PL245146B1 - Szczepy bakterii mlekowych z rodzaju Lactiplantibacillus plantarum, zawierająca je kompozycja oraz jej zastosowanie do fermentacji produktów roślinnych - Google Patents

Szczepy bakterii mlekowych z rodzaju Lactiplantibacillus plantarum, zawierająca je kompozycja oraz jej zastosowanie do fermentacji produktów roślinnych Download PDF

Info

Publication number
PL245146B1
PL245146B1 PL441131A PL44113122A PL245146B1 PL 245146 B1 PL245146 B1 PL 245146B1 PL 441131 A PL441131 A PL 441131A PL 44113122 A PL44113122 A PL 44113122A PL 245146 B1 PL245146 B1 PL 245146B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
bpc2
bpc1
strains
strain
polish
Prior art date
Application number
PL441131A
Other languages
English (en)
Other versions
PL441131A1 (pl
Inventor
Adam Pawluk
Magdalena Duchant
Ilona Motyl
Original Assignee
Fruktus Agros Nova Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fruktus Agros Nova Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa filed Critical Fruktus Agros Nova Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Spolka Komandytowa
Priority to PL441131A priority Critical patent/PL245146B1/pl
Publication of PL441131A1 publication Critical patent/PL441131A1/pl
Publication of PL245146B1 publication Critical patent/PL245146B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00Microorganisms; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/20Bacteria; Culture media therefor
    • C12N1/205Bacterial isolates
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23BPRESERVATION OF FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES
    • A23B7/00Preservation of fruit or vegetables; Chemical ripening of fruit or vegetables
    • A23B7/14Preserving or ripening with chemicals not covered by group A23B7/08 or A23B7/10
    • A23B7/153Preserving or ripening with chemicals not covered by group A23B7/08 or A23B7/10 in the form of liquids or solids
    • A23B7/154Organic compounds; Microorganisms; Enzymes
    • A23B7/155Microorganisms; Enzymes ; Antibiotics
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12RINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
    • C12R2001/00Microorganisms ; Processes using microorganisms
    • C12R2001/01Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
    • C12R2001/225Lactobacillus
    • C12R2001/25Lactobacillus plantarum

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest szczep bakterii mlekowych Lactiplantibacillus plantarum BPC1 zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00373. Kolejnym przedmiotem zgłoszenia jest szczep bakterii mlekowych Lactiplantibacillus plantarum BPC2 zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00374. Kolejnym przedmiotem zgłoszenia jest kompozycja nowych szczepów z rodzaju Lactiplantibacillus, charakteryzująca się tym, że zawiera szczep Lactiplantibacillus plantarum BPC1 zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00373 oraz Lactiplantibacillus plantarum BPC2 zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00374 w proporcji 1:1. Kolejnym przedmiotem zgłoszenia jest zastosowanie kompozycji według wynalazku do fermentacji produktów roślinnych.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są nowe szczepy bakterii mlekowych Lactiplantibacillus plantarum o właściwościach probiotycznych, kompozycja nowych szczepów oraz jej zastosowanie do fermentacji produktów roślinnych.
Lactobacillus plantarum to gramdodatnie nieprzetrwalnikujące bakterie, wykazujące zdolność do wzrostu w temperaturach od 12 do 40°C przy pH od 3,4 do 8,8. Są bakteriami względnie heterofermetatywnymi i podobnie jak inne bakterie z rodzaju Lactobacillus mają kształt pałeczek i często spotyka się je w skupiskach krótkich łańcuszków.
Zgodnie z literaturą, w ostatnich latach systematyka bakterii uległa zmianie i obecnie Lactobacillus plantarum zostało przemianowane na Lactiplantibacillus plantarum (Zheng, L., Wittouck, S., Salvetti, E., Franz, C.M.AP., Harris, H.M.B., Mattarelli, P., O'Toole, P.W., Pot, B., Vandamme, P., Walter, J., Watanabe, K., Wuyts, S., Felis G.E., Ganzle, M.G., and Lebeer, S. A taxonomic note on the genus description of 23 novel genera, emended description of the genus Lactobacillus Beijerinck 1901, and union of Lactobacillaceae and Leuconostocaceae. Int. J. Syst. Evol. Microbiol., 2020; 70(4): 27822858). Przy czym, obie nazwy są poprawne i w rozumieniu niniejszego wynalazku mogą być stosowane zamiennie.
Brak występowania u nich łańcucha oddechowego oraz cytochromów generuje powstawanie nadtlenku wodoru, który działa toksycznie na bakterie konkurujące z nimi o pokarm. Bakterie te nie mają również zdolności do wytwarzania katalazy, jednak na odpowiednich podłożach mogą wykazywać aktywność pseudokatalityczną. Lactobacillus plantarum posiada oporność na kilka antybiotyków, w tym na streptomycynę, kolastynę, kanamycynę, gentamycynę czy neomycynę. Gatunek ten ma uznany status GRAS, a jego liczne szczepy wyizolowano z różnych nisz ekologicznych, w tym mięsa, ryb, owoców, warzyw, mleka i produktów zbożowych. L. plantarum jest powszechnie stosowany jako kultura początkowa w procesach fermentacji żywności, wpływa również na właściwości organoleptyczne, smak i teksturę. Produkcja kwasu mlekowego oraz związków przeciwdrobnoustrojowych sprawia, że gatunek ten przyczynia się do wytworzenia bezpiecznych do spożycia produktów procesu fermentacji (Svetoslav, D. T., Gombossy De Melo Franco, B. D., Lactobacillus Plantarum. Characterization of the Species and Application in Food Production „Food Reviews International”, 2010; 26(3):. 205-229).
Zastosowanie Lactobacillus plantarum w fermentacji produktów roślinnych jest znane ze stanu techniki. Na przykład z opisu zgłoszeniowego EP2708599 znany jest szczep Lactobacillus plantarum CCFM8661, który może być przeznaczony do fermentacji buraków, ogórków czy kapusty. Przy czym ujawniony szczep wykazuje odporność na kwasy, dobrą tolerancję na jony ołowiu in vitro z możliwością tolerowania początkowego stężenia roztworu jonów ołowiu 150 mg/L oraz dobrą zdolność wiązania jonów ołowiu, dzięki czemu może obniżyć zawartość ołowiu we krwi, wątrobie, nerkach i żołądkach. Ujawniony może być stosowany do wytwarzania kompozycji farmaceutycznych i sfermentowanej żywności zdolnej do łagodzenia toksyczności ołowiu.
Z opisu zgłoszeniowego KR20110073897 znany jest sposób wytwarzania produktu fermentowanego przez bakterie kwasu mlekowego, który przewiduje zastosowanie szczepu Lactobacillus plantarum PMO08 o doskonałej przeżywalności w żołądku, zdolności adhezyjnej jelit, zdolności fermentacyjnej na materiałach roślinnych, działaniu przeciwnowotworowym lub przeciwbakteryjnym.
Z kolei z opisu zgłoszeniowego EP1869161 znane jest zastosowanie L. plantarum do przygotowywania żywności dla alergików, w szczególności dla osób chorujących na celiakię.
Celem wynalazku jest uzyskanie nowych uniwersalnych szczepów z rodzaju Lactiplantibacillus łączących aktywność przeciw drobnoustrojom chorobotwórczym oraz aktywność probiotyczną z wysoką efektywnością prowadzenia procesu fermentacji warzyw, co pozwoli na ich zastosowanie jako szczepionek lub składnika szczepionek do przetwórstwa żywności pochodzenia roślinnego.
Przedmiotem wynalazku są nowe szczepy bakterii z rodzaju Lactiplantibacillus wyizolowane z kiszonych buraków: Lactobacillus plantarum BPC1 zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00373, Lactiplantibacillus plantarum BPC2 zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00374.
Kolejnym przedmiotem wynalazku jest kompozycja nowych szczepów z rodzaju Lactobacillus, która zawiera szczep Lactiplantibacillus plantarum BPC1 zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00373 oraz Lactiplantibacillus plantarum BPC2 w proporcji 1:1 zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00374.
Kolejnym przedmiotem wynalazku jest zastosowanie kompozycji według wynalazku do fermentacji produktów roślinnych, korzystnie buraka.
Wynalazek dostarcza następujących korzyści:
• Zapewnienie szczepionek do efektywnej fermentacji ukierunkowanej surowców roślinnych;
• Korzystne właściwości produktów - kiszonek roślinnych wyprodukowanych z wykorzystaniem szczepów według wynalazku, w tym:
> stanowią dobry składnik diet odchudzających;
> są dobrze przyswajane;
> wspierają pracę układu pokarmowego;
> wspomagają działanie układu odpornościowego;
> stabilizują witaminę C;
> zawierają silne przeciwutleniacze - witaminy A, C, E;
> są źródłem witaminy B2 i PP;
> są źródłem wielu składników mineralnych (wapń, potas, magnez, żelazo i fosfor);
> obniżają poziom cholesterolu;
> regulują wchłanianie glukozy we krwi;
> zawierają acetylocholinę;
> stanowią źródło probiotyków i prebiotyków;
> wpływają na poprawę odporności organizmu na choroby, zwłaszcza wirusowe;
> chronią mikroflorę jelitową podczas przewlekłej lub częstej antybiotykoterapii;
> wpływają na prawidłową pracę jelit - zapobiegając zaparciom;
> dzięki obecności witaminy C - przyczyniają się do poprawy stanu skóry;
> wpływają na poprawę profilu lipidowego we krwi;
> wpływają na obniżenie ciśnienia tętniczego krwi;
> pomagają w walce z anemią;
> wspomagają odchudzanie;
> regulują przemianę materii (pomagają w wydalaniu kwasu moczowego z organizmu);
> odkwaszają organizm;
> oczyszczają organizm z toksyn wspomagając pracę nerek i wątroby;
> obniżają poziom złego cholesterolu;
• Szczepy BPC1 oraz BPC2 wykazują właściwości probiotyczne;
• Szczepy BPC1 oraz BPC2 wykazują aktywność przeciw drobnoustrojom chorobotwórczym.
Charakterystyka ogólna szczepów według wynalazku
Szczep bakterii mlekowych Lactiplantibacillus plantarum BPC1 (dalej jako szczep BPC1) oraz Lactiplantibacillus plantarum BPC2 (dalej jako szczep BPC2) wyizolowano z fermentowanego buraka. Szczep BPC1 należy do gatunku Lactiplantibacillus plantarum i stanowi Gram -dodatnie krótkie pałeczki (koko-pałeczki) o metabolizmie względnie heterofermentatywnym. Szczep BPC1 został zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00373, wykazuje właściwości probiotyczne oraz stanowi homolog bakterii z gatunku Lactobacillus plantarum IPhp-GM13 (KY658476.1).
