Επίδραση συνθηκών παρασκευής παραδοσιακών προζυμιών στην παραγωγή βακτηριοσινών από το είδος Lactiplantibacillus plantarum

Abstract

Σκοπός της συγκεκριμένης μελέτης ήταν η αξιολόγηση της επίδρασης παραμέτρων, σχετικών με την παρασκευή των προζυμιών, στην ενεργότητα της πλανταρισίνης, στον πληθυσμό και στη μείωση της τιμής του pH, 6 στελεχών του είδους Lactiplantibacillus plantarum. Οι συγκεκριμένες παράμετροι περιλάμβαναν τρία υποστρώματα (υγρό θρεπτικό υπόστρωμα MRS, τροποποιημένο υγρό θρεπτικό υπόστρωμα ως προς το είδος και την ποσότητα των υδατανθράκων που απαντώνται στο αλεύρι σίτου, υδατικό εκχύλισμα αλεύρου σίτου-νερού), τρεις θερμοκρασίες επώασης (20, 30, 37 oC), δύο αρχικές τιμές pH (5.0, 6.0), δύο συγκεντρώσεις NaCl (0.0, 1.8%), δύο χρονικές στιγμές (12, 21 h) και 6 διαφορετικά στελέχη του είδους Lp. plantarum (LQC 2320, 2422, 2441, 2485, 2516, 2520). Τα αποτελέσματα παρουσίασαν διαφορετικό τρόπο δράσης των πλανταρισινών ανάλογα με το στέλεχος. Συγκεκριμένα, η φαινοτυπική αξιολόγηση έδειξε την κατηγοριοποίηση των 6 στελεχών Lp. plantarum σε δύο ομάδες, με τα στελέχη LQC 2422, 2441, 2485, 2516 να ομαδοποιούνται και να διαχωρίζονται από τα υπόλοιπα δύο στελέχη, LQC 2320 και 2520. Σχετικά με τα τέσσερα πρώτα στελέχη, η μέγιστη ενεργότητα πλανταρισίνης ποσοτικοποιήθηκε ως 2560 AU/ mL, ενώ για τα στελέχη LQC 2320 και 2520 η αντίστοιχη καταγράφθηκε ως 160 AU/ mL. Η Πολυπαραγοντική Ανάλυση Διακύμανσης έδειξε τη σημαντική επίδραση του υποστρώματος, της θερμοκρασίας, της αρχικής τιμής, του χρόνου και του στελέχους στη μέση ενεργότητα πλανταρισίνης, ενώ οι διαφορετικές περιεκτικότητες σε NaCl φάνηκαν να μην επηρεάζουν σημαντικά τη μέση ενεργότητα. Στην περίπτωση του πληθυσμού, τόσο οι διαφορετικές συγκεντρώσεις NaCl όσο και το στέλεχος δεν είχαν σημαντική επίδραση στη μεταβλητότητα, ενώ η αξιολόγηση της επίδρασης των παραμέτρων στην τελική τιμή pH, υπέδειξαν ως μη σημαντικό παράγοντα μόνο το NaCl. Αξίζει να σημειωθεί ότι η ανάπτυξη των στελεχών σε υδατικό εκχύλισμα αλεύρου σίτου-νερού οδήγησε σε χαμηλότερες τιμές ενεργότητας, συγκριτικά με την ανάπτυξή τους σε τόσο σε υγρό θρεπτικό υπόστρωμα MRS όσο και σε τροποποιημένο υγρό θρεπτικό υπόστρωμα MRS. Αναφορικά με τη θερμοκρασία, υψηλότερες τιμές ενεργότητας πλανταρισίνης καταγράφθηκαν μετά από ανάπτυξη των στελεχών στους 30 και 37 οC, σε σχέση με τους 20 οC.

The aim of this study was to assess the effect of parameters associated with sourdough preparation on the plantaricin activity, population and pH reduction of 6 Lactiplantibacillus plantarum strains. The parameters included three substrates (MRS broth, MRS broth modified having the kind and quantity of carbohydrates of wheat flour, wheat flour and water extract), three incubation temperatures (20, 30, 37 oC), two initial pH values (5.0, 6.0), two NaCl concentrations (0.0, 1.8%), two incubation times (12, 21 h) and 6 Lp. plantarum strains (LQC 2320, 2422, 2441, 2485, 2516, 2520). Results obtained revealed a strain dependent plantaricin activity. Based on the phenotypic assessment, the 6 strains were discriminated into two groups, with strains LQC 2422, 2441, 2485 and 2516 being assigned to the former group and strains LQC 2320 and 2520 forming the latter one. Regarding the four Lp. plantarum strains, the maximum plantaricin activity was quantified as 2560 AU/ mL, while in the case of strains LQC 2320 and 2520, the plantaricin activity barely reached 160 AU/ mL. Multifactor Analysis of Variance indicated that substrate, temperature, initial pH value, incubation time and strain had significant effect on the mean plantaricin activity, while that was not the case for NaCl. Concerning the effect of sourdough related parameters on the mean population, NaCl and strain had only marginal effect on the variability, while similar were the findings in the case of pH reduction, according to which the contribution of NaCl was not considered significant. It is worth noting that growth of strains on wheat flour and water extract resulted in decreased plantaricin activities, compared to the respectives obtained after growth in both MRS and modified MRS broth. As far as the effect of temperature was concerned, increased plantaricin activities were recorded after growth at 30, 37 oC, compared to those at 20 oC.