ارزیابی ویژگی‌های پروبیوتیکی و ضدباکتریایی SL163-4 Lactobacillus fermentum

مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران

مقاله 2، دوره 17، شماره 2 - شماره پیاپی 68، خرداد و تیر 1400، صفحه 233-242   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ifstrj.2020.39266

نویسندگان

سارا مومن زاده؛ حسین جوینده^* ؛ بهروز علیزاده بهبهانی؛ حسن برزگر

گروه علوم و مهندسی صنایع غذایی، دانشکده علوم دامی و صنایع غذایی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان، ملاثانی، ایران.

چکیده

پروبیوتیک‌ها میکروارگانیسم‌هایی غیر‌بیماری‌زایی هستند که از طریق تعادل میکروبی (نسبت باکتری‌های مفید و بیماری‌زا) در روده انسان می‌توانند باعث سلامتی و ایمنی گردند. این مطالعه با هدف بررسی پتانسیل پروبیوتیکی سویه Lactobacillus fermentum جداشده از غذای تخمیری انجام شد. در این پژوهش، ویژگی‌های پروبیوتیکی Lactobacillus fermentum شامل: مقاومت به اسید (pH 5/2 ،5/3 و 5)، مقاومت به صفرا (2/0، 5/0، 8/0، 2/1 و 3 درصد)، فعالیت ضدمیکروبی (به‌روش نقطه‌گذاری بر باکتری‌های Listeria innocua، Staphylococcus aureus و Pseudomonas aeruginosa) و مقاومت نسبت به آنتی‌بیوتیک‌های رایج درمانی (کلرامفنیکل، تتراسایکلین، پنی‌سیلین و جنتامایسین) بررسی شد. نتایج نشان داد که سویه Lactobacillus fermentum در 5/2=pH توانایی رشد را ندارد اما در 5/3=pH و 5/5=pH به‌ترتیب 92 و 99 درصد زنده‌مانی مشاهده شد. Lactobacillus fermentum توانست در تمامی غلظت‌های نمک‌های صفراوی رشد کند؛ هرچند با افزایش درصد غلظت نمک صفراوی، رشد باکتری کاهش یافت. میانگین قطر هاله عدم‌ رشد برای
Listeria innocua ،Staphylococcus aureus و Pseudomonas aeruginosa به‌ترتیب 60/12، 20 و 10/11 میلی­‌متر تعیین شد.    Lactobacillus fermentum نسبت به آنتی‌­بیوتیک­‌های کلرامفنیکل، تتراسایکلین، پنی‌سیلین حساس و نسبت به جنتامایسین نیمه‌­حساس بود (مقایسه با جداول CLSI). با توجه به نتایج پژوهش حاضر، Lactobacillus fermentum دارای قابلیت پروبیوتیکی قابل‌قبولی بود و می‌توان از آن به‌عنوان یک باکتری پروبیوتیک در محصولات غذایی بهره برد.

کلیدواژه‌ها

Lactobacillus fermentum؛ مقاومت به اسید؛ مقاومت به نمک‌های صفراوی؛ آنتی بیوتیک‌های رایج درمانی؛ روش نقطه‌گذاری

مراجع

ابراهیمی، م.، خمیری، م.، مسعودی‌نژاد، ع.، صادقی، ع.، صادقی.، ب. کاشانی‌نژاد، م.، 1397. ارزیابی خواص ضد میکروبی ترکیبات شبه باکتریوسینی لاکتوباسیلوس فرمنتوم جداه شده از چال. فصلنامه میکروبیولوژی کاربردی در صنایع غذایی، 4(1)، 1-13.

توکلی، م.، حمیدی اصفهانی، ز.، حجازی، م.ا.، عزیزی، م.ح.، عباسی، س.، 1395. توانایی پروبیوتیکی سویه‌های لاکتوباسیلوس جدا شده از پنیر محلی مازندران. فصلنامه علوم تغذیه و صنایع غذایی ایران، 11(4)، 87-96.