Szczep BPC2 należy do gatunku Lactiplantibacillus plantarum i stanowi Gram-dodatnie pałeczki o metabolizmie względnie heterofermentatywnym. Szczep BPC2 został zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00374, wykazuje właściwości probiotyczne oraz stanowi homolog bakterii z gatunku Lactobacillus plantarum JNULCC001 (MK294312.1).
Identyfikacja genetyczna szczepu BPC1 oraz BPC2
W celu określenia przynależności gatunkowej nowego szczepu Lactiplantibacillus plantarum BPC1 zsekwencjonowano region DNA kodujący gen 16S rRNA. Określenie przynależności gatunkowej nowego szczepu Lactiplantibacillus plantarum BPC2 prowadzono analogicznie. Otrzymane sekwencje nukleotydowe genu 16S rRNA porównano za pomocą programu BLASTN 2.8.0+ z sekwencjami dostępnymi w bazie National Center of Biotechnology Information (NCBI).
Na podstawie porównania sekwencji nukleotydowych genów 16S rRNA szczepów według wynalazku oraz sekwencji dostępnych w bazie NCBI stwierdzono 92% podobieństwo nowego szczepu bakterii BPC1 do szczepu Lactobacillus plantarum IPhp-GM13 (KY658476.1) oraz 94% podobieństwo nowego szczepu bakterii BPC2 do szczepu Lactobacillus plantarum IPhp-GM 13 (KY658476.1).
Cechy morfologiczne szczepu BPC1 oraz BPC2
Na podłożu stałym MRS zawierającym jako źródło węgla 2% glukozy nowy szczep BPC1 charakteryzuje się wzrostem w postaci białych, błyszczących i lekko wypukłych kolonii (średnica około 2 mm) o gładkich brzegach. W obrazie mikroskopowym bakterie mają kształt bardzo krótkiej długości pałeczek (koko-pałki). Szczep BPC1 nie wytwarza przetrwalników oraz wybarwia się na Gram (+).
Na podłożu stałym MRS zawierającym jako źródło węgla 2% glukozy nowy szczep BPC2 charakteryzuje się wzrostem w postaci białych, błyszczących i lekko wypukłych kolonii (średnica około 13 mm) o gładkich brzegach. W obrazie mikroskopowym baterie mają kształt pałeczek. Szczep BPC2 nie wytwarza przetrwalników oraz wybarwia się na Gram (+).
Cechy fizjologiczne i biochemiczne szczepu BPC1 oraz BPC2
Szczep BPC1 rośnie w temperaturach od 10-40°C, natomiast optymalna temperatura wzrostu szczepu wynosi 30-37°C. Szczep BPC1 nie wytwarza katalazy.
Szczep BPC1 charakteryzuje się metabolizmem względnie heterofermentatywnym. Według testu API 50 CHL zdolny jest do fermentacji następujących sacharydów i ich pochodnych: L-arabinozy, rybozy, D-ksylozy, galaktozy, glukozy, fruktozy, mannozy, mannitolu, sorbitolu, A-metylo-D-glukozydu, N-acetyloglukozoaminy, amygdaliny, arbutyny, eskuliny, salicyny, celobiozy, maltozy, laktozy, melibiozy, sacharozy, trechalozy, melezytozy, rafinozy, gentobiozy, i D-turanozy. Szczep BPC1 fermentuje glukozę z wytworzeniem kwasu mlekowego w ilości 8,40 g/l, przy czym udział kwasu L(+) mlekowego wynosi 95,4%, kwasu octowego (1,20 g/l) i etanolu (6,70 mg/l).
Szczep BPC2 rośnie w temperaturach od 10-40°C, natomiast optymalna temperatura wzrostu szczepu wynosi 30-37°C. Szczep BPC2 nie wytwarza katalazy.
Szczep BPC2 charakteryzuje się metabolizmem względnie heterofermentatywnym. Według testu API 50CHL jest zdolny do fermentacji następujących sacharydów i ich pochodnych: rybozy, galaktozy, glukozy, fruktozy, mannozy, mannitolu, sorbitolu, A - metylo - D - mannozydu, N-acetylo glukazaminy, amyglainy, arbutyny, eskuliny, salicyny, celobiozy, maltozy, laktozy, melibiozy, sacharozy, trehalozy, melezytozy, rafinozy, glikogenu, gentiobiozy, glukonianu. Szczep BPC2 fermentuje glukozę z wytworzeniem kwasu mlekowego w ilości 15,33 g/l, przy czym udział kwasu L(+) mlekowego wynosi 94,2%, kwasu octowego (4,0 g/l), natomiast nie stwierdzono obecności etanolu.
Cechy probiotyczne szczepu BPC1 oraz BPC2
Szczep BPC1 wykazuje bardzo dużą zdolność do przeżycia w warunkach pasażu jelitowego przy pH 3 i pH 4 na poziomie odpowiednio log 8,26 jtk/ml i log 9,06 jtk/ml oraz dużą przy pH 2 wynoszącą log 6,19 jtk/ml.
Szczep BPC2 wykazuje bardzo dużą zdolność do przeżycia w warunkach pasażu jelitowego przy pH 3 i pH 4 na poziomie odpowiednio log 8,35 jtk/ml i log 8,94 jtk/ml oraz dużą przy pH 2 wynoszącą log 6,27 jtk/ml.
Szczepy BPC1 i BPC2 wykazują oporność w stosunku do następujących antybiotyków i chemioterapeutyków o działaniu przeciwbakteryjnym: kolistyny, kanamycyny, gentamecyny, streptomycyny, cefoperazonu, ampicyliny, linezolidu, cefuroksymu, amoksycyliny, norfloksacyny, cyprofloksacyny, cefotaksymu, erytromecyny, nitrofurantoinu, azitromycyny.
Szczep BPC1 charakteryzuje się silną adherencją do szkła (stopień adhezji wynosi 6,3) i żelatyny (stopień adhezji wynosi 3,5) oraz słabą do polistyrenu (stopień adhezji wynosi 1,8) i kolagenu (stopień adhezji wynosi 1,5). Szczep BPC2 charakteryzuje się silną adhezją do żelatyny (stopień adhezji wynosi 4,8) oraz słabą adhezją do szkła (stopień adhezji wynosi 1,7), polistyrenu (stopień adhezji wynosi 1,9) oraz kolagenu (stopień adhezji wynosi 1,6).
Szczep BPC1 wykazuje aktywność antagonistyczną w stosunku do bakterii patogennych przenoszonych drogą pokarmową: Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Enterococcus faecalis, Salmonella enteritidis, Salmonella Typhimurium, Listeria monocytogenes, Listeria innocua.
Szczep BPC2 wykazuje aktywność antagonistyczną w stosunku do następujących bakterii patogennych: Staphylococus aureus, Bacillus cereus, Listeria monocytogenes, Staphylococcus epidermidis,
Klebsiella aerogenes, Salmonella typhimurium, Salmonella enterica, Enteropacter cloacae, Escherichia coli, Campylobacter jejuni, Pseudomonas earuginosa.
Szczepy BPC1 i BPC2 wykazują oporność w stosunku do następujących antybiotyków i chemioterapeutyków o działaniu przeciwbakteryjnym: kolistyny, kanamycyny, gentamecyny, streptomycyny, cefoperazonu, ampicyliny, linezolidu, cefuroksymu, amoksycyliny, norfloksacyny, cyprofloksacyny, cefotaksymu, erytromecyny, nitrofurantoinu, azitromycyny.
Cechy biotechnologiczne szczepu BPC1 oraz BPC2
Szczepy BPC1 oraz BPC2 przeżywają wielokrotne pasażowanie na pożywce MERS, a zatem jako szczepy przeżywające przechowywanie wykazują potencjał technologiczny.
Każdy ze szczepów BPC1 oraz BPC2 znajduje zastosowanie jako szczepionka lub składnik szczepionki do fermentacji ukierunkowanej produktów spożywczych, w szczególności produktów roślinnych, w szczególności fermentacji buraka.
Wyższą efektywność działania wykazują dodatkowo preparaty wieloszczepowe. Dlatego w kolejnym aspekcie wynalazek dotyczy kompozycji nowych szczepów zawierającej szczep Lactiplantibacillus plantarum BPC1 oraz Lactiplantibacillus plantarum BPC2 w proporcji 1:1. Wyniki badania aktywności antagonistycznej nie wykazały znaczącego antagonizmu, a zatem należy uznać, że szczepy BPC1 oraz BPC2 cechują się harmonijnym współbiesiadowaniem. A zatem szczepy BPC1 oraz BPC2 mogą wchodzić w skład jednej szczepionki oraz preparatu stosowanego do produkcji warzyw fermentowanych.
Proces fermentacji ukierunkowanej przebiegał z udziałem szczepionki w skład której wchodziły szczepy BPC1 w ilości od 105 jtk/ml do 106 jtk/ml oraz BPC2 w ilości od 105 jtk/ml do 106 jtk/ml wyizolowane ze spontanicznie fermentowanego surowca w stosunku 1:1.
Kiszonki wytworzone z udziałem zastosowanych szczepionek wykazały się wysokim namnożeniem bakterii fermentacji mlekowej 108 jtk/ml, co świadczy o poprawności przebiegającego procesu.
Wynalazek przedstawiono w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia profil mikrobiologiczny buraka kiszonego; fig. 2 przedstawia dynamikę ilości komórek szczepu Lactiplantibacillus plantarum BPC1 w kolejnych etapach warunków symulujących pasaż jelitowy, gdzie BPC1 K - próbka kontrolna; BPC1 2 - próbka o pH=2,0; BPC1 3 - próbka o pH=3,0; BPC1 4 - próbka o pH=4,0; fig. 3 przedstawia dynamikę ilości komórek szczepu Lactiplantibacillus plantarum BPC2 w kolejnych etapach warunków symulujących pasaż jelitowy, gdzie BPC2 K - próbka kontrolna; BPC2 2 - próbka o pH=2,0; BPC2 3 - próbka o pH=3,0; BPC2 4 - próbka o pH=4,0.
