ارزیابی خصوصیات پروبیوتیکی باکتری‌های اسید لاکتیک جداشده از دستگاه گوارش زنبور های عسل Apis mellifera

پژوهشهای علوم دامی ایران

مقاله 11، دوره 14، شماره 1 - شماره پیاپی 49، فروردین 1401، صفحه 131-146   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/ijasr.2021.68076.1004

نویسندگان

سمیرا طوطیایی¹؛ ناهید مژگانی^{* 2}؛ ناصر هرزندی³؛ مجتبی محرمی⁴؛ لادن مخبرالصفا⁵

¹گروه میکروبیولوژی ،واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی،کرج،ایران

²موسسه تحقیقات واکسن وسرم سازی رازی ،کرج،ایران

³گروه میکروبیولوژی ،واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی،کرج، ایران

⁴موسسه تحقیقات واکسن وسرم سازی رازی ، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی ، ایران

⁵موسسه تحقیقات واکسن وسرم سازی رازی ، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی ، ایران.

چکیده

میکروارگانیسم‌های موجود در روده حشرات نقش مهمی را در سلامت و بهداشت حشرات دارند. این میکروارگانیسم‌ها بخصوص باکتری‌های اسید لاکتیک و باسیلوس‌ها پس از مصرف در سلامتی میزبان اثرات مفیدی از طریق برقراری تعادل در میکروفلور روده ای ایجاد می‌کنند. در این تحقیق‌، باکتری‌های اسید لاکتیک از قسمت‌های مختلف دستگاه گوارش زنبور عسل جداسازی شده و جدایه­های بدست آمده با استفاده از روش‌های بیوشیمیایی (رنگ آمیزی گرم، تست کاتالاز و تخمیر قند) و مولکولی  16S rRNA در حد جنس و گونه شناسایی شدند. براساس نتایج بدست آمده، روده زنبور عسل حاوی لاکتوباسیلوس، انتروکوکوکوس، پدیوکوکوس بود و جدایه‌های شناسایی شده شامل لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس Lactobacillus acidophilus (یک جدایه)، لاکتوباسیلوس کازیی  Lactobacillus casei (یک جدایه)، لاکتوباسیلوس پلانتاروم  Lactobacillus plantarum (دو جدایه) ، لاکتوباسیلوس آپیس  Lactobacillus apis (یک جدایه)، پدیوکوکوس اسیدی لاکتیسPediococcus acidilactici  (یک جدایه) و انتروکوکوس فاسیوم Enterococcus faecium (یک جدایه) بودند. تمامی سویه­های شناسایی شده جهت خصوصیات پروبیوتیکی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که سویه ‏های مذکور قادر به تحمل pH  اسیدی (۵/۲،۲) و غلظت بالای نمک صفرا (۱، ۷/۰ و ۵/۰ ٪) بوده و دارای اثر ضد میکروبی بر علیه پاتوژن‌های بودند. در مقایسه با شرایط معده ، باکتری­های اسید لاکتیک آزمایش شده درصد زنده مانی بالاتری در شرایط شبیه سازی شده روده‌ای را نشان دادند. لاکتوباسیلوس پلانتاروم 2 و لاکتوباسیلوس آپیس به طور معنی داری بیشترین مقاومت را به ترتیب به شرایط شبیه سازی شده معده و روده نشان دادند. نتایج حاصل از تجزیه آماری نشان داد لاکتوباسیلوس کازیی و لاکتوباسیلوس آپیس بیشترین درصد تجمعی و آبگریزی را دارا بودند. مطالعه حاضر بیانگر حضور باکتری های اسید لاکتیک با خصوصیات پروبیوتیکی در دستگاه گوارش زنبور عسل است. باکتری های جداشده را می­توان جهت استفاده در انسان، دام و همچنین زنبور عسل بعنوان پروبیوتیک پیشنهاد کرد.

کلیدواژه‌ها

اثر ضد میکروبی؛ اگریگیشن و کو اگریگیشن؛ پروبیوتیک؛ چسبندگی به سلول های اپیتیلیال؛ زنبور عسل

