نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

گروه زیست‌فناوری مواد غذایی، مؤسسه پژوهشی علوم و صنایع غذایی، مشهد، ایران

چکیده

در سال‌های اخیر استفاده از باکتری‌های اسپورزا در محصولات غذایی و دارویی پروبیوتیک به‌دلیل پایداری در شرایط تنش‌زای تولید و محیط بدن میزبان، بیشتر موردتوجه قرار گرفته است. در تحقیق حاضر مقاومت دو سویۀ باسیلوس کواگولانس و باسیلوس سابتیلیس در واکنش به تنش حرارتی و شرایط شبیه‌سازی دستگاه گوارش، همچنین خاصیت تجمع و آب‌گریزی سطح سلول این سویه‌ها بررسی گردید. نتایج نشان داد که سویه‌های اسپورزای باسیلوس کواگولانس و باسیلوس سابتیلیس در مقابل تنش حرارتی و شرایط شبیه‌سازی دستگاه گوارش مقاومت داشته و بیش از 80 درصد از جمعیت هر دو سویه زنده‌مانی خود را حفظ کردند. ازطرفی، سویۀ باسیلوس کواگولانس در مقایسه با باسیلوس سابتیلیس از توانایی بیشتری در ویژگی خودتجمعی و هم‌تجمعی برخوردار بود، درحالی‌که هر دو سویه تمایل بالایی در چسبندگی به حلال‌های هیدروکربنی کلروفرم و اتیل استات از خود نشان دادند. این تحقیق در ادامۀ پژوهش‌های پیشین که با هدف فرمولاسیون و بهینه‌سازی پوشش خوراکی فراسودمند جهت تولید نبات پروبیوتیک با به‌کارگیری باسیلوس‌های اسپورزای پروبیوتیک انجام گردید، به‌منظور اطمینان از زنده‌مانی و اثربخشی سویه‌ها صورت پذیرفت.