Przykład 1
Izolacja szczepów i identyfikacja szczepów BPC1 oraz BPC2
Szczep bakterii mlekowych Lactiplantibacillus plantarum BPC1 (dalej jako szczep BPC1) oraz Lactiplantibacillus plantarum BPC2 (dalej jako szczep BPC2) wyizolowano z fermentowanego buraka. Wykorzystany surowiec stanowił burak w plastrach albo w postaci wiórek. Zakres badań mikrobiologicznych prowadzonych w pierwszym etapie obejmował określenie liczebności następujących grup mikroorganizmów:
• bakterii fermentacji mlekowej (LAB), • bakterii fermentacji mlekowej metabolizujących sacharozę (przypuszczalne Leuconostoc) • grzybów (drożdże i pleśnie) • bakterii z rodziny Enterobacteriaceae
Badania przeprowadzono na różnych etapach fermentacji:
• po dwóch dobach • po tygodniu • po dwóch tygodniach • po sześciu tygodniach.
Próbki do badań przygotowywano zgodnie z procedurą zawartą w normie PN-EN ISO 6887-1. Liczebność mikroorganizmów oznaczano metodą hodowlaną (posiew wgłębny). Pożywki hodowlane oraz warunki inkubacji stosowane w trakcie oznaczania poszczególnych grup mikroorganizmów przedstawiono w tabeli 1.
PL 245146 Β1
Tabela 1. Pożywki hodowlane oraz warunki hodowli
Grupa mikroorganizmów Pożywka Temperatura hodowli Czas hodowli
Bakterie fermentacji mlekowej Podłoże z sokiem pomidorowym wg Davisa, Bisscta i Halc’a z dodatkiem nystatyny 30°C 72 godz.
Bakterie fermentacji mlekowej metabolizujących sacharozę (przypuszczalne Leuconostoc) Podłoże z sacharozą i węglanem wapnia wg Wcinana z dodatkiem nystatyny 30°C 72 godz.
Grzyby (drożdże i pleśnie) YGC 30°C 5 dni
Bakterie z rodziny Enteroh acteriaceae VRBG 3()“C 24-48 godz.
Po zadanym okresie inkubacji zliczono wyrosłe kolonie. Wszystkie oznaczenia wykonano w trzech niezależnych powtórzeniach. Równocześnie na poszczególnych etapach fermentacji oznaczano zawartość głównych i ubocznych produktów fermentacji metodą wysokosprawnej chromatografii cieczowej, stosując metodykę opisaną w literaturze (Guide to Aminex HPLC Columns for Food and Beverage, Biotechnology, and Bio-Organic Analysis, Bio-Rad). Do badań stosowano chromatograf cieczowy Surveyor z detektorem Rl firmy ThermoScientific. Związki rozdzielano stosując kolumnę Aminex ΗΡΧ 87 H+ (300x7,8 mm) firmy (Bio-Rad). Szybkość wymywania wynosiła 0,6 ml/min, fazę ruchomą stanowił 0,005 M H2SO4. Zawartość poszczególnych związków wyznaczano z krzywych wzorcowych. Wyniki stanowią średnią z trzech powtórzeń. Po każdym etapie badań izolowano dominujące mikroorganizmy (z pożywki z sokiem pomidorowym - oznakowane LAB, oraz z pożywki z sacharozą - oznakowane LEU). Czyste kultury drobnoustrojów poddano trzykrotnemu pasażowaniu na płynnej pożywce MRS o pH 6,2-6,3 (2,0% amoniak; 0,8% ekstrakt wołowy; 0,4% ekstrakt drożdżowy; 1% glukoza; 0,2% K2HPO4; 0,5% CH3COONa; 0,2% C2H4OH; 0,02% MgSO4 · 7H2O; 0,005% MnSO4 · 4 H2O; 0,1% obj. Tween 80) w celu wyeliminowania drobnoustrojów o niskiej przydatności technologicznej (nie przeżywających przechowywania). Po etapie pasażowania przeprowadzono hodowlę w płynnej pożywce MRS w celu określenia profilu metabolicznego, który był jedną z cech branych pod uwagę podczas screeningu mikroorganizmów.
Profil mikrobiologiczny buraka kiszonego przedstawiono na fig. 1. W pierwszym okresie fermentacji (po 2 dobach) liczebność bakterii fermentacji mlekowej pozostawała na podobnym poziomie tj. 108 jtk/g (jednostek tworzących kolonie/gram). W kolejnych dniach fermentacji i przechowywania liczebność tej grupy sukcesywnie spadała do 106 jtk/g drobnoustrojów. Znalazło to odzwierciedlenie w zwiększonej dynamice tworzenia etanolu. Wnioskować należy, że drożdże izolowane z produktu nie należą do grupy psujących, a ich obecność może nadawać właściwe walory organoleptyczne produktowi. Różnice w liczebności bakterii metabolizujących sacharozę (potencjalne Leuconostoc) oraz pałeczek z rodziny Enterobacteriaceae pomiędzy oboma rodzajami surowca pozostają w granicach błędu metody. W przypadku buraków w plastrach na początku, a w przypadku buraków w wiórkach w końcowym okresie przechowywania zaobserwowano niewielkie ilości grzybów strzępkowych, które są organizmami niepożądanymi w trakcie procesu. Przy takim poziomie namnożenia nie obserwowano jednak objawów zepsucia. Grzyby strzępkowe pochodziły najprawdopodobniej z surowca wykorzystanego do badań. W cieczy pofermentacyjnej stwierdzono obecność następujących związków: z grupy kwasów: bursztynowy, octowy, propionowy oraz główny produkt fermentacji - kwas mlekowy jak również alkoholi: glicerol i etanol. Kwas bursztynowy oraz glicerol powstały najprawdopodobniej w wyniku działania drożdży, na pewno też część powstałego etanolu jest produktem fermentacji alkoholowej prowadzonej z ich udziałem, o czym wspomniano wcześniej. Dominującym związkiem był kwas mlekowy, jego zawartość w burakach fermentowanych w postaci plasterków kształtowała się na poziomie od 0,06 g/100 ml w fazie początkowej procesu do 0,45 g/100ml na końcu procesu. Stężenie tej substancji w buraku kiszonym w postaci wiórków było ponad dwukrotnie wyższe na początku procesu, a w fazie końcowej osiągnęło wartość 0,51 g/100 ml. Ponadto podczas kiszenia buraka zaobserwowano znaczące ilości etanolu do 0,23 g/100 ml. Z fermentowanego buraka w trakcie badań wyizolowano dwa szczepy bakterii fermentacji
PL 245146 Β1 mlekowej oznaczone jako BPC1 oraz BPC2, które najlepiej przeżyły trzykrotny pasaż na płynnej pożywce MRS, co świadczy o ich potencjale biotechnologicznym. Następnie szczepy BPC1 oraz BPC2 poddano ocenie biochemicznej oraz identyfikacji genetycznej.
Oznaczenie profilu biochemicznego szczepów BPC1 oraz BPC2
Profil biochemiczny mikroorganizmów wyizolowanych z kiszonek w trakcie fermentacji spontanicznej określano w oparciu o metabolizm sacharydów z zastosowaniem testu API 50 CHL. Wyniki odczytywano po 48 godzinach inkubacji. Jako wynik pozytywny uznawano, zgodnie ze wskazaniem producenta testów próbę zabarwioną na kolor żółty, co świadczyło o zmianie wartości pH, będącej rezultatem fermentacji badanych związków do kwasów organicznych. W przypadku próby 25 wynik pozytywny oznaczał zmianę zabarwienia na kolor czarny. Wyniki przedstawiono w Tabeli 2.
Tabela 2. Zdolność wykorzystywania różnych źródeł węgla przez bakterie izolowane z kiszonych buraków (test API 50 CHL)
Test Substrat BPC1 BPC2
API 50 CH Glicerol Erytritol D arabinoza L arabinoza Ryboza D ksyloza L ksyloza Adonitol B metyle- D-ksylozyd Galaktoza Glukoza Fruktoza Mannoza Sorboza Ramnoza Dulcytol Inozytol Mannitol Sorbitol A - merylo - D - mannozyd A - metylo - D - glukozyd N - acetylo-glukozamina Amygdalina Arbtityiia Eskulina Salicyna Celobioza Maltoza Laktoza Melibioza Sacharoza Trehaloza Inulina Melezytoza Rafinoza Skrobia GHkogen Ksylitol Gentiobioza D turanoza D lyksoza D t ag aro za D fruktoza L fruktoza D arabitol L arabitol Glukonian 2-ketoglukonian 5-keto-glukonian + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
PL 245146 Β1
W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że badane bakterie zdolne były do fermentowania: rybozy, galaktozy, glukozy, fruktozy, mannozy, mannitolu, sorbitolu, N-acetyloglukozoaminy, amygdaliny, arbutyny, eskuliny, salicyny, celobiozy, maltozy, laktozy, melibiozy, sacharozy, trechalozy, melezytozy, rafinozy i gentobiozy. Nie metabolizowały natomiast: glicerolu, erytrytolu, D-arabinozy, L-ksylozy, adonitolu, β-metylo-D-ksylozydu, sorbozy, ramnozy, dulcytolu, inozytolu, inuliny, skrobi, ksylitolu, D-lyksozy, D-tagatozy, D-fruktozy, L-fruktozy, L-arabitolu, 2-ketoglukonianu i 5-ketoglukonianu.
Charakterystyka morfologii szczepów BPC1 oraz BPC2
Charakterystykę morfologii oraz zmienność morfologiczną szczepów BPC1 oraz BPC2 pochodzących z kiszonych buraków oceniano po 24 godzinach hodowli w pożywce MRS w temperaturze 30°C. Szczep BPC1 występował w postaci koko-pałeczki a BPC2 w formie pałeczek. Wielkość kolonii na płytkach kształtowała się od 1 do 3 mm. Wyniki przedstawiono w Tabeli 3.
