The probiotic potential of lactic acid bacteria isolated from tarhana

Bu çalışmada, önceki çalışma (Sengun et al., 2009) kapsamında farklı tarhana örneklerinden izole edilip Enterococcus faecium, Limosilactibacillus fermentum, Lactiplantibacillus plantarum, Lac. paraplantarum, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Lacticaseibacillus casei, Leuconostoc pseudomesenteroides, Leu. citreum, Pediococcus acidilactici, P. pentosaceus, Streptococcus thermophilus ve Weissella cibaria olarak tanımlanan izolatların probiyotik potansiyellerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, 226 adet LAB izolatı içerisinden represantatif olarak seçilen 30 adet izolat; farklı pH değerlerinde ve tuz konsantrasyonlarında gelişim, safra tuzlarına tolerans, pepsin, pankreatin ve fenol varlığında gelişim, antibiyotik direnci, hemolitik, proteolitik, β-galaktosidaz, antioksidan ve antimikrobiyal aktivite ve safra tuzları hidrolaz (BSH) aktivitesi, bakteriyosin üretimi, oto- ve co-agregasyon, hidrofobisite, bakteriyel tutunma, bariyer direnci ve geçirgenliğine etki ve kısa zincirli yağ asitleri (KZYA) üretimi açısından incelenmiştir. Toplam 22 izolat pH 2, 3 ve 4 değerlerinde gelişim gösterirken Lim. fermentum A33 hariç tüm izolatlar ise safra tuzları, pepsin, pankreatin ve fenol varlığında canlılığını sürdürmüştür. Tüm izolatlar antibiyotiklere karşı farklı oranlarda duyarlılık göstermiş, Ent. faecium B42 ve Lac. paraplantarum D99 hariç hiçbir izolat hemolitik aktivite sergilememiştir. İzolatların antioksidan aktivitesi %5.62-%31.08 (DPPH indirgeme), proteolitik aktivitesi 0.011-0.076 mg tirozin/mL arasında değişim göstermiştir. Tüm izolatlar %1.5 tuz konsantrasyonunda, 8 izolat hariç diğer izolatlar %10 tuz konsantrasyonunda da gelişim gösterebilmiştir. İzolatların oto- ve co-agregasyon değeri sırasıyla %7.51-%55.86 ve %0.34-%62.09, ksilen ve etil asetat hidrofobisiteleri sırasıyla %69.40-%91.81 ve %72.36-%95.21 ve Caco-2 tutunmaları %0.233-%12.347 arasında değişim göstermiştir. Tüm izolatlar, test mikroorganizmaları (Ba. subtilis ATCC 6037, Ent. faecalis ATCC 29212, Li. monocytogenes Scott A, St. aureus 6538P, E. coli ATCC 1103, E. coli O157:H7 ATCC 43895, S. Typhimurium NRRLB 4420) üzerine antimikrobiyal aktivite (7-30 mm) göstermiştir. İzolatların asetat, bütirat ve propiyonat üretimleri sırasıyla 11945.110–17715.445 µg/mL, 0.0580–0.1110 µg/mL ve 14335.515–22650.080 µg/mL aralığında tespit edilmiştir. Ayrıca, en yüksek bariyer direncini Leu. pseudomesenteroides D112 göstermiştir. Sonuç olarak, çalışma kapsamında incelenen izolatlar içerisinde Lac. plantarum G53, Leu pseudomesenteroides D112, Ent. faecium A25 ve C90, P. acidilactici G3 probiyotik olarak değerlendirilmiştir.In this study, it was aimed to determine the probiotic potential of isolates isolated from different tarhana samples and defined as Enterococcus faecium, Limosilactibacillus fermentum, Lactiplantibacillus plantarum, Lac. paraplantarum, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus, Lacticaseibacillus casei, Leuconostoc pseudomesenteroides, Leu. citreum, Pediococcus acidilactici, P. pentosaceus, Streptococcus thermophilus and Weissella cibaria within the scope of the previous study (Sengun et al., 2009). For this purpose, 30 isolates selected from 226 LAB isolates as representatives were investigated in terms of growth at different pH values and salt concentrations, tolerance to bile salts, growth in the presence of pepsin, pancreatin and phenol, antibiotic resistance, hemolytic, proteolytic, β-galactosidase, antioxidant and antimicrobial activity and bile salts hydrolase (BSH) activity, bacteriocin production, auto- and the effects of co-aggregation, hydrophobicity, bacterial adherence, barrier resistance and permeability, and production of short-chain fatty acids (SCFAs). A total of 22 isolates grew at pH 2, 3 and 4, while all isolates except Lim. fermentum A33 survived in the presence of bile salts, pepsin, pancreatin and phenol. All isolates showed varying degrees of susceptibility to antibiotics, none of the isolates exhibited hemolytic activity except Ent. faecium B42 and Lac. paraplantarum D99. The antioxidant activity of the isolates ranged from 5.62% to 31.08% (DPPH reduction), and their proteolytic activity ranged between 0.011 and 0.076 mg tyrosine/mL. All isolates were able to grow at 1.5% of salt concentration, except 8 isolates, other isolates were able to grow at 10% of salt concentration. Auto- and co-aggregation values of the isolates varied in the range of 7.51%-55.86% and 0.34%-62.09% respectively, xylene and ethyl acetate hydrophobicity of the isolates varied in the range 69.40%-91.81% and 72.36%-95.21%, respectively and Caco-2 adhesions of the isolates varied between 0.233% and 12.347%. All isolates showed antimicrobial activity (7-30 mm) on test microorganisms (Ba. subtilis ATCC 6037, Ent. faecalis ATCC 29212, Li. monocytogenes Scott A, St. aureus 6538P, E. coli ATCC 1103, E. coli O157:H7 ATCC 43895, S. Typhimurium NRRLB 4420). The acetate, butyrate and propionate productions of the isolates were determined in the range of 11945.110–17715.445 μg/mL, 0.0580–0.1110 μg/mL and 14335.515–22650.080 μg/mL, respectively. Also, Leu. pseudomesenteroides D112 showed the highest barrier resistance. As a result, among the isolates investigated in the scope of this study Lac. plantarum G53, Leu pseudomesenteroides D112, Ent. faecium A25 and C90, P. acidilactici G3 were determined as probiotics