بیوسنتز نانوذرات اکسید منیزیم توسط Enterococcus hirae از ماست سنتی رفسنجان، ایران
محورهای موضوعی : نانو تکنولوژی ، نانو بیوتکنولوژی در صنایع غذایی و کشاورزی
عذری حسینی نوه
1
,
اشرف کریمی نیک
2
*
,
شهلا سلطانی نژاد
3
,
عنایت اله شیخ حسینی
4
1 - دانشجوی دکتری، گروه میکروبیولوژی، واحد کرمان، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمان، ایران
2 - استادیار، گروه میکروبیولوژی، واحد کرمان، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمان، ایران
3 - استادیار، گروه میکروبیولوژی، واحد جیرفت، دانشگاه آزاد اسلامی، جیرفت، ایران
4 - دانشیار،گروه شیمی، واحد کرمان، دانشگاه آزاد اسلامی، کرمان، ایران
کلید واژه: نانوذرات اکسید منیزیم, انتروکوکوس هیرای, ماست, بیوسورفکتانت,
چکیده مقاله :
شواهد فراوانی مبنی بر اثرات بیولوژیک مفید پروبیوتیک ها در مواد غذایی و لبنی وجود دارد. خواص ضد میکروبی، قابلیت تولید بیوسورفکتانت و بیوسنتز نانوذرات از اثرات قابل توجه این ارگانیسم ها می باشد. هدف از این پژوهش بیوسنتز نانوذرات اکسید منیزیم توسط باکتری های پروبیوتیک از ماست سنتی می‌باشد. حهت جداسازی پروبیوتیک‌ها از محیط کشت ام آر اس آگار(دمن روگوزا شارپ اگار) استفاده گردید. جدایه‌های مولد بیوسورفکتانت از نظر تست‌های همولیز، گسترش نفت‌خام، انهدام قطره و امولسیه‌کنندگی مورد بررسی قرار گرفتند، جدایه برتر جهت تولید نانوذرات اکسید منیزیم ، اندازه، فعالیت آنتی اکسیدانی، FTIR و اثرات ضد باکتریایی ارزیابی و به روش پی‌سی‌ار تعیین هویت گردید. 9 جدایه خاصیت پروبیوتیکی داشتند، جدایه11L با توانایی تولید بیوسورفکتانت بهتر انتخاب شد. خاصیت ضد باکتریایی بیوسورفکتانت تولیدی بر علیه باکتری‌های گرم مثبت و گرم منفی مشخص گردید .این سویه همچنین قادر به تولید نانوذرات اکسید منیزیم بود. نانوذرات تشکیل شده با اندازه 135 نانومتر ، اثرات ضد باکتریایی و آنتی‌اکسیدانی قابل توجهی نشان دادند. سویه برتر به‌نام انتروکوکوس هیرای معرفی گردید. با توجه به یافته‌‌های به‌دست آمده، به‌نظر می‌رسد که این سویه پروبیوتیک مولد بیوسورفکتانت و نانوذرات اکسید منیزیم می‌تواند در جهت استفاده در مصارف صنایع غذایی و صنعتی مورد استفاده قرار بگیرد
There is a lot of evidence about the beneficial biological effects of probiotics in food and dairy products. Antimicrobial properties, ability to produce biosurfactant and biosynthesis of nanoparticles are among the significant effects of these organisms. The aim of this research is the biosynthesis of magnesium oxide nanoparticles by Enterococcus hirai from traditional yogurt. MRS agar culture medium was used to isolate probiotics. Biosurfactant-producing isolates were examined in terms of hemolysis, crude Oil Spreading Assay, Drop Collapse Assay and emulsification index, the best isolate for the production of magnesium oxide nanoparticles, size, antioxidant activity, FTIR and antibacterial effects were evaluated and identified by PCR. 9 isolates had probiotic properties, isolate L11 was selected with higher biosurfactant production ability. The antibacterial property of the produced biosurfactant was shown against Gram-positive and Gram-negative bacteria. This strain was also able to produce magnesium oxide nanoparticles. The formed nanoparticles with a size of 135 nm showed significant antibacterial and antioxidant effects. The best strain was introduced as Enterococcus hirai. According to the findings, it seems that this probiotic strain producing biosurfactant and magnesium oxide nanoparticles can be used in food and industrial industries.
_||_
1- Satpute SK, Kulkarni GR, Banpurkar AG, Banat IM, Mone NS, Patil RH, et al. Biosurfactant/s from Lactobacilli species: Properties, challenges and potential biome-dical applications. Journal of basic microb-iology. 2016;56(11):58-1140.
2- Perricone M, Bevilacqua A, Altieri C, Sinigaglia M, Corbo MR. Challenges for the production of probiotic fruit juices. Bever-ages. 2015;1(2):95-103.
3- Widyastuti Y, Febrisiantosa A. The role of lactic acid bacteria in milk fermentation. Food and Nutrition Sciences. 2014;5(4):1-8.