Tabela 3. Charakterystyka morfologii szczepów BPC1 oraz BPC2
Szczep McF* 24 godz. McF 48 godz. pH 48 godz. Kolonia/morfologia Metabolity (pożywka MRS) [%]
Kwas mlekowy Kwas octowy Etanol
BPC1 7,17 8.18 4,34 Kolonie białe, błyszczące, wypukłe o gładkich brzegach, 2 nim/ koko-palki 0,84 0.12 0,007
BPC2 1.97 11-5 3,89 Kolonie białe, błyszczące, wypukłe o gładkich brzegach, 1-3 mm/ pałeczki 1-53 0,10 0,004
*McF oznacza skalę McFarlanda
Przeprowadzone analizy wykazały, że szczep BPC1 występował w postaci koko-pałeczki a BPC2 w formie pałeczek. Wielkość kolonii na płytkach kształtowała się od 1 do 3 mm. Wzrost bakterii w podłożu płynnym MRS był zróżnicowany i po 24 godzinach inkubacji mieścił się w przedziale od 1,97 McF do 8,18 McF, przedłużenie czasu hodowli do 48 godzin znacznie polepszyło wzrost tych drobnoustrojów i otrzymane wyniki mieściły się w przedziale od 8,18 McF do 11,5 McF. Dokonano również pomiaru kwasowości przy użyciu pH-metru. Otrzymane wyniki wskazywały na zróżnicowane zdolności kwaszące badanych bakterii i mieściły się w przedziale od pH=4,34 dla BPC1 do pH=3,89 dla BPC2.
W hodowli bakterii prowadzonej na pożywce MRS oznaczono również ilość wytworzonego przez te bakterie kwasu mlekowego, octowego i etanolu. Głównym metabolitem był kwas mlekowy, którego zawartość, w zależności od zdolności fermentacyjnych bakterii, mieściła się w przedziale od 0,84% BPC1 do 1,53 % BPC2. Drugim ilościowo istotnym produktem metabolizmu był kwas octowy obecność tego metabolitu mieściła się w przedziale od 0,1% dla BPC2 do 0,12% dla BPC1. Stwierdzono także śladowe ilości etanolu i wynosiły one od 0,004 do 0,007%.
Identyfikacja genetyczna szczepów BPC1 oraz BPC2
Czyste kultury drobnoustrojów BPC1 oraz BPC2 poddano trzykrotnemu pasażowaniu na płynnej pożywce MRS w celu wyeliminowania drobnoustrojów o niskiej przydatności technologicznej (nie przeżywających przechowywania). Po etapie pasażowania przeprowadzono hodowlę w płynnej pożywce MRS w temperaturze 30°C przez 24 godziny w celu identyfikacji wyizolowanych szczepów bakterii. Identyfikację bakterii przeprowadzono metodami molekularnymi w oparciu o sekwencjonowanie fragmentu genu 16S rRNA, gdzie DNA genomowe izolowano przy użyciu zestawu Genomie Mini (A&A Biotechnology), zgodnie z metodyką podaną przez producenta. Mieszaninę reakcyjną przygotowano w objętości 50 pl zawierającej: 25 pl polimerazy (1,5 jednostki) REDTaq™ ReadyMix™ (Sigma), 0,4 pl roztworu każdego ze starterów (o stężeniu 100 pM) i 25 pl wody oraz 20 ng matrycowego DNA. Gen 16S rRNA amplifikowano metodą PCR w termocyklerze MJ Mini Gradient Thermal Cycler (Bio-Rad) przy użyciu uniwersalnych starterów o sekwencjach: 5’-AGAGTTTGATCCTGGCTCAGGA-3’ (forward) i 5’-GGAGGTGATCCAGCGGC-3’ (reverse) w cyklu składającym się z denaturacji wstępnej w 94°C
PL 245146 Β1 przez 2 min, denaturacji w 94°C przez 1 min, przyłączania starterów w 50°C przez 1 min (34 powtórzenia), elongacji 72°C przez 3 min i elongacji końcowej w 72°C przez 3 min.
Uzyskane produkty reakcji PCR analizowano techniką elektroforezy w żelu agarozowym o stężeniu 1% (w/v). Amplifikowane produkty PCR oczyszczono za pomocą zestawu Clean-Up ΑΧ (A&A Biotechnology), a następnie poddano reakcji sekwencjonowania w firmie GENOMED S.A. (Warszawa). Otrzymane sekwencje nukleotydowe genu 16S rRNA dla bakterii porównano za pomocą programu BLAST 2.8.0+ (The Basic Local Alignment Search Tool) z sekwencjami dostępnymi w bazie NCBI. Wyniki identyfikacji przedstawiono w Tabeli 4.
Tabela 4. Wyniki porównania sekwencji 16S rRNA BPC1 i BPC2 z sekwencjami zdeponowanymi w bazie NCBI
Symbol szczepu Zidentyfikowany gatunek Podobieństwo Porównywana sekwencja z najwyższym stopniem podobieństwa
BPC2 Lactiplantibacillus plantarum 94% Lactobacillus plantarum JNULCC001 (MK294312.1)
BPC1 Lactiplantibacillus plantarum 92% Lactobacillus planiarum IPhp-GM13 (KY6 5 8476,1)
Na podstawie porównania sekwencji nukleotydowych genów 16S rRNA szczepów według wynalazku oraz sekwencji dostępnych w bazie NCBI stwierdzono 92% podobieństwo nowego szczepu bakterii BPC1 do szczepu Lactobacillus plantarum IPhp-GM13 (KY658476.1) oraz 94% podobieństwo nowego szczepu bakterii BPC2 do szczepu Lactobacillus plantarum IPhp-GM13 (KY658476.1). W rezultacie stwierdzono, że bakterii BPC1 i BPC2 przynależą do gatunku Lactiplantibacillus plantarum (inaczej uprzednio zwanego Lactobacillus plantarum).
Natomiast w bazie NCBI nie odnaleziono sekwencji identycznej do sekwencji 16S rRNA BPC1 ani do sekwencji 16S rRNA BPC2. A zatem należy uznać, że szczepy BPC1 oraz BPC2 według wynalazku są nowe.
Przykład 2
Badanie antagonistycznych właściwości szczepów BPC1 oraz BPC2
Jednym z aspektów wynalazku jest zastosowanie szczepów BPC1 oraz BPC2 jako szczepionek lub składników szczepionki fermentacyjnej przeznaczonej do wspomagania fermentacji produktów roślinnych (np. fermentacji buraka).
Wyższą efektywność działania wykazują dodatkowo preparaty wieloszczepowe. Natomiast konstrukcja szczepionek i mieszanych preparatów oparta jest na harmonijnym współbytowaniu szczepów składowych. W celu wytypowania kultur, które można wprowadzać w skład szczepionek oraz preparatów stosowanych do produkcji warzyw fermentowanych określono stopień hamowania bakterii wyizolowanych z badanych kiszonek.
W tym przykładzie wykonania analizowano antagonizm szczepów BPC1 oraz BPC2 w celu weryfikacji czy mogą one zostać składnikami jednej szczepionki fermentacyjnej do fermentacji żywności. W badaniach antagonizmu szczepów BPC1 oraz BPC2 zastosowano metodę słupkową opartą na równoległym wzroście szczepu wskaźnikowego i antagonistycznego. W tym celu z przerośniętego bakteriami mlekowymi stałego podłoża MRS po 24-godzinnej inkubacji w temperaturze 37°C, wycinano słupki o średnicy 10 mm i umieszczano je na płytkach z murawą zaszczepioną szczepem wskaźnikowym (105-106 jtk/ml). Przy czym, wspomnianą murawę stanowiła pożywka bulionowa z agarem o pH 7,4-7,6 (skład: 0,2% ekstrakt wołowy; 0,2% ekstrakt drożdżowy; 0,5% aminobak; 0,4% NaCI; 1,5% agar). Dla szczepu BPC1 murawa była zaszczepiona szczepem BPC1, natomiast słupki MRS były przerośnięte szczepem BPC2. Natomiast dla szczepu BPC2 murawa była zaszczepiona szczepem BPC1, natomiast słupki MRS były przerośnięte szczepem BPC1.
Po 16 godzinach inkubacji w temperaturze 37°C odczytywano strefy przejaśnienia murawy wokół słupków. Wynik podawano w mm po odjęciu średnicy słupka. Uzyskane wyniki poddano ocenie statystycznej określając: średnią wartość strefy hamowania wzrostu mikroorganizmu testowego, odchylenie standardowe populacji, przedział ufności, współczynniki korelacji i współczynnik aktywności antagonistycznej dla poszczególnych metod badawczych. Wyniki przedstawiono w Tabeli 5.
PL 245146 Β1
Tabela 5. Współczynnik aktywności antagonistycznej
Oznaczenie szczepu BPC1 BPC2
BPC(l)Lab X 0,1
BPC(2)Lab 0,1 X
W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że szczepy BPC1 oraz BPC2 wyizolowane z kiszonych buraków działały w niewielkim stopniu antagonistycznie w stosunku do siebie. Średnie strefy zahamowania wzrostu bakterii były bardzo niewielkie i nie wykluczają możliwości łączenia ich w szczepionki.
Przykład 3
Fermentacja warzyw z wykorzystaniem kompozycji według wynalazku zawierającej szczep BPC1 w ilości 105 jtk/ml oraz BPC2 w ilości 105 jtk/ml
W tym przykładzie wykonania kompozycja według wynalazku zawiera szczep Lactiplantibacillus plantarum BPC1 oraz szczep Lactiplantibacillus plantarum BPC2 w proporcji 1:1. W tym przykładzie wykonania przed szczepieniem szczepy zawieszane były w soli fizjologicznej. Natomiast do zawieszania szczepów można wykorzystać również np. PBS lub wodę.
W przeprowadzonych badaniach szczepy były hodowane na brzeczce.
Fermentacja za pomocą wyselekcjonowanych szczepów starterowych w warunkach laboratoryjnych
Proces fermentacji ukierunkowanej przebiegał z udziałem szczepionki, w skład której wchodziły szczepy BPC1 w ilości 105 jtk/ml oraz BPC2 w ilości 105 jtk/ml wyizolowane ze spontanicznie fermentowanego surowca w stosunku 1:1.
Kiszonka wytworzona z udziałem badanej szczepionki, wykazała się wysokim namnożeniem bakterii fermentacji mlekowej 108 jtk/ml. Liczebność LAB na skutek fermentacji ukierunkowanej jest porównywalna do liczebności LAB w procesie fermentacji spontanicznej, co świadczy o poprawności przebiegającego procesu z użyciem kompozycji szczepionki według wynalazku.
W badanej próbie fermentacji ukierunkowanej nie stwierdzono wzrostu bakterii z rodzaju Leuconostoc. Namnożenie drożdży w przebiegu fermentacji ukierunkowanej mieści się w przedziale 104—105 jtk/ml. Ilość bakterii z rodziny Enterobacteriaceae jest mniejsza niż 103 jtk/ml. Z uwagi na to możemy przypuszczać, że procesy fermentacji z udziałem kultury starterowej przebiega prawidłowo.
