Μελέτη του προβιοτικού δυναμικού οξυγαλακτικών βακτηρίων από ζυμώμενες ελιές και ανίχνευση μορίων σημάτων επικοινωνίας (Quorum sensing, QS)

Abstract

Οι επιτραπέζιες ελιές θεωρούνται ένα από τα πιο διαδεδομένα παραδοσιακά προϊόντα ζυμούμενων τροφίμων κυρίως στις χώρες της μεσογειακής λεκάνης. Τα οξυγαλακτικά βακτήρια και οι ζύμες παίζουν κυρίαρχο ρόλο στη διάρκεια της ζύμωσης αυτών των προϊόντων. Τα οξυγαλακτικά βακτήρια όπως τα στελέχη του γένους Lactobacillus, Streptococcus, Pediococcus και Leuconostoc είναι η πιο σημαντική ομάδα των βακτηρίων στις ελιές, όπως και οι ζυμομύκητες που επηρεάζουν την πορεία της ζύμωσης. Στην παρούσα μελέτη, έγινε προσπάθεια ανάδειξης του προβιοτικού δυναμικού οξυγαλακτικών βακτηρίων απομονωμένων από ζυμούμενες ελιές της ποικιλίας Κονσερβολιά, μέσω in vitro δοκιμών. Η αξιολόγηση έγινε με διάφορες δοκιμές όπως η ανθεκτικότητα σε χαμηλό pH, η ανθεκτικότητα σε χολικά άλατα, η υδρόλυση χολικών αλάτων, η αιμολυτική δραστηριότητα, η αντιμικροβιακή δράση ενάντια σε παθογόνους μικροοργανισμούς και η ανθεκτικότητα σε αντιβιοτικά. Με την ολοκλήρωση αυτών των δοκιμασιών διαπιστώθηκε πως ορισμένα στελέχη πληρούσαν τις απαιτήσεις για να χαρακτηριστούν ως πιθανά προβιοτικά βακτήρια που προάγουν την υγεία του ξενιστή τους. Είναι λοιπόν πιθανόν μελλοντικά και μετά από εκτεταμένες έρευνες να προστεθούν στον κατάλογο με τα προβιοτικά στελέχη που χρησιμοποιούνται ως εναρκτήριες καλλιέργειες σε προηγμένες επιχειρήσεις τροφίμων και να αξιοποιηθούν με τον τρόπο αυτό στα τρόφιμα καθημερινής κατανάλωσης. Στο δεύτερο πείραμα έγινε ανίχνευση αίσθησης απαρτίας μέσω της παραγωγής μορίων σημάτων αυτεπαγωγέων τύπου 2 (ΑΙ-2) από οξυγαλακτικά βακτήρια. Η παραγωγή αυτεπαγωγέων τύπου 2 θεωρείται ότι γίνεται για την επικοινωνία των βακτηριακών κυττάρων καθώς παράγονται όταν ο πληθυσμός τους βρίσκεται σε υψηλές συγκεντρώσεις, όπως επίσης και για άλλους σκοπούς οι οποίοι δεν είναι ακόμα ξεκάθαροι. Το βακτήριο Vibrio harveyi το οποίο είναι ένα Gram –αρνητικό θαλάσσιο βακτήριο υπήρξε από τα πρώτα βακτήρια στα οποία μελετήθηκε για πρώτη φορά η αίσθηση απαρτίας, καθώς έχουν την ξεχωριστή ιδιότητα να παράγουν φως σε υψηλές συγκεντρώσεις πληθυσμού. Επίσης μια ακόμη αξιόλογη ιδιότητα που έχει το Vibrio harveyi είναι ότι παράγει και αναγνωρίζει τους αυτεπαγωγείς. Στην παρούσα μελέτη, έγιναν δοκιμές με δύο διαφορετικά μέσα ανάπτυξης για την ανίχνευση αυτεπαγωγέων τύπου 2, το ¼ quarter strength BHI και το m.MRS. Στο θρεπτικό μέσο ¼ quarter strength BHI, η ανίχνευση ΑΙ-2 ήταν δύσκολη διότι περιέχει γλυκόζη, η παρουσία της οποίας εμποδίζει την απορρόφηση του συγκεκριμένου μήκους κύματος με αποτέλεσμα μόνο ένα από τα εξεταζόμενα οξυγαλακτικά βακτήρια να παράγει σημαντική ποσότητα ΑΙ-2. Στο θρεπτικό μέσο mMRS όπου η γλυκόζη έχει αντικατασταθεί από γαλακτόζη, οι καλλιέργειες και οι μετρήσεις έγιναν σε συνθήκες στρες για τα βακτήρια όπως συγκέντρωση χολικών αλάτων και περιβάλλον χαμηλού pH. Στην περίπτωση αυτή παρατηρήθηκε αύξηση αυτεπαγωγέων τύπου 2 ιδιαίτερα σε χαμηλό pH. Λέξεις κλειδιά: Προβιοτικά, Οξυγαλακτικά βακτήρια, Αίσθηση απαρτίας, αυτεπαγωγείς τύπου 2

Table olives are considered to be one of the most widespread traditional products of fermented foods mainly in the countries of the Mediterranean era. Lactic acid bacteria and yeasts play a dominant role during the fermentation of these products. Lactic acid bacteria such as strains of the genus Lactobacillus, Streptococcus, Pediococcus and Leuconostoc are the most important group of bacteria in olives, as well as yeasts that influence the course of fermentation. In the present study, an attempt was made to highlight the probiotic potential of lactic acid bacteria isolated from fermented olives of the Conservolia variety through in vitro tests. Evaluation was made by various tests such as low pH resistance, bile resistance, bile hydrolysis, hemolytic activity, antimicrobial activity against pathogenic microorganisms and resistance to antibiotics. Upon completion of these tests, it was found that certain strains met the requirements to be classified as probiotic probiotic bacteria that promote the health of their host. It is therefore likely that in the future and after extensive research, they will be added to the list of probiotic strains used as starter cultures in advanced food businesses and thus used in everyday food. In the second experiment an attempt was made to detect quorum sensing through the production of type 2 (AL-2) signal molecules from acid bacterial bacteria. The production of type 2 inducers is considered to be for the communication of bacterial cells as they are produced when their population is in high concentrations, as well as for other purposes that are not yet clear. The Vibrio harveyi bacterium, a Gram-negative marine bacterium, has been one of the first bacteria to study the quorum sensing for the first time since it has the distinct property of generating light in high concentrations of the population. Another remarkable feature of Vibrio harveyi is that it produces and recognizes the autoinducers. In the present study, two different growth media were tested for the detection of type 2 inducers, ¼ quarter strength BHI and m.MRS. In the ¼ quarter strength BHI medium, AL-2 detection was difficult because it contains glucose, the presence of which prevents the absorption of the particular wavelength, with the result that only one of the tested bacterial bacteria could produce a significant amount of Al-2. In the mMRS medium where glucose has been replaced by galactose, cultures and measurements were made under stress conditions for bacteria such as bile salt concentration and low pH environment. In this case, an increase in type 2 autoinducers was observed especially in the case of low pH.

Keywords: Probiotics, Lactic acid Bacteria, Quorum sensing, autoinducer AI-2