. Crit Rev Food Sci Nutr 42: 91-121.
13. 13. Ayhan K, Durlu-Özkaya F, Tunail N. 2005. Commercially Important Characteristics of Turkish Origin Domestic Strains of S. thermophilus and L. delbrueckii subsp. bulgaricus. Int J Dairy Technol, 58(3): 150-157.
14. 14. Cosansu S, Kuleaşan H, Ayhan K, Materon L. 2007. Antimicrobial Activity and Protein Profiles of Pediococcus spp. Isolated from Turkish “Sucuk”, J Food Process Preserv, 31:190-200.
15. 15. Simsek O, Akkoc N, Con AH, Ozcelik F, Saris PEJ, Akcelik M. 2009. Continuous Nisin Production with Bioengineered Lactococcus lactis strains. J Ind Microbiol Biotechnol,   36(6): 863-871.
16. 16. Halkman AK, Yetişmeyen A, Halkman Z, Yıldırım M, Yıldırım Z, Çavuş A. 1994. Kaşar Peynir Üretiminde Starter Kültür Kullanımı Üzerinde Araştırmalar, TÜBİ- TAK Türk Tarım ve Ormancılık Derg, 18(5):365-377.
17. 17. Cintas LM, Casaus P, Fernandez MF, Hernandez PE. 1998. Comparative Antimicrobial Activity of Enterocin L50, Pediocin PA-1, Nisin A and Lactocin S Against Spoilage and Foodborne Pathogenic Bacteria, Food Microbiol, 15: 289-298.
18. 18. Kurt Ş, Zorba Ö. 2005. Bakteriyosinler ve Gıdalarda Kullanım Olanakları. YYÜ Vet Fak Derg, 16(1): 77-83.
19. 19. Yıldırım Z, Yıldırım M. 2000. Laktik Asit Bakterileri Tarafından Üretilen Bakteriyosinlerin Genel Karakteristikleri. Süt Mikrobiyolojisi ve Katkı Maddeleri, VI. Süt ve Süt Ürünleri Sempozyumu Tebliğler Kitabı, 22-23 Mayıs, Tekirdağ, 247-253.
20. 20. Akçelik M, Ayhan K, Durlu F, Demircan S, Tunail N. 1996. Türkiye’den İzole Edilen Lactococcus lactis subsp. lactis LL37 Suşlarında Nisin Üretim Özelliğinin Genetik Determinantlarının Belirlenmesi, Doğa Türk Biyoloji Derg, 20:9-18.
21. 21. Harrigan WF, McCane ME. 1976. Laboratory Methods in Food and Dairy Microbiology, Academic Press, London, New York, San Francisco, 452 p.
22. 22. Doetsch RN. 1981. Determinative methods of light microscopy. In: Manual of Methods for General Bacteriology, Gerhardt P (chief ed.), Washington, DC: American Society for Microbiology, pp. 21-31.
23. 23. Schillinger U, Lücke FK. 1987. Identification of Lactobacilli from Meat and Meat Products. Food Microbiol, 4: 199–208.
24. 24. Biswas SR, Ray P, Johnson MC, Ray B. 1991. Influence of Growth Conditions on the Production of a Bacteriocin, Pediocin AcH, by Pediococcus acidilactici. Appl Environ Microbiol, 57: 1265–1267.
25. 25. Gürsel A. 1999. Laktik ve Propiyonik Asit Bakterileri Tarafından Üretilen Bakteriyosinler ve Süt Teknolojisi Alanındaki Uygulamaları, GIDA, 24(6): 399-410.
26. 26. Ayad EHE, Verheul A, Wouters JTM, Smit G. 2001. Population Dynamics of Lactococci from Industrial, Artisanal and Non-Dairy Origins in Defined Strain Starters for Gouda-type Cheese, Int Dairy J, 11: 52-61.
27. 27. Güneş-Altuntaş E, Ayhan K. 2010. Süt ve Süt Ürünlerinde Bakteriyosinlerin Kullanımı, PAJES, 16(1), (Baskıda).