جلالوند، ر.، شهیدی، ف.، مرتضوی، س.ع.، سعیدی، م.، طباطبایی یزدی، ف.، میلانی، ا.، 1395. بررسی اثر سطوح مختلف شلغم فرنگی در فرمولاسیون سالاد زمستانی (شوری) بر تنوع باکتری‌های اسید لاکتیک فرآورده و تعیین برخی ویژگی‌های پروبیوتیکی جدایه‌های لاکتیکی. مجله میکروبیولوژی کاربردی در صنایع غذایی، 2(3)، 1-18.

خمیریان، ر.ا.، جوینده، ح.، حصاری، ج.، برزگر، ح.، 1396. ﺑﻬﯿﻨﻪﺳﺎزی و ﺑﺮرﺳﯽ ﺧﻮاص ﻓﯿﺰﯾﮑﻮﺷﯿﻤﯿﺎﯾﯽ، ﺣﺴﯽ و ﻣﯿﮑﺮوﺑﯽ ﻧﻮﺷﯿﺪﻧﯽ ﭘﺮوﺑﯿﻮﺗﯿﮏ ﻟﯿﻤﻮﯾﯽ ﺗﻮﻟﯿﺪ ﺷﺪه ﺑﺮ ﭘﺎﯾﻪ ﺗﺮاوه. مجله پژوهشهای علوم و صنایع غذایی ایران، 13(5)، 830-843.

صادقی، ع.، ابراهیمی، م.، 1395. جداسازی، شناسایی مولکولی و ارزیابی ویژگی‌های پروبیوتیکی لاکتوباسیلوس‌های غالب در خمیر ترش آرد کامل گندم. مجله دنیای میکروب ها، 9(2)، 133-144.

طباطبایی یزدی، ف.، وسیعی، ع.، علیزاده بهبهانی، ب.، مرتضوی، س.ع.، 1394. بررسی پتانسیل پروبیوتیکی باکتری‌های اسید لاکتیک جدا شده از کیمچی تولید شده در ایران. مجله دانشگاه علوم پزشکی قم، 9(5)، 11-22.

طباطبایی یزدی، ف.، وسیعی، ع.، علیزاده بهبهانی، ب.، 1395. جداسازی و شناسایی فلور لاکتیکی کیمچی تولید شده در ایران بر پایه روش‌های بیوشیمیایی و مولکولی، مجله علوم و صنایع غذایی ایران، 13(5)، 1-14.

Abushelaibi, A., Al-Mahadin, S., El-Tarabily, K., Shah, N. P., & Ayyash, M., 2017, Characterization of potential probiotic lactic acid bacteria isolated from camel milk. LWT-Food Science and Technology, 79, 316-325.

Alizadeh Behbahani, B., Noshad, M., Falah, F., 2019, Inhibition of Escherichia coli adhesion to human intestinal Caco-2 cells by probiotic candidate Lactobacillus plantarum strain L15. Microbial Pathogenesis, 136: 1-7.

Anisimova, E. A., & Yarullina, D. R., 2019, Antibiotic Resistance of Lactobacillus Strains. Current Microbiology, 76(12), 1407-1416.

Aoudia, N., Rieu, A., Briandet, R., Deschamps, J., Chluba, J., Jego, G., & Guzzo, J., 2016, Biofilms of Lactobacillus plantarum and Lactobacillus fermentum: Effect on stress responses, antagonistic effects on pathogen growth and immunomodulatory properties. Food Microbiology, 53, 51-59.

Asan-Ozusaglam, M., & Gunyakti, A., 2019, Lactobacillus fermentum strains from human breast milk with probiotic properties and cholesterol-lowering effects. Food Science and Biotechnology, 28(2), 501-509.

Bao, Y., Zhang, Y., Zhang, Y., Liu, Y., Wang, S., Dong, X., & Zhang, H., 2010, Screening of potential probiotic properties of Lactobacillus fermentum isolated from traditional dairy products. Food Control, 21(5), 695-701.

Boricha, A. A., Shekh, S. L., Pithva, S. P., Ambalam, P. S., & Vyas, B. R. M., 2019, In vitro evaluation of probiotic properties of Lactobacillus species of food and human origin. LWT-Food Science and Technology, 106, 201-208.

Chen, H., Xu, H., Heinze, T. M., & Cerniglia, C. E., 2009, Decolorization of water and oil-soluble azo dyes by Lactobacillus acidophilus and Lactobacillus fermentum. Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology, 36(12), 1459.

