بررسی تاثیر تیمار لاکتوکوکوس لاکتیس و بیفیدوباکتریوم بیفیدوم بر بیان ژنهای مولد آمین‌های بیوژن در سویه‌های استافیلوکوکوس جدا شده از شیر

محورهای موضوعی : پاتوبیولوژی مقایسه ای

محمد علی مسیان مقدم ¹ , سید امیر علی انوار ² , کیومرث امینی ³ , محمد رضا خانی ⁴

1 - گروه علوم و صنایع غذایی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران
2 - گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد ساوه، دانشگاه آزاد اسلامی، ساوه، ایران
3 - گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، واحد ساوه، دانشگاه آزاد اسلامی، ساوه، ایر
4 - گروه علوم و صنایع غذایی، واحد شهر قدس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

تاریخ دریافت : 1400/08/12 تاریخ پذیرش : 1400/08/12 تاریخ انتشار : 1400/03/01

کلید واژه: شیر, استافیلوکوکوس, کادآورین, پوترسین, پروبیوتیک,

چکیده مقاله :

این مطالعه تاثیر باکتریهای پروبیوتیک لاکتوکوکوس لاکتیس و بیفیدوباکتریوم بیفیدوم را بر بیان ژن مولد آمین های بیوژن در استافیلوکوک‌های جدا شده از شیر با استفاده از روش‌های استاندارد بررسی نموده است. جداسازی استافیلوکوکوس‌ها از 100 نمونه شیر خام با استفاده از روش‌های استاندارد بیوشیمیایی، رنگ آمیزی گرم و بررسی توالی 16S rRNA انجام شد. نمونه‌های حاوی این سویه ها از نظر تولید آمین‌های بیوژن توسط HPLC مورد بررسی قرار گرفتند و وجود ژن‌های هدف توسط MultiplexPCR تعیین شد. باکتری های واجد ژن های هدف تحت تیمار با سوپرناتانت لاکتوکوکوس لاکتیس و بیفیدوباکتریوم بیفیدوم قرار گرفتند و بیان ژن ها با Real time PCR سنجیده شد. داده ها نشان داد که 60 سویه استافیلوکوکوس جداسازی شد که در ژنوم 54 سویه ژنهای هدف حضور داشتند و در 3 نمونه میزان کادآورین و پوترسین در بیشترین حالت خود بود. مقادیر آمین های بیوژن در روزهای دوم و سوم تیمار نسبت به روز اول به صورت معنی داری بیشتر بود (0.001 p<). نتایج MIC به دست آمده برای باکتری های استافیلوکوکوس در معرض باکتری های پروبیوتیک در نمونه ها بین 125 میکروگرم بر میلی‌لیتر و 5/62 میکروگرم بر میلی‌لیتر بود. نتایج حاصل از واکنش Real Time PCR نشان داد که میانگین کاهش سطح تغییرات بیان هر دو ژن از نظر آماری معنی دار بوده است. این مطالعه نشان داد که استفاده از باکتری های پروبیوتیک میتواند از طریق کاهش جمعیت این باکتری ها و کاهش بیان ژن مولد کادآورین و پوترسین ، منجر به کاهش تولید این آمین و افزایش کیفیت شیر گردد.

چکیده انگلیسی:

This study investigated the effect of probiotic bacteria Lactococcus lactis and Bifidobacterium bifidum on the expression of the cadaverine and putrescine producing gene in staphylococci species isolated from milk. Staphylococci were identified and isolated from 100 samples of raw milk using standard biochemical methods, Gram staining and 16srRNA sequencing. Samples containing these strains were examined by HPLC for the production of biogenic amines. The presence of the target genes was determined by MultiplexPCR. Bacteria with target gene were treated with Lactococcus lactis supernatant and Bifidobacterium bifidum and the expression of genes was measured by Real time PCR. The data showed that 60 strains of Staphylococcus were isolated, 54 strains of them had target genes. In three samples the level of the cadaverine and putrescine was higher than others. The levels of biogenic amines in the second and third days were significantly higher than the first day (p <0.001). The MIC results obtained for Staphylococcus bacteria exposed to probiotic bacteria in the samples were 125 μg/ml or 62.5 μg/ml. The results of  Real Time PCR reaction showed that the mean reduction in the level of changes in gene expression was statistically significant (p <0.05). This study showed that the use of probiotic bacteria can reduce this bacteria populations and increase the quality of milk by reducing the expression of the biogenic amines-producing genes.