W próbach fermentacyjnych kiszonego buraka zaobserwowano wszystkie metabolity charakterystyczne dla fermentacji spontanicznej, jednakże kwas bursztynowy i glicerol występowały w ilościach śladowych. Stężenie kwasów octowego i propionowego kształtowało się na poziomie poniżej 0,1%. Badane szczepy tworzyły powyżej 0,3% kwasu mlekowego.
Przykład 4
Fermentacja warzyw z wykorzystaniem kompozycji według wynalazku zawierającej szczep BPC1 w ilości 106 jtk/ml orazBPC2 w ilości 106 jtk/ml
Fermentację ukierunkowaną prowadzono jak w przykładzie 3, z tym że proces fermentacji ukierunkowanej przebiegał z udziałem szczepionki, w skład której wchodziły szczepy BPC1 w ilości 106 jtk/ml oraz BPC2 w ilości 106 jtk/ml wyizolowane ze spontanicznie fermentowanego surowca w stosunku 1:1.
Przykład 5
Badanie właściwości probiotycznych szczepów BPC1 oraz BPC2
Badanie właściwości probiotycznych szczepów BPC1 oraz BPC2 prowadzono z wykorzystaniem szeregu szczepów testowych, które przedstawiono w Tabeli 6.
PL 245146 Β1
Tabela 6. Szczepy testowe wykorzystane w badaniu uzdolnień antagonistycznych
Lp. Szczepy wskaźnikowe
Bakterie Gram - dodatnie
1. Staphylococcus aureus 6538
2. Staphylococcus aureus 25923
3. Staphylococcus aureus 27734
4. Staphylococcus aureus 27794
5. Enterococcusfaecalis 29212
6. Idacillus cereus 11778
7. Listeria monocytogenes 19115
8. histeria monocytogenes 18195
9. Staphylococcus epidermtdis J.W. 1533
Baklerie Gram - ujemne
10. Klebsiella aerogenes 13048
11. Salmonella typhimurium 13311
12. Salmonella typhimurium 2182 TA
13. Salmonella typhimurium 2180 PCM
14. Salmonella typhimurium 14033
15. Salmonella enterica 7001
16. Enterobacter cloacae 13047
17. Escherichia coli 10536
18. Escherichia coli 8738
19. Escherichia coli 8739
20. Campylohacter jejuni 11351
21. Pseudomonas aeruginosa 15442
22. Pseudomonas aeruginosa 24755
Drożdże
23. Rhodotorulaglutinis R13 Ł0056
24. Rhodotorula mucilaginosa R12 Ł0054
25. Candida pelliculoza
26. Cyberlmdnera jadinit LOCK 0021
Pleśnie
27. Aspergillus jumigatus E34 Ł0426
28. Aspergillus niger ATCC 16404
29. Penicilhmt notatum E40 Ł0533
30. Penicillum expansum E42 Ł00536
Do badań wykonanych w celu sprawdzenia tolerancji wyizolowanych szczepów na warunki zachodzące w pasażu jelitowym, na ich adherencję do powierzchni biotycznych i abiotycznych, oraz zbadanie ich antagonizmu w stosunku do bakterii, drożdży i pleśni wykorzystano pożywki oraz odczynniki zestawione w Tabeli 7.
PL 245146 Β1
Tabela 7. Stosowane podłoża hodowlane i odczynniki wraz z ich składem oraz przeznaczeniem
Lp. Nazwa roztworu/pożywki Skład pożywki Cel stosowania roztworu/pożywki
1. Roztwór podstawowy A 6,2 g/1 NaCl 2.2 g/1 KC1 0,22 g/1 CaCl2 1.2g/lNaHCO, Badanie przeżywalności wyizolowanych szczepów w warunkach pasażu jelitowego.
2. Roztwór podstawowy B 5 g/1 NaCl 0,6 g/1 KCl 0.3 g/1 CaCl, Badanie przeżywalności wyizolowanych szczepów w warunkach pasażu jelitowego.
3. Pepsyna (BTL) 2000 FlP/g - Przygotowanie roztworu 0 składzie odpowiadającym składowa roztworu soku żołądkowego.
4. Sole żółci - Przygotowanie roztworu 0 składzie odpowiadającym składowi roztworu soku jelitowego.
5. Pankreatyna - Przygotowanie roztworu 0 składzie odpowiadającym składowi roztworu soku jelitowego.
6. Sterylna woda destylowana - Sporządzenie zawiesin i przemywanie odwirowanej biomasy.
7. PBS pH=7,4 10mMNa2HPO4 1 mM ΚΗ,ΡΟ, 140 mM NaCl 3 mMKCl Przemywanie i sporządzenie zawiesin z odwirowanej biomasy.
8. 1MHC1 - Ustalenie pH roztworów. Ustalenie pH zawiesiny' komórkowej badanych szczepów' przy sprawdzaniu tolerancji na warunki pasażu jelitowego.
9. IM NaOH - Ustalenie pH roztworów. Ustalenie pH zawiesiny’ komórkowej badanych szczepów przy sprawdzaniu tolerancji na warunki pasażu jelitowego. Neutralizacja badanych prób przed wy siewem.
10. IM NaHCO3 - Neutralizacja zawiesiny komórek
11. MRS Podłoże MRS płynne (BTL) pH= 6,2-6,3 2,0% amoniak 0,8% ekstrakt wolowy 0,4% ekstrakt drożdżowy 1% glukoza 0,2%K,HPO4 0,5% CH3COONa 0.2% C,H4OH 0.02% MgSO4 7H2O 0,005% MnSO- 4 H2O 0.1 % obj. Tween 80 Namnażanie biomasy wyizolowanych szczepów.
12. Bufor cytrynianowy 1 M. pH = 4*5 2, lg/1 kwas cytrynowy Woda destylowana IM NaOH Ustalenie pH roztworów używanych do zbadania zdolności adherencyjnych komórek bakterii.
13. Fiolet krystaliczny 0,1% - Wybarwianie komórek podczas badania zdolności adhczyjnych.
14. Kwas octowy 33% - Ekstrakcja fioletu krystalicznego z komórek bakterii podczas badania ich zdolności adherencyjnych.
15. Bulion płynny pH=7,4-7,6 0.2% ekstrakt wolowy 0.2% ekstrakt drożdżowy 0.5% aminobak 0.4% NaCl Aktywacja i namnożenie szczepów testowych przy określaniu antagonizmu.
16. Bulion zestalony agarem pH—7.4-7,6 0,2% ekstrakt wolowy 0.2% ekstrakt drożdżowy 0,5% aminobak 0,4% NaCl 1.5% agar Hodowla szczepów testowych przy określaniu antagonizmu
17. Brzeczka 5° Big - Aktywacja 1 namnożenie szczepów testowych przy określaniu antagonizmu.
18. Brzeczka 5“ Big zestalona agarem (2.0%) Hodowla szczepów testowych przy określaniu antagonizmu.
PL 245146 Β1
Materiałami wykorzystanymi do określenia adhezji badanych szczepów do podłóż biotycznych były śluz, żelatyna, kolagen, a abiotycznych szkło i polistyren.
Przeżywalność w warunkach pasażu jelitowego
Ocenę przeżywalności wyizolowanych szczepów w warunkach pasażu jelitowego zrealizowano w naśladujących je warunkach. Badane szczepy hodowano w 25 ml płynnego podłoża MRS, do momentu uzyskanie przez komórki późnej fazy wzrostu logarytmicznego lub wczesnej stacjonarnej fazy wzrostu tj. około 109 jtk/ml. Następnie biomasa została oddzielona od podłoża poprzez wirowanie (9000 rpm, 15 min) oraz przemyta dwukrotnie roztworem PBS. Otrzymaną biomasę zawieszono w 25 ml rozdrobnionych warzyw (odpowiednio dla każdego ze szczepów: z buraków) i doprowadzono do pH=4,6 używając 1M HCI. Do zawiesiny komórek dodano 5 ml sterylnego roztworu podstawowego A, po czym pobrano próbę do wysiewu w celu ustalenia początkowej ilości komórek. Następnie do zawiesiny dodano 3 ml roztworu podstawowego A (o pH=5,0) zawierającego pepsynę i lizozym, po czym ponownie pobrano próbę do wysiewu. Końcowe stężenie pepsyny w zawiesinie komórek w rozdrobnionych warzywach wynosiło 0,3%, a lizozymu - 0,01%. Warunki analogiczne do tych panujących w żołądku, czyli niskie pH soku żołądkowego uzyskano dodając 1M HCI do zawiesiny. Ustalono trzy różne wartości pH: pH=2,0; pH=3,0 oraz pH=4,0. Po zakwaszeniu inkubowano zawiesiny przez 20 minut w 37°C, po czym pobrano z każdej zawiesiny próbę do wysiewu. Pozostałą zawiesinę zneutralizowano do pH=6,5, które odpowiada pH panującemu w dwunastnicy używając 1M NaHCCh. Do badanej zawiesiny dodano roztworu podstawowego B (o pH=8,0) z solami żółci i pankreatyną, o końcowych ich stężeniach wynoszących odpowiednio 0,45% i 0,1%. Zawiesinę inkubowano przez 120 minut, po czym pobrano próbę do wysiewu. Przed każdym z wysiewów pobrane próby neutralizowano 1M NaOH.
Przeżywalność komórek poddanych działaniu pasażu jelitowego obliczono ze wzoru:
7Vfe
Przeżywalność = — x 100% gdzie:
Nk - log jtk/ml próby kontrolnej,
N - log jtk/ml próby po symulacji
Ocenę przeżywalności zrealizowano w warunkach odwzorowujących warunki pasażu jelitowego (poddanie ich działaniu lizozymu, pepsyny, soli żółci, pankreatyny i niskiego pH). Przeżywalność szczepów BPC1 oraz BPC2 sprawdzono w 6-ciu występujących po sobie etapach. Wyniki przeżywalności w Tabeli 8, a ich dynamikę wzrostu na Fig. 2-3.