Cui, X., Shi, Y., Gu, S., Yan, X., Chen, H., & Ge, J., 2018, Antibacterial and antibiofilm activity of lactic acid bacteria isolated from traditional artisanal milk cheese from Northeast China against enteropathogenic bacteria. Probiotics and Antimicrobial Proteins, 10(4), 601-610.

de Almeida Júnior, W. L. G., da Silva Ferrari, Í., de Souza, J. V., da Silva, C. D. A., da Costa, M. M., & Dias, F. S., 2015, Characterization and evaluation of lactic acid bacteria isolated from goat milk. Food Control, 53, 96-103.

de Souza, B. M. S., Borgonovi, T. F., Casarotti, S. N., Todorov, S. D., & Penna, A. L. B., 2019, Lactobacillus casei and Lactobacillus fermentum strains isolated from mozzarella cheese: probiotic potential, safety, acidifying kinetic parameters and viability under gastrointestinal tract conditions. Probiotics and Antimicrobial Proteins, 11(2), 382-396.

El-Ghaish, S., Dalgalarrondo, M., Choiset, Y., Sitohy, M., Ivanova, I., Haertlé, T., & Chobert, J. M., 2010, Characterization of a new isolate of Lactobacillus fermentum IFO 3956 from Egyptian Ras cheese with proteolytic activity. European Food Research and Technology, 230(4), 635-643.

Falah, F., Vasiee, A., Behbahani, B. A., Yazdi, F. T., Moradi, S., Mortazavi, S. A., & Roshanak, S., 2019, Evaluation of adherence and anti-infective properties of probiotic Lactobacillus fermentum strain 4-17 against Escherichia coli causing urinary tract infection in humans. Microbial Pathogenesis, 131, 246-253.

García, A., Navarro, K., Sanhueza, E., Pineda, S., Pastene, E., Quezada, M., & González, C., 2017, Characterization of Lactobacillus fermentum UCO-979C, a probiotic strain with a potent anti-Helicobacter pylori activity. Electronic Journal of Biotechnology, 25, 75-83.

Guo, H., Pan, L., Li, L., Lu, J., Kwok, L., Menghe, B., ... & Zhang, W., 2017, Characterization of antibiotic resistance genes from Lactobacillus isolated from traditional dairy products. Journal of Food Science, 82(3), 724-730.

Han, Q., Kong, B., Chen, Q., Sun, F., & Zhang, H., 2017, In vitro comparison of probiotic properties of lactic acid bacteria isolated from Harbin dry sausages and selected probiotics. Journal of Functional Foods, 32, 391-400.

Kumar, R., Sharma, A., Gupta, M., Padwad, Y., & Sharma, R., 2019, Cell-Free Culture Supernatant of Probiotic Lactobacillus fermentum Protects Against H 2 O 2-Induced Premature Senescence by Suppressing ROS-Akt-mTOR Axis in Murine Preadipocytes. Probiotics and antimicrobial proteins, 1-14.

Leite, A. M., Miguel, M., Peixoto, R., Ruas-Madiedo, P., Paschoalin, V., Mayo, B., & Delgado, S., 2015. Probiotic potential of selected lactic acid bacteria strains isolated from Brazilian kefir grains. Journal of Dairy Science, 98(6), 3622-3632.

Mallappa, R. H., Singh, D. K., Rokana, N., Pradhan, D., Batish, V. K., & Grover, S., 2019, Screening and selection of probiotic Lactobacillus strains of Indian gut origin based on assessment of desired probiotic attributes combined with principal component and heatmap analysis. LWT-Food Science and Technology, 105, 272-281.

Oliveira, J. S., Costa, K., Acurcio, L. B., Sandes, S. H. C., Cassali, G. D., Uetanabaro, A. P. T., & Porto, A. L. F., 2018, In vitro and in vivo evaluation of two potential probiotic lactobacilli isolated from cocoa fermentation (Theobroma cacao L.). Journal of Functional Foods, 47, 184-191.

Palaniyandi, S. A., Damodharan, K., Suh, J. W., & Yang, S. H., 2019, Probiotic Characterization of Cholesterol-Lowering Lactobacillus fermentum MJM60397. Probiotics and Antimicrobial Proteins, 1-12.