مراجع

1. Audisio, M., M. Torres, Sabate, C. Ibarguren, and M. Apella. 2011. Properties of different lactic acid bacteria isolated from Apis mellifera L. beegut. Microbiological Research,166:1-13.
2. Axelsson, L., and S. Ahrné. 2000. Lactic acid bacteria. In Applied microbial systematics, Pages 367-388 Springer, Dordrecht.
3. Beumer, R. R., J. de Vries, and F. M. Rombouts.  1992. Campylobacter jejuninon-culturable coccoid cells. International Journal of Food Microbiology,15:153-163. 
4. Botes, M., B. Loss, C. A. Van Reenen, and L. M. Dicks. 2008. Adhesion of the probiotic strains Entrococcus mundtii ST4SA and plantarum 423 to Caco-2 cells under condition simulating the intestinal tract, and in the presence of antibiotics and anti-inflammatory medicaments. Archive of Microbiology, 190: 573- 584.
5. Charteris, W. P., P. M. Kelly, L. Morelli, and J. K. Collins. 1998. Antibiotic susceptibility of potentially probiotic lactobacillus Journal of Food Protection, 61: 1636- 1643.
6. Corzo, G., and S. E. Gilliland. 1999. Bile salt hydrolase activity of three strains of lactobacillus acidophilus. Journal of Dairy Science, 82: 472- 480.
7. Del Re, B., B. Sgorbati, M. Miglioli, and D. Palenzona. 2000. Adhesion, autoaggregation and hydrophobicity of 13 strains of Bifidobacterium longum. Letters in applied microbiology, 31(6):438-42
8. Dunne, C., L. O'mahony, L. Murphy, G. Thornton, D. Morrissey, S. O'Halloran, M. Feeney, and S.Flynn. 2001. In vitro selection criteria for probiotic bacteria of human origin: correlation with In Vivo American Journal of Clinical Nutrition, 73: 386- 392.
9. El-Sohaimy, A. A., S. H. D. Masry, M. G. Shehata, S. N. Al-Kahtani, T. E. Abdelwahab, Y. A. T. Abdelmotaleb, and M. E. Nour. 2020. Isolation, Identification and Antimicrobial Activity of Unprecedented LAB Isolates from Honeybees. Pakistan Journal of Biological Sciences: PJBS, 23(4): 467-477.
10. Elzeini, H. M., Abdel Rhman A. A. Ali, N. F. Nasr, Y. E. Elenany, and A. A. M. Hassan. 2020. Isolation and identification of LAB from the intestinal tracts of honey bees, Apis mellifera L., in Egypt. Journal of Apicultural Research,60: 1-9.
11. FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. Meeting. 2001. Safety evaluation of certain mycotoxins in food (No. 74). Food & Agriculture Organization.
12. Felis, G. E., A. Deriu, P. Molicotti, L. A. Sechi, F. Dellaglio, and S. Zanetti. 2007. Identification and functional characterization of Lactobacillus strains isolated from milk. International Dairy Journal, 17:1312-1320
13. Gheisari, A., and M. Behjatian Esfahani. 2015. Effect of feeding different of acetic acid, probiotic, oxytetracycline and neomycin on populations of coliform and lactobacillus in pupae of honey bee (Apismelliferal). Biological Journal of Microbiology, 4(14):93-100. (In Persian)
14. Gibson, G. R., H. M. Probert Van Loo J, R. A. Rastall, and M. B. Roberfroid. 2004. Dietary modulation of the human colonic microbiota: updating the concept of prebiotics. Nutrition research reviews, 17(02):259-75.
15. Gilliam, , and D. B. Prest. 1987. Microbiology of feces of the larval honey bee, Apis mellifera. Journal of Invertebrate Pathology, 49:70–75
16. Goldin, B., S. Gorbach, M. Saxelin, S. Barakat, L. Gualtieri, and S. Salminen. 1992. Survival of Lactobacillus speices (Strain GG) in human gastrointestinal tract. Digestive Diciplinary Science, 37: 121- 128
17. Jensen, H., S. Grimmer, K. Naterstad, and L. Axelsson. 2012. In vitro testing of commercial and potential probiotic lactic acid bacteria. International journal of food microbiology, 153(1-2): 216-222.
18. Kaewnopparat, S., N. Dangmanee, N. Kaewnopparat, T. Srichana, chulasiri, and S. Settharaksa. 2013. In vitro probiotic properties of L.fermentum SK5 isolated from vagina of healthy woman. Anaerobic, 22: 6- 13
19. Kandler, O. and N. Weiss. 1986. Genus Lactobacillus Beijerinck 1901. In Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, Vol. 2. ed. Sneath, P.H.A., Mair, N.S., Sharpe, M.E. and Holt, J.G. Pages 1209– 1234. Baltimore: Williams and Wilkins.
20. Kos, B., J. Šušković, S. Vuković, M. Šimpraga, J. Frece, and Matošić. 2003. Adhesion and aggregation ability of probiotic strain Lactobacillus acidophilus M92. Journal of applied microbiology, 94(6):981-7
21. Lane, J. G., B. Bladon, D. R. M. Little, J. R. J. Naylor, and S. H. Franklin. 2006. Dynamic obstructions of the equine upper respiratory tract. Part 1: observations during high‐speed treadmill endoscopy of 600 Thoroughbred racehorses. Equine veterinary journal, 38(5): 393-399.
22. Li, Q., Z. Liu, Dong, J. Zhou, and Y. Wang. 2015. Aggregation and adhesion abilities of 18 LAB isolated from traditional fermented food. International Journal of Agriculture Policy and Research, 3 (2): 84- 92