Tabela 8. Przeżywalność szczepów BPC1 oraz BPC2 w warunkach pasażu jelitowego
Etap Czynniki działające Szczep Lactiplantibacillus planiarum
BPCl K* BPCl BPC2 K* BPC2
Log ilość bakterii |jtk/ml] (DS)**
I roztwór podstawowy A 8,98 (0.03) 8,53 (0,05) 8,76 (0.01) 8,40 (0.02)
II roztwór pepsy ny i lizozymu 8,72 (0,05) 8,40 (0.13) 8,81) (0.02) 8,33 (0.02)
III roztwór pepsyny i lizozymu (po 20 min. inkubacji) 8,78 (0.05) 8,36 (0,03) 8,78 (0,04) 8.42 (0.13)
IV niskie pH (po 30 min. inkubacji) pH2.0 8,70 (0.02) 6,31 (0,01) 8,86 (0,01) 8,13 (0.02)
pH 3.0 8,24 (0,01) 8,57 (0.02)
pH4.0 8,78 (0,08) 8,78(0.01)
V roztwór z solami żółci i pankreatyną pH2.0 8,71 (0,06) 4,90 (0,01) 8,88 (0,06) 6,32 (0.21)
pH 3,0 7,79 (0,03) 8,28 (0.05)
pH 4,0 8,58(0,10) 8,61 (0,01)
VI roztwór z solami żółci i pankreatyną (po 120 min. inkubacji) pH 2,0 9,03 (0,04) 6,19(0,01) 8,90 (0,05) 6,27 (0,06)
pH 3,0 8,26(0,15) 835(0,01)
pH 4,0 9,06 (0,06) 8,94 (0,09)
K* - próby kontrolne wykonane dla każdego ze szczepów; DS** - odchylenie standardowe; Wyniki istotne statystycznie pogrubiono (p= 0.05).
Przeżywalność szczepów izolowanych z fermentowanych buraków po przejściu przez symulowany pasaż jelitowy wynosiła 100% w porównaniu z próbą kontrolną. Największy spadek liczebności żywych komórek zaobserwowano w V etapie doświadczenia podczas którego przeżywalność zmalała do 56,3% dla szczepu BPC1, 71,2% dla BPC2 przy pH=2,0. Na zmniejszenie ilości komórek bakterii szczepów izolowanych z kiszonych buraków największy wpływ miało działanie niskiego pH.
Badanie adherencji szczepów BPC1 i BPC2 do powierzchni biotycznych i abiotycznych
Adherencję szczepów według wynalazku przetestowano analizując ich przyleganie do żelatyny, śluzu, kolagenu oraz polistyrenu i szkła.
Badanie adherencji komórek bakterii do żelatyny
W 24-dołkowej płytce umieszczono po 1 ml sterylnej 1% żelatyny w PBS, po czym inkubowano płytkę przez 60 minut w 37°C. Po inkubacji zebrano nadmiar żelatyny i inkubowano w 4°C przez 24 godziny. Po wyjęciu z lodówki dodano po 1 ml bakterii odpowiedniego szczepu (z wcześniej zwirowanej 24-godzinnej hodowli), w 3 powtórzeniach dla każdego szczepu, w taki sposób aby pokryć całe dno dołka. Próbę kontrolną wykonano dodając roztworu PBS zamiast bakterii. Płytkę inkubowano przez 2 godziny w 4°C, niezadherowane komórki odessano, a zadherowane utrwalono w temperaturze 60°C przez 20 minut. Po inkubacji dodano do każdego dołka 0,1% fiolet krystaliczny w ilości 300 μl/dołek i barwiono przez 15 minut w 4°C. Nadmiar fioletu zebrano. Następnie przemyto płytkę dwukrotnie wodą i dodano 1 ml buforu cytrynianowego o stężeniu 20 mM/L i pH=4,3. Płytkę inkubowano wytrząsając przy 150 rpm przez 45 minut w temperaturze pokojowej w celu wymycia fioletu krystalicznego z komórek. Zmierzono absorbancję każdej próby przy długości fali 570 nm, stosując jako próbę ślepą wodę destylowaną. Kontrolą negatywną była wybarwiona żelatyna bez bakterii. Próbę kontrolną wykonano dodając roztworu PBS zamiast bakterii.
Badanie adherencji komórek bakterii do śluzu
W 24-dołkowej płytce umieszczono po 1 ml sterylnego śluzu, po czym inkubowano płytkę przez 72 godziny w 4°C. Po inkubacji dokładnie usunięto nadmiar niezwiązanego śluzu i utrwalono w 60°C przez 20 minut. Następnie przygotowano bakterie poprzez ich odwirowanie oraz zawieszenie w roztworze PBS oraz ustalono absorbancję do wartości 1,0 ± 0,1 (przy długości fali 630 nm). Do każdego dołka dodano po 1 ml bakterii (przy czym dla każdego szczepu zrobiono po 3 powtórzenia). Płytkę inkubowano przez 2 godziny w 37°C, następnie niezadherowane komórki odessano, dołki przemyto delikatnie roztworem PBS, zadherowane bakterie utrwalono w temperaturze 60°C przez 20 minut. Po inkubacji dodano do każdego dołka 0,1% fiolet krystaliczny w ilości 250 μl/dołek i barwiono przez 15 minut w 4°C. Nadmiar fioletu zebrano. Następnie przemyto płytkę dwukrotnie wodą i dodano 1 ml buforu cytrynianowego o stężeniu 20mM/L i pH=4,3. Płytkę inkubowano wytrząsając przy 150 rpm przez 45 minut w temperaturze pokojowej w celu wymycia fioletu krystalicznego z komórek. Zmierzono absorbancję każdej próby przy długości fali 570 nm, stosując jako próbę ślepą wodę destylowaną. Kontrolą negatywną była wybarwiona żelatyna bez bakterii. Próbę kontrolną wykonano dodając roztworu PBS zamiast bakterii.
Badanie adherencji komórek bakterii do kolagenu
W 96-dołkowej płytce pokrytej kolagenem (BD) nałożono po 200 μl bakterii zawieszonych w PBS o absorbancji 1,0 ± 0,1 (przy długości fali 630 nm). Próby wykonano w 8 powtórzeniach dla każdego szczepu, a próbę kontrolną stanowił sam roztwór PBS. Płytkę inkubowano przez 2 godziny w 30°C, po czym niezadherowane komórki odessano, a dołki przemyto wodą. Zadherowane komórki utrwalono przez 15 minut z dodatkiem 50 μl 80% etanolu. Etanol odessano. Po inkubacji dodano do każdego dołka 0,1% fiolet krystaliczny w ilości 100 μl na dołek i barwiono przez 15 minut. Nadmiar fioletu zlano, a płytkę przemyto wodą. Następnie dodano po 200 μl 96% etanolu i ekstrahowano w czasie 45 minut przy 120 rpm. Zmierzono absorbancję każdej próby przy użyciu czytnika mikropłytek Berthold Technologies przy długości fali 490 nm. Próbę kontrolną wykonano dodając roztworu PBS zamiast bakterii.
Badanie adherencji komórek bakterii do polistyrenu/szkła
Do 96-dołkowej (polistyren) lub 6-dokłowej (szkło) płytki nałożono po 100 μl (polistyren) lub 3 ml (szkło) bakterii zawieszonych w PBS o absorbancji 1,0 ± 0,1 (przy długości fali 630 nm). Próby wykonano w 8 (polistyren) lub 3 (szkło) powtórzeniach dla każdego szczepu, a próbę kontrolną stanowił sam roztwór PBS. Płytkę inkubowano przez 2 godziny w 30°C, po czym niezadherowany nadmiar odessano, a dołki przemyto wodą. Zadherowane komórki utrwalono przez 15 minut z dodatkiem 100 μl (polistyren) lub 3 ml (szkło) 80% etanolu. Etanol zlano. Po inkubacji dodano do każdego dołka 0,1% fiolet krystaliczny w ilości 100 μl (polistyren) lub 3 ml (szkło) na dołek i barwiono przez 15 minut. Nadmiar fioletu zlano, a płytkę przemyto wodą.
PL 245146 Β1
Następnie dodano po 100 pi (polistyren) lub 3 ml (szkło) 96% etanolu i ekstrahowano w czasie 45 minut przy 120 rpm. Zmierzono absorbancję każdej próby przy długości fali 630 nm, stosując jako próbę ślepą wodę destylowaną. Próbę kontrolną wykonano dodając roztworu PBS zamiast bakterii.
Dla każdego z wykonywanych doświadczeń obliczono współczynnik adherencji według następującego wzoru:
^kontroli gdzie:
Ad - współczynnik adherencji;
A - absorbancja próby.
Uzyskany wynik został oceniony zgodnie z klasyfikacją adhezji, którą przedstawiono w Tabeli 9.
Tabela 9. Klasyfikacja współczynników adherencji
Współczynnik adherencji Klasyfikacja
Ad< 1 Brak adherencji
2 > Ad > 1 Słaba adherencja
3 > Ad > 2 Średnia adherencja
Ad >3 Silna adherencja
Stopień adherencji szczepów BPC1 oraz BPC2 do wybranych materiałów przedstawiono w Tabeli 10.
Tabela 10. Stopień adherencji szczepów BPC1 oraz BPC2 do wybranych powierzchni
Szczep Współczynnik adherencji
Powierzchnia abioty czna Powierzchnia biotyczna
Szkło Polistyren Kolagen Śluz Żelatyna
BPC1 6,3 1,8 i,5 l,o 3,5 4,8
BPC2 1,7 1,9 1,6 0,8
Brak ac herencji
Słaba adherencja
llll Silna adherencja
Adherencja to cecha, która umożliwia bakteriom przeżycie oraz namnożenie się w przewodzie pokarmowym. Zdolność ta, gwarantująca dłuższy czas przebycia pożądanych bakterii w układzie pokarmowym, stała się bardzo ważnym kryterium podczas selekcji szczepów o cechach probiotycznych. Wśród powierzchni abiotycznych użytych w doświadczeniach większe współczynniki adherencji otrzymano dla szkła. Dla szczepów wyizolowanych z kiszonek można wyróżnić silną adherencję dla BPC1 współczynnik adherencji - 6,3. Szczep BPC2 wykazał słabe przyleganie do szkła 1,7. Adherencja szczepów wyizolowanych z kiszonych buraków do polistyrenu była słaba, współczynniki kształtowały się na poziomie 1,5 (BPC1) i 1,9 (BPC2).
Wśród powierzchni biotycznych najwyższe współczynniki adherencji otrzymano w stosunku do żelatyny. Komórki szczepów BPC1 i BPC2, wykazywały silną adherencję do żelatyny i współczynniki kształtowały się odpowiednio 3,5 i 4,8. Przyleganie do kolagenu dla badanych szczepów było słabe i wartości adherencji wynosiły 1,5 (BPC1) i 1,6 (BPC2). Nie stwierdzono znaczącej adherencji badanych szczepów do śluzu. Stopień adherencji różnił się pomiędzy badanymi powierzchniami i szczepami oraz w ich obrębie.