Panicker, A. S., Ali, S. A., Anand, S., Panjagari, N. R., Kumar, S., Mohanty, A. K., & Behare, P. V., 2018, Evaluation of some in vitro probiotic properties of Lactobacillus fermentum Strains. Journal of Food Science and Technology, 55(7), 2801-2807.

Reale, A., Di Renzo, T., Rossi, F., Zotta, T., Iacumin, L., Preziuso, M., & Coppola, R., 2015, Tolerance of Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei and Lactobacillus rhamnosus strains to stress factors encountered in food processing and in the gastro-intestinal tract. LWT-Food Science and Technology, 60(2), 721-728.

Ruiz-Moyano, S., dos Santos, M. T. P. G., Galván, A. I., Merchán, A. V., González, E., de Guía Córdoba, M., & Benito, M. J., 2019, Screening of autochthonous lactic acid bacteria strains from artisanal soft cheese: probiotic characteristics and prebiotic metabolism. LWT-Food Science and Technology, 114, 108388.

Saad, N., Delattre, C., Urdaci, M., Schmitter, J. M., & Bressollier, P., 2013, An overview of the last advances in probiotic and prebiotic field. LWT-Food Science and Technology, 50(1), 1-16.

Seddik, H. A., Bendali, F., Gancel, F., Fliss, I., Spano, G., & Drider, D., 2017, Lactobacillus plantarum and its probiotic and food potentialities. Probiotics and Antimicrobial Proteins, 9(2), 111-122.

Sharma, R., Kumari, M., Kumari, A., Sharma, A., Gulati, A., Gupta, M., & Padwad, Y., 2019, Diet supplemented with phytochemical epigallocatechin gallate and probiotic Lactobacillus fermentum confers second generation synbiotic effects by modulating cellular immune responses and antioxidant capacity in aging mice. European Journal of Nutrition, 1-15.

Shokri, D., Khorasgani, M. R., Mohkam, M., Fatemi, S. M., Ghasemi, Y., & Taheri-Kafrani, A., (2018), The inhibition effect of lactobacilli against growth and biofilm formation of Pseudomonas aeruginosa. Probiotics and Antimicrobial Proteins, 10(1), 34-42.

Soares, M. B., Martinez, R. C., Pereira, E. P., Balthazar, C. F., Cruz, A. G., Ranadheera, C. S., & Sant'Ana, A. S., 2019, The resistance of Bacillus, Bifidobacterium, and Lactobacillus strains with claimed probiotic properties in different food matrices exposed to simulated gastrointestinal tract conditions. Food Research International, 125, 108542.

Tulumoğlu, Ş., Kaya, H. İ., & Şimşek, Ö., 2014, Probiotic characteristics of Lactobacillus fermentum strains isolated from tulum cheese. Anaerobe, 30, 120-125.

Vasiee, A., Alizadeh Behbahani, B., Yazdi, F. T., Mortazavi, S. A., & Noorbakhsh, H., 2018, Diversity and probiotic potential of lactic acid bacteria isolated from horreh, a traditional Iranian fermented food. Probiotics and Antimicrobial Proteins, 10(2), 258-268.

Wang, C., Cui, Y., & Qu, X., 2018, Mechanisms and improvement of acid resistance in lactic acid bacteria. Archives of microbiology, 200(2), 195-201.

Yang, J., Wang, J., Yang, K., Liu, M., Qi, Y., Zhang, T., & Wei, X., 2018, Antibacterial activity of selenium-enriched lactic acid bacteria against common food-borne pathogens in vitro. Journal of Dairy Science, 101(3), 1930-1942.

Yin, Q. and Zheng, Q., 2005, Isolation and identification of the dominant Lactobacillus in gut and faeces of pigs using carbohydrate fermentation and 16S rDNA analysis. Journal of Bioscience and Bioengineering, 99(1), pp.68-71.

Zhao, Y., Hong, K., Zhao, J., Zhang, H., Zhai, Q., & Chen, W., 2019, Lactobacillus fermentum and its potential immunomodulatory properties. Journal of Functional Foods, 56, 21-32.