4- Joshi SJ, Desai AJ. Biosurfactant’s role in bioremediation of NAPL and fermentative production. Biosurfactants: Springer; 2010: 35-222.
5- Imani MM, Safaei M. Optimized synthesis of magnesium oxide nanoparticles as bacte-ricidal agents. Journal of Nanotechnology. 2019.
6- Pourahmad A, Movahedi N. Fabrication, characterization and antibacterial properties of mgo nanoparticles in zeolite matrix. Iranian Journal of Medical Microbiology. 2018;12(2):24-116.
7- Jafari B, Rezaie A, Alizadeh S. Isolation and identification of potentially probiotic bacteria from traditional dairy products of Ardabil region in Iran. Ann Biol Res. 2011;2:17-311.
8- Rayeni LT, Nezhad SS. Characterization of biosurfactant produced by probiotic bacteria isolated from human breast milk. International Journal of Basic Science in Medicine. 2018;3(1):18-24.
9- Anandaraj B, Thivakaran P. Isolation and production of biosurfactant producing organ-ism from oil spilled soil. J Biosci Tech. 2010;1(3):6-120.
10- Andrews JM, BSAC Working Party on Susceptibility Testing ft. BSAC standardized disc susceptibility testing method. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 2001;48(1): 43-57.
11- Mohanasrinivasan V, Devi CS, Mehra A, Prakash S, Agarwal A, Selvarajan E, et al. Biosynthesis of MgO Nanoparticles Using Lactobacillus Sp. and its Activity Against Human Leukemia Cell Lines HL-60. Bio-NanoScience. 2018;8(1):53-249.
12- Shah NP. Functional cultures and health benefits. International dairy journal.2007; 17(11):77-1262.
13- Darijani V, Kariminik A. Antibacterial effect of Salvia macrosiphon essential oil against 4 human pathogenic bacteria and identification of the oil constituents. Quality and durability of agricultural products and food. 2021;1(2):1-8.
14- Chen Z, Bertin R, Froldi G. EC50 estimation of antioxidant activity in DPPH assay using several statistical programs. Food chemistry. 2013;138(1):20-414.
15- Mohamed MA, Jaafar J, Ismail A, Oth-man M, Rahman M. Fourier transform infr-ared (FTIR) spectroscopy. Membrane Chara-cterization: Elsevier; 2017:3-29.
16- Lhomme E, Lattanzi A, Dousset X, Minervini F, De Angelis M, Lacaze G, et al. Lactic acid bacterium and yeast microbiotas of sixteen French traditional sourdoughs. International Journal of Food Microbiology. 2015;215:70-161.
17- Tajalli M, Motaghi MM, Kariminik A. Identification and molecular detection of mic-robial flora of fermentation agent of different types of traditional dough products of Ker-man province. Journal of Quality and Dur-ability of Agricultural Products and Food Stuffs. 2021;1(1):40-52.
18- Jomehzadeh N, Javaherizadeh H, Amin M, Saki M, Al-Ouqaili MT, Hamidi H, et al. Isolation and identification of potential pro-biotic Lactobacillus species from feces of infants in southwest Iran. International Journal of Infectious Diseases. 2020;96:30-524.
19- Bandeira M, Giovanela M, Roesch-Ely M, Devine DM, da Silva Crespo J. Green synthesis of zinc oxide nanoparticles: A review of the synthesis methodology and mechanism of formation. Sustainable Chemi-stry and Pharmacy. 2020;15:100223.
20- Moorthy SK, Ashok C, Rao KV, Visw-anathan C. Synthesis and characterization of MgO nanoparticles by Neem leaves through green method. Materials Today: Proceedings. 2015;2(9):8-4360.
21- Raliya R, Tarafdar J, Choudhary K, Mal P, Raturi A, Gautam R, et al. Synthesis of MgO nanoparticles using Aspergillus tubing-ensis TFR-3. Journal of Bionanoscience. 2014;8(1):34-8.
22- Dobrucka R. Synthesis of MgO nanopa-rticles using Artemisia abrotanum herba extract and their antioxidant and photoca-talytic properties. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions A: Science. 2018;42(2):55-547.
23- Xie Y, He Y, Irwin PL, Jin T, Shi X. Antibacterial activity and mechanism of action of zinc oxide nanoparticles against Campylobacter jejuni. Applied and environ-mental microbiology. 2011;77(7):31-2325.
24- Sundrarajan M, Suresh J, Gandhi RR. A comparative study on antibacterial properties of MgO nanoparticles prepared under diffe-rent calcination temperature. Digest journal of nanomaterials and biostructures. 2012; 7(3):9-983.
25- Li W-R, Xie X-B, Shi Q-S, Zeng H-Y, Ou-Yang Y-S, Chen Y-B. Antibacterial activ-ity and mechanism of silver nanoparticles on Escherichia coli. Applied microbiology and biotechnology. 2010;85(4):22-1115.