Otrzymane wyniki pokazały, że badane szczepy w mniejszym lub większym stopniu są adherentne do większości testowanych powierzchni. Należy zatem uznać, że przesłanka adherentności została spełniona.
Badanie zdolności antagonistycznych szczepów BPC1 oraz BPC2 względem szczepów wzorcowych
PL 245146 Β1
W badaniach uzdolnień antagonistycznych wyizolowanych szczepów BPC1 oraz BPC2 wykorzystana została metoda słupkowa, która pozwala na równoległy wzrost szczepów badanych oraz testowych. Metoda słupkowa umożliwia określić średnice stref zahamowania wzrostu danych szczepów testowych.
Podczas badania antagonizmu szczepów wyizolowanych z kiszonych warzyw wykorzystano 9 szczepów bakterii Gram - dodatnich, 13 szczepów bakterii Gram - ujemnych oraz po 4 szczepy pleśni i drożdży. Z przerośniętego bakteriami mlekowymi podłoża MRS inkubowanego przez 24 godziny w 30°C wycięto po 3 słupki o średnicy 10 mm i umieszczono je na płytkach z murawą (pożywka brzęczkowa lub bulionowa z wcześniej zaszczepionym szczepem wskaźnikowym (tj. BPC1 lub BPC2) w ilości 105- 106 jtk/ml).
Płytki inkubowano przez 16 godzin w temperaturze 30°C, następnie odczytywano strefy przejaśnień murawy wokół słupków. Wyniki stref zahamowania wzrostu podano jako średnia ze średnic zahamowania wzrostu wraz z odchyleniem standardowym. Otrzymane wyniki przedstawiono w Tabelach 11-14.
Tabela 11. Uzdolnienia antagonistyczne wyizolowanych szczepów BPC1 oraz BPC2 w stosunku do Gram-dodatniej bakteryjnej mikroflory patogennej
Patogen Średnica zahamowania wzrostu [mm] (SD)
Szczep
BPC1 BPC2
Staphylococcus aureus 6538 21 (1,00) 14 (0.58)
Staphylococcus aureus 25923 19 (1.15) 14 (0,50)
Staphylococcus aureus 27734 17 (0,58) 21 (0,58)
Staphylococcus aureus 27794 21 (1,00) 21 (0.58)
Enterococcus faecalis 29212 (1 (0.00) 0 (0,00)
Bacillus cereus 11778 0 (0.00) 20(1,53)
Listeria monocytogenes 19115 21 (1,73) 0 (0,00)
Listeria monocytogenes 18195 17 (0,58) 18 (0,00)
Staphylococcus epidermidis J.W. 153 3 40* (0,00) 40* (0,00)
*Strefa zahamowania wzrostu patogenu bardzo duża, patogen wyrósł tylko na obrzeżach płytki w postaci pojedynczych kolonii: Pogrubienie oznacza wyniki istotne statystycznie
Tabela 12. Uzdolnienia antagonistyczne wyizolowanych szczepów BPC1 ora BPC2 w stosunku do Gram-ujemnej bakteryjnej mikroflory patogennej
Patogen Średnica zahamowania wzrostu [mm] (SD)
Szczep
BPC1 BPC2
Klebsiella aerogenes 13048 0 (0,00) 16 (0,58)
Salmonella typhimunum 13311 33 (1,73) 30 (1.53)
Salmonella typhiinurium 2182 TA 27 (2.00) 30(1,15)
Salmonella typhimunum 2180 PCM 21 (1,53) 20 (0,58)
Salmonella lyphimuriiłm 14033 15 (1,53) 20 (1,00)
Salmonella enterica 7001 16(0,58) 18 (0,58)
Enterobacter cloacae 13047 0 (0,00) 18 (0,58)
Escherichia coli 10536 0 (0,00) 16 (1,53)
Escherlchia coli 8738 14(1,00) 18 (1,53)
Escherichia coli 8739 0 (0,00) 14 (0,00)
Campylobacterjejunt 11351 15 (0,58) 20 (0,58)
Pseudomonas aeruginosa 15442 5 (8,08) 23 (1,53)
Pseudomonas aeruginosa 24755 5 (8,66) 19 (1,53)
Pogrubienie oznacza wyniki istotne statystycznie
PL 245146 Β1
Tabela 13. Uzdolnienia antagonistyczne wyizolowanych szczepów BPC1 oraz BPC2 w stosunku do pleśni
Nazw a patogenu Średnica zahamowania wzrostu [mm] (SD)
Szczep
BPC1 BPC2
Penicillum notatum E40 ŁO533 26 (1,53) 31 (1,73)
Penicillum ezpansum E42 Ł00536 28 (2,00) 34 (0,58)
Aspergillus fumigatus E34 Ł0426 27 (3,06) 27 (3,06)
Aspergillus niger ATCC 16404 20 (2,08) 20 (0,58)
Tabela 14. Uzdolnienia antagonistyczne wyizolowanych szczepów w stosunku do drożdży
Nazwa patogenu Średnica zahamow ania wzrostu [mm] (SD)
Szczep
BC1 BC2
Candida pelliculoza 20 (1.53) 18 (0,58)
Cyberlindnera jadinii LOCK. 0021 20 (0,58) 20 (1,53)
Rhodotorula glutinis R13 L0056 37 (0,58) 30 (2,00)
Rhodotorula mucilaginosa R12 Ł0054 20 (1,53) 22 (2,52)
Spośród użytych do doświadczenia patogennych szczepów bakterii Gram - dodatnich największą wrażliwością na obecność komórek Lactiplantibacillus plantarum BPC1 i BPC2 wykazał się szczep Staphylococcus epidermidis J.W. 1533, gdzie średnica zahamowania wzrostu była bardzo duża i wynosiła 40 mm, a patogen wyrósł tylko na obrzeżach płytki. Wszystkie szczepy Staphylococcus aureus były wrażliwe na działanie szczepów BPC1 i BPC2 a średnice zahamowania ich wzrostu wynosiły 14-29 mm. Najmniej wrażliwy na inhibicję wzrostu spośród szczepów testowy okazał się szczep Listeria monocytogenes 19115, gdzie brak zahamowania wzrostu zanotowano dla szczepu: BC2. Wzrost szczepu Enterococcus faecalis 29212 nie był hamowany przez badane drobnoustroje.
Szczepami testowymi bakterii Gram - ujemnych, dla których zanotowano największą inhibicję wzrostu wynoszącą odpowiednio 33 mm (BPC1) i 30 mm (BPC2) jest Salmonella typhimurium 13311 oraz 27mm (BPC1) i 30 mm (BPC2) jest Salmonella typhimurium 2182 TA. Brak zahamowania wzrostu w obecności szczepu BC1 wykazały bakterie Escherichia coli 10536, Escherichia coli 8739 i Enterobacter cloacae 13047.
Inhibicja wzrostu pleśni oraz drożdży zachodziła równie skutecznie jak patogenów bakteryjnych. W żadnej z prób nie zaobserwowano braku zahamowania wzrostu. Najbardziej wrażliwy okazał się szczep Penicillum expansum E42 Ł00536, gdzie średnice zahamowania wyniosły odpowiednio 28 mm (BPC1) i 35 mm (BPC2), a najmniejszą wrażliwość zanotowano dla Aspergillus niger ATCC 16404 20 mm. Wśród drożdży to Rhodotorula glutinis R13 Ł0056 okazały się najbardziej wrażliwe, średnica zahamowania wzrostu wyniosła odpowiednio 37 mm (BPC1) i 30 mm (BPC2), a najmniej - Candida pelliculoza - 17 mm (BPC2) i 20 mm (BPC1).
Uzyskane wyniki potwierdzają, że szczepy BPC1 oraz BPC2 wykazują aktywność antagonistyczną do patogenów jelitowych odpowiedzialnych za choroby u ludzi i zwierząt.
Oporność na antybiotyki i chemioterapeutyki szczepów BPC1 oraz BPC2
Do określenia oporności szczepów BPC1 oraz BPC2 na antybiotyki zastosowano metodę dyfuzyjno-krążkowej, w której na płytkę agarową nanosi się zawiesinę badanego szczepu bakterii (tj. BPC1 albo BPC2) w stężeniu 0,5 MacFarlanda i nakłada się krążki bibułowe nasycone badanym antybiotykiem. Całość inkubowano w 30°C przez 18 godzin. Następnie dokonywano odczytu strefy zahamowania wzrostu wokół krążka. Wyniki przedstawiono w Tabeli 15.
PL 245146 Β1
Tabela 15. Ocena oporności szczepów BPC1 oraz BPC2 na antybiotyki i chemioterapeutyki
Nazwa badanego antybiotyku stężenie [fig] średnice zahamowania wzrostu [mmj
BC1 BC2
Kolisty na 10 14 19
Ko listy na 25 13 35
Kolistyna 50 12 10
Kanamycyna 5 12 10
Gentamycyna 120 14 9
Gentamycyna 200 18 15
Sreptomycyna 25 11 0
Cetbperazon 75 10 10
Ampicylina 25 8 14
Linezolid 10 10 0
Linezolid 30 0 13
Cefuroksym 30 13 27
Amoksycylina 2 9 20
Amoksycylina 10 15 23
Norfloksacyna 5 8 6
Norfloksacyna 10 12 6
Cefotaksym 5 14 12
Cefotaksym 30 15 8
Cyprofloksacyna 1 9 8
Cyprofłoksacyna 5 8 0
Erytromycyna 30 19 15
Nitrofurantoina 100 18 15
Nitrofurantoina 200 12 30
Nitrofurantoina 300 16 12
Azytromycyna 15 13 14
Przeprowadzona analiza wykazała, że Szczepy BPC1 i BPC2 wykazują oporność w stosunku do następujących antybiotyków i chemioterapeutyków o działaniu przeciwbakteryjnym: kolistyny, kanamycyny, gentamecyny, streptomycyny, cefoperazonu, ampicyliny, linezolidu, cefuroksymu, amoksycyliny, norfloksacyny, cyprofloksacyny, cefotaksymu, erytromecyny, nitrofurantoinu, azitromycyny.