23. Liong, M. T., and N. P. Shah. 2005. Acid and bile tolerance and cholesterol removal ability of lactobacilli strains. Journal of Dairy Science, 88(1): 55–66. https://doi.org/10.3168/jds.
24. Matsumoto, M., H. Ohishi, and Benno. 2004. Hþ-ATPase activity in Bifidobacterium with special reference to acid tolerance. International Journal of Food Microbiology, 93(1): 109–113.
25. Merghni, A., Leban, A. Behi, and A. Bakjrouf. 2014. Evaluation of the probiotic properties of Bacillus spp. strains isolated from Tunisian hypersaline environments. African Journal of Microbiology Research, 8(4): 398- 405.
26. Mohammad, S. M., N. K. Mahmud-Ab-Rashid, and Zawawi. 2020. Probiotic properties of bacteria isolated from bee bread of stingless bee Heterotrigona itama. Journal of Apicultural Research, 1-16.
27. Naidu, A. S., W. R. Bidlack, and A. Clemens. 1999. Probiotic spectra of lactic acid bacteria (LAB). Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 39:13–26.
28. Nikooei, M., C. H. Hemmati, and S. Parichehreh. 2018. Natural strategies for the control of larvae, the causative agent of American foulbrood in honey bees. Iranian honey bee science and technology, 9: 2-11.
29. O’Bryan, C. A., P. G. Crandall, S. C. Ricke, and B. Ndahetuye. 2014. Lactic acid bacteria (LAB) as antimicrobials in food products: Types and mechanisms of action. In Handbook of natural antimicrobials for food safety and quality. Pages 117–136. Woodhead Publishing
30. Olofsson, T. C., A. Vásquez, D. Sammataro, and Macharia. 2011. A scientific note on the lactic acid bacterial flora within the honeybee subspecies; Apis mellifera(Buckfast), A. m. scutellata, A. m. mellifera, and A. m. monticola. Apidologie 1–4.
31. Pennacchia, C., D. Ercolini, G. Blaiotta, O. Pepe, Mauriello, and F. Villani. 2004. Selection of Lactobacillus strains from fermented sausages for their potential use as probiotics. Meat Science, 67: 309–317.
32. Ramiah, K., C. A. Van Reenen, and L. M. Dicks. 2008. Surface-bund proteins of Lactobacillus plantarum 423 that contribute to adhesion of Caco-2 cells and their role in competitive exclusion and displacement of Clostridium sporogenes and Entrococcus faecalis. Journal of Research Microbiology, 159(6): 470- 475.
33. Ripamonti, B., A. Aggazi, C. Bersani, C. Pecorini, and Pirani. 2011. Screening of species-specific lactic acid bacteria for veal calves multi-strain probiotic adjuncts. An aerobe, 17(3): 97-105.
34. Rosenberg, B., D. Gutnik, and E. Rosenberg. 1980. Adherence of bacteria to hydrocarbons: A simple method for measuring cell surface hydrophobicity. FEMS microbiology letters, 9 (1): 28- 33.
35. Ruiz, L., A. Margolles, and B. Sanchez. 2013. Bile resistance mechanisms in Lactobacillus and Bifidobacterium. Frontiers in Microbiology, 4(396): 396–398.
36. Sabaté, D. C., M. S. Cruz, M. R. Benítez-Ahrendts, and C. Audisio. 2012. Beneficial effects of B.subtilis subsp. subtilis Mori2, a honey-associated strain, on honeybee colony performance. Probiotics and antimicrobial proteins, 4(1): 39-46.
37. Schillinger, U., Guigas, and W. H. Holzapfel. 2005. In vitro adherence and other properties of lactobacilli in probiotic yoghurt-like products. International Dairy Journal, 15: 1289-1297.
38. Sjovall, J. 1959. Dietary glycin and taurine on bile acid conjugation in man; bile acids and steroids 75. Proceeding of the Society for Experimental Biological Medicine, 100: 676- 678
39. Tajabadi, N., M. Mardan, M.   A. Manap, M. Shuhaimi, A. Meimandipour, and L. Nateghi. 2011. Detection and identification of Lactobacillus bacteria found in the honey stomach of the giant honeybee Apis dorsata. Apidologie, 42: 642.946
40. Tokatlı, M., G. Gülgör, S. Bağder Elmacı, N. Arslankoz İşleyen, and Özçelik. 2015. In vitro properties of potential probiotic indigenous lactic acid bacteria originating from traditional pickles. BioMed research international, 2015:1-9
41. TR, K. 2018. Probiotic potency of Lactobacillus plantarum KX519413 and KX519414 isolated from honey bee gut. FEMS microbiology letters, 365(4): fnx285.
42. Vasquez, A., and C. Olofsson. 2009. The lactic acid bacteria involved in the production of bee pollen and bee bread. Journal of Apicultural Research, 48:189–195
43. Vásquez, A., Forsgren, I. Fries, R. J. Paxton, E. Flaberg, L. Szekely, and T. C. Olofsson. 2012. Symbionts as major modulators of insect health: lactic acid bacteria and honeybees. PloS one, 7(3): e33188.
44. Vesterlund, S., Paltta, M. Karp, and A. C. Ouwehand 2005. Adhesion of bacteria to resected human colonic tissue: quantitative analysis of bacterial adhesion and viability. Research Microbiology, 156: 238- 244.
45. Xu, H., S. Jeong, H. Y. Lee, and J. Ahn. 2009. Assessment of cell surface properties and adhesion potential of selected probiotic strains. Journal of Letter Applied Microbiology, 49: 434- 442.