منابع و مأخذ:

1. 1. Renes E, Ladero V, Tornadijo M, Fresno JM. Production of sheep milk cheese with high γ-aminobutyric acid and ornithine concentration and with reduced biogenic amines level using autochthonous lactic acid bacteria strains. Food microbiology. 2019;78:1-10.


2. Hanrahan L, McHugh N, Hennessy T, Moran B, Kearney R, Wallace M, et al. Factors associated with profitability in pasture-based systems of milk production. Journal of Dairy Science. 2018;101(6):5474-85.


3. Costa MP, Rodrigues BL, Frasao BS, Conte-Junior CA. Biogenic amines as food quality index and chemical risk for human consumption.  Food quality: Balancing health and disease: Elsevier; 2018. p. 75-108.

4. Beatrice T, Francesca P, Barbara T, Filippo F, Roberta N. Qualitative and quantitative evaluation of biogenic amines in vitro production by bacteria isolated from ewes’ milk cheeses. European Food Research and Technology. 2018;244(4):721-8.


5. Ruiz-Capillas C, Herrero AM. Impact of biogenic amines on food quality and safety. Foods. 2019;8(2):62.


6. Benkerroum N. Biogenic amines in dairy products: origin, incidence, and control means. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. 2016;15(4):801-26.


7. Spizzirri UG, Puoci F, Iemma F, Restuccia D. Biogenic amines profile and concentration in commercial milks for infants and young children. Food Additives & Contaminants: Part A. 2019;36(3):337-49.


8. Pandey KR, Naik SR, Vakil BV. Probiotics, prebiotics and synbiotics-a review. Journal of food science and technology. 2015;52(12):7577-87.


9. Kerry RG, Patra JK, Gouda S, Park Y, Shin H-S, Das G. Benefaction of probiotics for human health: A review. Journal of food and drug analysis. 2018;26(3):927-39.


10. Hokmollahi F, Ehsani M. Characteristics of Nodooshan Goat Milk and Identification of Volatile Compounds in Traditional Nodooshan Goat Cheese during Ripening. Iranian Journal of Nutrition Sciences & Food Technology. 2020;14(4):67-76.


11. Aminnezhad S, Kasra-Kermanshahi R. Antibiofilm activity of cell-free supernatant from Lactobacillus casei in Pseudomonas aeruginosa. Feyz Journal of Kashan University of Medical Sciences. 2014;18(1).


12. Sun Q, Chen Q, Li F, Zheng D, Kong B. Biogenic amine inhibition and quality protection of Harbin dry sausages by inoculation with Staphylococcus xylosus and Lactobacillus plantarum. Food Control. 2016;68:358-66.


13. Guo J, Luo W, Fan J, Suyama T, Zhang W-x. Co-inoculation of Staphylococcus piscifermentans and salt-tolerant yeasts inhibited biogenic amines formation during soy sauce fermentation. Food Research International. 2020:109436.


14. Rubab M, Shahbaz HM, Olaimat AN, Oh D-H. Biosensors for rapid and sensitive detection of Staphylococcus aureus in food. Biosensors and Bioelectronics. 2018;105:49-57.


15. Mohtadi nia J, Zakerzadeh M, Goudarzi M, Rahman pour H, Khadem Haghighian H. Determining the Amount of Histamine Levels in Canned Tuna Fish Marketed in Supermarkets of Tabriz City. Journal of Fasa University of Medical Sciences. 2014;4(2):201-8.


16. Shekarforoush S, Aminlari M, Hosseinzadeh S. Comparison of capillary zone electrophoresis and high-performance liquid chromatography for the determination of histamine in bacterial culture media. 2018.


17. Razavi RS, Hassanzadazar H, Aliakbarlu J. Histamine determination in koopeh cheese in west-azerbaijan province by HPLC. 2013.


18. Motalebi A, Razavilar V, Khadem P. Biogenic amines production in Rainbow trout (Oncorhynchus mykiss) treated by Caper (Capparis spinosa) extract. 2019.


19. Septiana E, Sukarno N, Simanjuntak P. Endophytic Fungi Associated With Turmeric (Curcuma longa L.) Can Inhibit Histamine-Forming Bacteria in Fish. HAYATI Journal of Biosciences. 2017;24(1):46-52.