Wykaz sekwencji nukleotydowych regionu DNA kodującego gen 16S rRNA szczepu BPC1 oraz BPC2 które określają ich przynależność gatunkową:
PL 245146 Β1
Sekwencja nukleotydowa genu 16S rRNA szczepu BPC1
CRGCATGSGGGKCTATAATGCAGTCGACGARCTCYGGTATTGATTGGTGCTTGCATCAWGATTTACRTTTGAGTGAGTGG
CGAACTGGTGAGTAACACGTGGGAAACCTGCCCAGAAGCGGGGGATAACACCTGGAAACAGATGCTAATACCGCATAACA
ACTTGGACCGCAGGGTCCGAGTTTGAAAGATGGCTTCGGCTATCACTTTTGGATGGTCCCGCGGCGTATTAKCTAKATGG
TGGGGTAACGGCirACCATGGSAATGATACGTASCCAACCTGAGAGGGTAATCSGCCMCWrrGGGACTCAGACACGGCCC
AAACTCCTACGGGAGGCAGCWKTAGGGAATCTTCCACAATGGACGAAAGTCTGATGGASCAACGCCSCGTGAGTGAAKAA
GGGTITCGGCTCGTAAAACTCTGTTGITAAAGAAGAACATATCTGAGAGrAACrGTICAGG'! ATTGACGGTAriTAACCA
GAAAGCCACRGCTAACTACGTGCCASCAGCCGCGGTAATACRTASGTGGCAAGCGTTGTCCGGATTTATTGSGCGTAAAG
CGAGCGCAGGCGGTTTTTTAAGTCTGATGTGAAAGCCTTCRGCTCAACCGRAGAAGTGCATCGGAAACTGGGAAACTTGA
STGCAGAAGAKGACAGTGGAACTCCATGTGTAKCGRTGAAATGCGTAKATATATGGAAKAACACCASTGGCGAACGCGGC
TGTCTGGTCTGTAACTGACGCTGAGGCTCGAAAGYATGGGTAGCAAACASGAITAKATACCCTGGTAGTCCATACCGTAR
ACGATSAATGCTAAGTGTTGGAGGGTTTCCGCCCTTCWKTGCTRCAGCTWACKCATTAAGCAYTCCRCSCTGTGKGAGTA
CGRCCGJCAAGGMTGAAACTCAAATGAArTrGACGGSGGACCMGCWACAAGCAGATGGAKCATGTGGTTTTAATTrCGAA
GCTACGCGTARGAACTTACTAGTCTTGACATTACTKATGCAATTCTARMAGAATAAGACGATTCCTTCGGGGAMATGRGA
TWACTGGTGGATGMCATGAATTGTTCKTCARCTCGAGATCCrGKAMATKCTTGGGATCAAGTCCTCGCAACGAACGACAA
TCGTTACTTATCRAGTAGRCAAKCATTACGTCGCACTCTTGATGGAAAACTTGCiCCGGTGAACAAAAC
Sekwencja nukleotydowa genu 16S rRNA szczepu BPC2
CCTCAGTWGCGCGTTCTGYAATGGGKTCKAACRAGYTCTGCCWATTGATTGTGGCTGGCATCAWGATTTACGTTTGGRTG
GGTGGYGAACTGGTGGSCAACACAACGKGAAACCTGCCCCRAGSTGAGGGATAACACCTGGAAATrCATGCTAATACCGC
ATAACAACTTGGACCGCATGGTCCGAGTTTGAGGCTGGCTrCAGCTATCACTTTTGGATGGTCCCGCGCTCTATGTACTA
TATGG rGGGGCAACGGCGCACCCTGGG WATGATRGGTARCGAACCTGAGACGGCArCCCCCCCrrn GGGAGIGAGACAC
CGGCCAWACTCCTACAGGGGGCARCTTWAKGGAATCTTCCGCAATGGACGAAAGTCTGATGGAGCAACGCGGCGTGAGTG
ACTAASGGTTTCGGCTGACAACACTCTGTTGTTACCTGTAACATATTCCCCAATAACTGTrCCKGTATTGACAGATTTTA
ACCAKAAAGCCACACCTAACTACGTGCTTCCCGCCGCTKCAATACAAACCACATGCTCCACCGTCTKGGATTTATTGCCC
GTAAATTCCnTGAGGCGGTTTTTTAAGTCTGATGTCCCCRCCTTCAATGCTWCCKGAGATRTGTGTCGSAMTCTGGGAA
ACATACCTGCCAACAATTACARTGCAACTCCWTGTGTATGGACTAAMTGGGTATCTATATGTGATAGCTACACTTRCKTA
CGAGSCTGTCTGGTCrGTACCTGACRCASAGGCTCCWAAGYMWCKGKAGYWMTTMCGWATATArACSCWGITMRYCSMTA
CAGAAGAMGATSAACGGTMMTCGTTTGAGGGYTTCTKTCCCTCTTTGCGATGCACTWTCTTMTTWTGAAYTCARCGYGTT
CASWTCRGACTJAARGMWSAAACrGCAMlSACrrGACGCGGRCTCRCTACAAGACGATSGATCGTSWGGrWYATAirCAA
GAGCTRCTGCWRGMACCGTrACYAGGYCGTGGACTTTACTRKKTCAAATACTRWCARAWTWCMGTASAATYASCTWTCTS
TGCAACATGGATACATCGTTGTAGCAAYRGATTGTTYITACGAGYCGAGATCGTWCATGCATTSRCTCAGTCCTGCWCGA
TACGACATCCKTACTTATGAGGTTAGCATTCMTTACKCTGCATYCTGTAGACTTGCGCGGTGACATACGTMCGATGTGCG
AATTAGCCTCCT

Claims (5)

1. Szczep bakterii mlekowych Lactiplantibacillus plantarum BPC1 zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00373.
2. Szczep bakterii mlekowych Lactiplantibacillus plantarum BPC2 zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00374.
3. Kompozycja nowych szczepów z rodzaju Lactiplantibacillus, znamienna tym, że zawiera szczep Lactiplantibacillus plantarum BPC1 zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytut Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00373 oraz Lactiplantibacillus plantarum BPC2 zdeponowany w Polskiej Kolekcji Mikroorganizmów (PCM) Instytutu Immunologii i Terapii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk we Wrocławiu pod numerem B/00374 w proporcji 1:1.
4. Zastosowanie kompozycji określonej w zastrz. 3 do fermentacji produktów roślinnych.
5. Zastosowanie według zastrz. 4, znamienne tym, że produkty roślinne stanowią buraki.
PL441131A 2022-05-09 2022-05-09 Szczepy bakterii mlekowych z rodzaju Lactiplantibacillus plantarum, zawierająca je kompozycja oraz jej zastosowanie do fermentacji produktów roślinnych PL245146B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL441131A PL245146B1 (pl) 2022-05-09 2022-05-09 Szczepy bakterii mlekowych z rodzaju Lactiplantibacillus plantarum, zawierająca je kompozycja oraz jej zastosowanie do fermentacji produktów roślinnych

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL441131A PL245146B1 (pl) 2022-05-09 2022-05-09 Szczepy bakterii mlekowych z rodzaju Lactiplantibacillus plantarum, zawierająca je kompozycja oraz jej zastosowanie do fermentacji produktów roślinnych

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL441131A1 PL441131A1 (pl) 2023-11-13
PL245146B1 true PL245146B1 (pl) 2024-05-20

Family

ID=88789814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL441131A PL245146B1 (pl) 2022-05-09 2022-05-09 Szczepy bakterii mlekowych z rodzaju Lactiplantibacillus plantarum, zawierająca je kompozycja oraz jej zastosowanie do fermentacji produktów roślinnych

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL245146B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL441131A1 (pl) 2023-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100356672B1 (ko) 신규한 락토바실러스 속 미생물 및 그 용도
KR102372949B1 (ko) 부티르산 산생균 및 그 이용
JP5643285B2 (ja) 新規ビフィドバクテリウム属細菌の作出方法
KR101996080B1 (ko) 항균 활성과 프로바이오틱스 특성을 갖는 락토바실러스 플란타룸 srcm101594 균주 및 이의 용도
KR102010441B1 (ko) 항균 활성과 프로바이오틱스 특성을 갖는 락토바실러스 플란타룸 srcm101502 균주 및 이의 용도
KR101696670B1 (ko) 내산성, 내담즙성 및 세포 부착능이 우수한 락토바실러스 플랜타럼 llp5193, 및 이를 유효성분으로 포함하는 제품
Nallala et al. Probiotic evaluation of antimicrobial Lactobacillus plantarum VJC38 isolated from the crop of broiler chicken
PL245146B1 (pl) Szczepy bakterii mlekowych z rodzaju Lactiplantibacillus plantarum, zawierająca je kompozycja oraz jej zastosowanie do fermentacji produktów roślinnych
Gulitz Analysis of the diversity of water kefir microbiota by culture-dependent and-independent approaches
PL245526B1 (pl) Szczep Lactobacillus plantarum PL8 i jego zastosowanie
EP3793372B1 (en) Lactobacillus amylovorus sgl 14: probiotic activity and reduction of enteric oxalate
Idebi et al. Isolation and Molecular Identification of Lactic Acid Bacteria from Fermented Maize Grain (Ogi) and their Antimicrobial Activities against Pathogenic Bacteria
KR20220143231A (ko) 상황버섯 유래 균주의 사균체 분말 제조방법, 사균체 분말 및 이의 용도
KR100720025B1 (ko) 프로바이오틱 유산균 및 이를 포함하는 조성물
Chauhan Screening of potential probiotic lactic acid bacteria from fresh water fish intestine
Zotta et al. Selection of lactiplantibacillus strains for the production of fermented table olives. Microorganisms 2022; 10: 625
Kumar Development of Cobalamin Rich Nutraceutical Product Using Propionibacterium Freudenreichii
ATTER Microbiota Of Fermenting Millet In Hausa Koko Production: Their Diversity, Fermentative Characteristics And Potential For Starter Culture Development
Asiegbu et al. Prospecting and characterization of potential probiotic Lactobacillus species from animal gut and food sources
Podoprigora et al. Evaluation of the Biological Properties of the Bacteriodaceae Family Using the Caco-2 Cell Line
Wichiansri et al. Exploring the advantages of Lactobacillus species from plants for future therapeutics and foods
TW202543659A (zh) 新穎哈氏厭氧棒狀菌(Anaerostipes hadrus)屬細菌及其利用
Reimann Novel Technologies for detection, production and screening of stress tolerant bifidobacteria
KR20090057154A (ko) 산란계의 분변에서 분리한 락토바실러스 속 미생물
HK1174952B (en) Method for constructing novel bacterium belonging to the genus bifidobacterium