Επίδραση της βακτηριοσίνης από βακτηριοσινογόνο οξυγαλακτικό στέλεχος στην καλλιέργεια γιαούρτης και στην ανάπτυξη και επιβίωση της Listeria welshimeri 15008 κατά την παραγωγή και συντήρηση της γιαούρτης

Abstract

Περίληψη Οι οξυγαλακτικές καλλιέργειες εκκίνησης στα ζυμωμένα προϊόντα, όπως στο γιαούρτι, αποτελούν σημαντική πηγή συντήρησης των τροφίμων δεδομένου ότι μπορούν να παραχθούν από αυτές φυσικές αντιμικροβιακές ουσίες. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι βακτηριοσίνες που δρουν ενάντια σε παθογόνα βακτήρια, επιμηκύνουν τον χρόνο ζωής και ενισχύουν την ασφάλεια των τροφίμων. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση της συμπεριφοράς της Listeria welshimeri 15008 κατά την παρασκευή και συντήρηση της γιαούρτης με το βακτηριοσινογόνο στέλεχος Streptococcus thermophilus ACA-DC 0040. Για το λόγο αυτό, παράγεται η βακτηριοσίνη thermophilin T του παραπάνω βακτηριοσινογόνου στελέχους και μελετάται η επίδρασή της στα κύτταρα της λιστέριας τόσο παραγόμενη in situ όσο και ex situ. Αρχικά, μελετήθηκε η κινητική ανάπτυξης και παραγωγής της βακτηριοσίνης κατά την καλλιέργεια του βακτηριοσινογόνου στελέχους μόνο του και σε συγκαλιέργεια με τη λιστέρια και με τον Lb.bulgaricus ACA-DC 084. Έπειτα, προσδιορίστηκε η ελάχιστη παρεμποδιστική συγκέντρωση βακτηριοσίνης ενάντια στη λιστέρια σε υπόστρωμα TSBY. Στη συνέχεια, προκειμένου να μελετηθεί το πείραμα σε υπόστρωμα γιαούρτης, παρασκευάστηκε γιαούρτι με τη βοήθεια του ζυμωτήρα Bioflo-3000 (New Brunswick Scientific, Edison, N.J., USA) σε σταθερές συνθήκες θερμοκρασίας, του οποίου το γάλα στην αρχή είχε ενοφθαλμιστεί με στέλεχος λιστέριας. Το πείραμα διεξήχθη σε τρία διαφορετικά τελικά pH παρασκευής γιαούρτης, 4.8, 4.5 και 4.2. Για την ολοκλήρωση του πειράματος, μελετήθηκε η επίδραση της βακτηριοσίνης στη βιωσιμότητα της λιστέριας όταν η thermophilin T προστέθηκε πρώτον σε γάλα πριν τη ζύμωση και τον ενοφθαλμισμό με λιστέρια και δεύτερον σε έτοιμη γιαούρτη πριν τον ενοφθαλμισμό με λιστέρια και τη συντήρηση. Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης και της συντήρησης ανά τακτά χρονικά διαστήματα, μετρήθηκε ο πληθυσμός της λιστέριας και των οξυγαλακτικών σε άγαρ, ενώ η ενεργότητα της βακτηριοσίνης υπολογίστηκε με τη μέθοδο WDA (Well Diffusion Assay) σε αυθαίρετες μονάδες AU/ml. Παράλληλα καταγραφόταν το pH και η οξύτητα των δειγμάτων. Τα επίπεδα λιστέριας που μελετήθηκαν κυμαίνονταν από 104 έως 101 cfu/ml. Από τα αποτελέσματα του πειράματος, προκύπτει ότι η thermophilin T μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως βιοσυντηρητικό σε συνεργιστική δράση με το pH. Ειδικότερα, όσο περισσότερη βακτηριοσίνη παράγεται, όσο πιο όξινες είναι οι συνθήκες και όσο χαμηλότερο είναι το μόλυσμα, τόσο πιο γρήγορα μειώνεται η λιστέρια.

The lactic acid starters cultures in fermented products like yogurt are a significant source of food preservation, regarding the production of natural antimicrobial compounds from them. Bacteriocins are of great interest, which act against pathogens, so that they lengthen the lifetime of food and enhance the food safety. Aim of the present thesis is the exploration of the behavior of Listeria welshimeri 15008 during production and preservation of yogurt with the bacteriocin-producing strain Streptococcus thermophilus ACA-DC 0040. For this reason, the bacteriocin thermophilin T is produced from the above bacteriocin-producing strain and its effect on the Listeria’s cells is studied, while it’s produced in situ and ex situ. Initially, the bacteriocin’s kinetic of growth and production was studied during culture of bacteriocin-producing strain on its own and in coculture with Listeria strain and Lb. bulgaricus ACA-DC 084. Afterwards, bacteriocin’s minimum inhibitory concentration against Listeria welshimeri 15008 was defined in a substrate of TSBY. With regard to the study of the experiment in substrate of yogurt, then yogurt, whose milk had been inoculated with Listeria, has been produced with the help of Bioflo-3000 bioreactor (New Brunswick Scientific, Edison, N.J., USA) in stable temperature condition. The experiment was being carried out in 3 different pH of yogurt production, 4.8, 4.5 and 4.2. The experiment was completed when the effect of bacteriocin in Listeria’s viability was studied through the thermophlin T addition in milk before inoculation with Listeria and fermentation and in yogurt before inoculation with Listeria and at last preservation. During fermentation and preservation, at short intervals, the population of Listeria and lactic acid bacteria were being measured in agar, while thermophilin T inhibitory activity was estimated by WDA (Well Diffusion Assay) and expressed as arbitrary units per ml (AU/ml). Parallel to this, pH and acidity have been recorded. The Listeria’s levels that have been studied are ranged between 10 4 and 10 1 cfu/ml. From the experiment, it results that thermophilin T can be used as a biopreservative, acting synergistically with pH. Specifically, the more bacteriocin is produced, the more acidic the conditions are and the lower the infection is, then more quickly the sensitive strain of Listeria is decreased.