کلیدواژه‌ها

ادیب‌پور، ن.، حسینی‌نژاد، م.، و پهلوانلو، ا. (1399). بهینه‌سازی فرمولاسیون پوشش خوراکی پروبیوتیک و بررسی خواص فیزیکی و بافتی آن جهت پوشش‌دهی نبات فراسودمند. علوم و صنایع غذایی ایران، 17(100)، 103-115.
Adibpour, N., Hosseininezhad, M., & Pahlevanlo, A. (2019). Application of spore-forming probiotic Bacillus in the production of Nabat-A new functional sweetener. LWT, 113, 108277. doi:https://doi.org/10.1016/j.lwt.2019.108277
Adibpour, N., Hosseininezhad, M., & Pahlevanlo, A. (2020). Optimization of probiotic edible coating formulation and evaluation of physical and textural properties for rock candy coating. Food Science and Technology, 17(100), 103-115.  (in Persian)
Adibpour, N., Hosseininezhad, M., Pahlevanlo, A., & Hussain, M. A. (2019). A review on Bacillus coagulans as a Spore-Forming Probiotic. Applied Food Biotechnology, 6(2), 91-100. doi:https://dx.doi.org/10.22037/afb.v6i2.23958
AlGburi, A., Volski, A., Cugini, C., Walsh, E. M., Chistyakov, V. A., Mazanko, M. S., . . . Chikindas, M. L. (2016). Safety properties and probiotic potential of Bacillus subtilis KATMIRA1933 and Bacillus amyloliquefaciens B-1895. Advances in Microbiology, 6(6), 432-452. doi:https://doi.org/10.4236/aim.2016.66043
Cartman, S. T., La Ragione, R. M., & Woodward, M. J. (2008). Bacillus subtilis spores germinate in the chicken gastrointestinal tract. Applied and Environmental Microbiology, 74(16), 5254-5258. doi:https://doi.org/10.1128/AEM.00580-08
Casula, G., & Cutting, S. M. (2002). Bacillus probiotics: spore germination in the gastrointestinal tract. Appl. Environ. Microbiol., 68(5), 2344-2352. doi:https://doi.org/10.1128/AEM.68.5.2344-2352.2002
Cutting, S. M. (2011). Bacillus probiotics. Food microbiology, 28(2), 214-220. doi:https://doi.org/10.1016/j.fm.2010.03.007
do Carmo, F. L., Rabah, H., De Oliveira Carvalho, R. D., Gaucher, F., Cordeiro, B. F., da Silva, S. H., . . . Jan, G. (2018). Extractable bacterial surface proteins in probiotic–host interaction. Frontiers in Microbiology, 9, 645. doi:https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.00645
FAO/WHO, J. (2002). Working Group Report on Drafting Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food London. Ontario, Canada.
Fexby, S., Bjarnsholt, T., Jensen, P. Ø., Roos, V., Høiby, N., Givskov, M., & Klemm, P. (2007). Biological Trojan horse: antigen 43 provides specific bacterial uptake and survival in human neutrophils. Infection and immunity, 75(1), 30-34. doi:https://doi.org/10.1128/IAI.01117-06
Haldar, L., & Gandhi, D. N. (2016). Effect of oral administration of Bacillus coagulans B37 and Bacillus pumilus B9 strains on fecal coliforms, Lactobacillus and Bacillus spp. in rat animal model. Veterinary World, 9(7), 766-772. doi:https://doi.org/10.14202/vetworld.2016.766-772
Hoa, T. T., Isticato, R., Baccigalupi, L., Ricca, E., Van, P. H., & Cutting, S. M. (2001). Fate and dissemination of Bacillus subtilis spores in a murine model. Appl. Environ. Microbiol., 67(9), 3819-3823. doi:https://doi.org/10.1128/AEM.67.9.3819-3823.2001
Hosseini Nezhad, M., Hussain, M. A., & Britz, M. L. (2015). Stress responses in probiotic Lactobacillus casei. Crit Rev Food Sci Nutr, 55(6), 740-749. doi:https://doi.org/10.1080/10408398.2012.675601
Jeon, H.-L., Lee, N.-K., Yang, S.-J., Kim, W.-S., & Paik, H.-D. (2017). Probiotic characterization of Bacillus subtilis P223 isolated from kimchi. Food science and biotechnology, 26(6), 1641-1648. doi:https://doi.org/10.1007/s10068-017-0148-5
Jeon, H.-L., Yang, S.-J., Son, S.-H., Kim, W.-S., Lee, N.-K., & Paik, H.-D. (2018). Evaluation of probiotic Bacillus subtilis P229 isolated from cheonggukjang and its application in soybean fermentation. LWT, 97, 94-99. doi:https://doi.org/10.1016/j.lwt.2018.06.054
Keller, D., Verbruggen, S., Cash, H., Farmer, S., & Venema, K. (2019). Spores of Bacillus coagulans GBI-30, 6086 show high germination, survival and enzyme activity in a dynamic, computer-controlled in vitro model of the gastrointestinal tract. Beneficial microbes, 10(1), 77-87. doi:https://doi.org/10.3920/BM2018.0037
Kragh, K. N., Hutchison, J. B., Melaugh, G., Rodesney, C., Roberts, A. E., Irie, Y., . . . Gordon, V. (2016). Role of multicellular aggregates in biofilm formation. MBio, 7(2), e00237-00216. doi:https://doi.org/10.1128/mBio.00237-16
Krasowska, A., & Sigler, K. (2014). How microorganisms use hydrophobicity and what does this mean for human needs? Frontiers in cellular and infection microbiology, 4, 112. doi:https://doi.org/10.3389/fcimb.2014.00112
Majeed, M., Majeed, S., Nagabhushanam, K., Arumugam, S., Beede, K., & Ali, F. (2019). Evaluation of probiotic Bacillus coagulans MTCC 5856 viability after tea and coffee brewing and its growth in GIT hostile environment. Food Research International, 121, 497-505. doi:https://doi.org/10.1016/j.foodres.2018.12.003
Mazkour, S., Shekarforoush, S. S., & Basiri, S. (2019). The effects of supplementation of Bacillus subtilis and Bacillus coagulans spores on the intestinal microflora and growth performance in rat. Iranian journal of microbiology, 11(3), 260
Meidong, R., Khotchanalekha, K., Doolgindachbaporn, S., Nagasawa, T., Nakao, M., Sakai, K., & Tongpim, S. (2018). Evaluation of probiotic Bacillus aerius B81e isolated from healthy hybrid catfish on growth, disease resistance and innate immunity of Pla-mong Pangasius bocourti. Fish & shellfish immunology, 73, 1-10. doi:https://doi.org/10.1016/j.fsi.2017.11.032
Mingmongkolchai, S., & Panbangred, W. (2018). Bacillus probiotics: an alternative to antibiotics for livestock production. J Appl Microbiol, 12(6), 1334-1346. doi:https://doi.org/10.1111/jam.13690
Ozdemir, M., & Floros, J. (2001). Analysis and modeling of potassium sorbate diffusion through edible whey protein films. Journal of Food Engineering, 47(2), 149-155. doi:https://doi.org/10.1016/S0260-8774(00)00113-8
Pandey, K. R., Shinde, P. S., & Vakil, B. V. (2015). Evaluation of molecular variations in probiotic Bacillus coagulans and its bacteriophage resistant mutants. Int J Curr Microbiol Appl Sci, 4(4), 343-355.
Poormontaseri, M., Hosseinzadeh, S., Shekarforoush, S. S., & Kalantari, T. (2017). The effects of probiotic Bacillus subtilis on the cytotoxicity of Clostridium perfringens type a in Caco-2 cell culture. BMC microbiology, 17(1), 150. doi:https://doi.org/10.1186/s12866-017-1051-1
Setlow, P. (2003). Spore germination. Current opinion in microbiology, 6(6), 550-556. doi:https://doi.org/10.1016/j.mib.2003.10.001
Thankappan, B., Ramesh, D., Ramkumar, S., Natarajaseenivasan, K., & Anbarasu, K. (2015). Characterization of Bacillus spp. from the gastrointestinal tract of Labeo rohita-towards to identify novel probiotics against fish pathogens. Applied biochemistry and biotechnology, 175(1), 340-353. doi:https://doi.org/10.1007/s12010-014-1270-y
Trunk, T., Khalil, H. S., & Leo, J. C. (2018). Bacterial autoaggregation. AIMS microbiology, 4(1), 140. doi:https://doi.org/10.3934/microbiol.2018.1.140
Vaidya, Y., Patel, S., Kunjadiya, P., Joshi, C., & Kunjadiya, A. (2018). The effect of prebiotics on bacteriocin production and gut adhesion potential of Lysinibacillus sphaericus DY13 and Bacillus clausii DY14. Journal of Microbial World, 10(4), 369-385.