EV yapımı sirkelerden ve taze kayısılardan asetik asit bakterilerinin izolasyonu, moleküler identifikasyonu ve teknolojik özelliklerinin belirlenmesi

Abstract

Doğada meyve ve bitki yüzeylerinde bulunan asetik asit bakterileri, şeker alkollerini, şekeri ve etanolü oksitleyerek sirke ve kombucha çayı gibi fermente ürünlerin üretiminde rol oynarlar. Yapılan bu çalışmada, meyve sirkeleri ve Malatya kayısısından asetik asit bakterilerinin izolasyonu, moleküler identifikasyonu ve bazı teknolojik özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, Hacıhaliloğlu ve Hasanbey Malatya kayısısı çeşitleri ile çeşitli meyveler kullanılarak (portakal, elma, ahlat armudu, erik, beyaz üzüm ve kırmızı üzüm) üretilen sirkeler bakteri izolasyonu için kullanılmıştır. AAM (acetic acid medium) ve GYC (glikoz yeast extract calcium carbonate agar) besiyerlerine yapılan ekimler sonucunda 63 izolat elde edilmiştir. Moleküler tanımlama için izolatlardan DNA ekstraksiyonu yapılmış ve elde edilen DNA'lar (GTG)5 rep-PCR parmak izi analizinde kullanılmıştır. Aynı parmak izi görüntüsünü veren izolatlar gruplanmış, her grup içerisinden seçilen izolatların, 16S rRNA ve/veya 16S- 23S rRNA ITS bölgeleri PCR ile çoğaltılıp dizilenmiştir. Dizilim analizi sonuçlarına göre izole edilen 63 suşun 19 tanesinin asetik asit bakterisi ve 44 tanesinin ise laktik asit bakterisi olduğu gözlenmiştir. Kayısıda Gluconobacter cerinus ve Leuconostoc mesenteroides türleri gözlenirken, sirkelerden Acetobacter syzgii, Komagataeibacter saccharivorans, Komagataeibacter sp., Gluconobacter sp., Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum ve Leu. mesenteroides türleri izole edilmiştir. Her iki kayısı cinsinde de G. cerinus ve Leu. mesenteroides türlerinin gözlenmesi bu türlerin Malatya kayısısı mikrobiyotasının önemli üyeleri olduğuna işaret etmektedir. Sirkelerden izole edilen Gluconobacter sp. ELS3, ELS4, ELS5 ve Komagataeibacter sp. GUS3 izolatları, şimdiye kadar tanımlanmış tip suşlardan farklılık gösterdiğinden bunlar yeni tür olma potansiyeli taşımaktadır. Elde edilen ve tanımlanan asetik asit bakterilerinin sıcaklık toleransları 30°C, 35°C ve 38°C'de, alkole dayanıklılıkları ise % 4, % 6, % 8 ve % 10 etanol içeren GYEC (glukoz maya ekstraktı kalsiyum karbonat agar) test edilmiştir. İzolatlardan 38°C'de üreyebilen olmazken, 19 suşun sadece 8'inin 35°C'de gelişebildiği gözlenmiştir. Kayısı izolatlarının etanole dayanıklılıklığı % 4-6 arasında iken, sirke izolatlarının % 6-8 arasında olduğu belirlenmiştir. İzolatlar Hestrin ve Schramm (HS) besiyerinde selüloz üretimi açısından taranmış, bir izolatın, Komagataeibacter sp. GUS3, selüloz ürettiği gözlenmiştir. Bu izolatın selüloz üretimi 26-34°C sıcaklık aralığında HS besiyerinde iki değişik pH değeri kullanılarak (pH 5 ve pH 6) incelenmiş; istatistiksel bir farklılık olmamakla birlikte, en yüksek selüloz üretimi 28°C ve pH 6 koşullarında (1,644±0,4016 g/L) gözlenmiştir. Sonuçlar Komagataeibacter sp. GUS3'ün bakteriyel selüloz üretiminde kullanılma potansiyeli olduğunu göstermektedir.

Acetic acid bacteria found on fruit and plant surfaces in nature play a central role in the production of fermented products such as vinegar and kombucha, by oxidizing sugar alcohols, sugar and ethanol. In this study, it was aimed to isolate, molecularly identify and determine some technological properties of acetic acid bacteria from fruit vinegars and Malatya apricot. For this purpose, Malatya apricot varieties, Hacıhaliloğlu and Hasanbey and vinegar samples produced using various fruits (orange, apple, pear, plum, white grape and red grape) were used for bacterial isolation. As a result of cultivation on AAM (acetic acid medium) and GYC (glucose yeast extract calcium carbonate agar) media, 63 isolates were obtained. For molecular identification, DNA of the isolates was extracted and the obtained DNAs were used in (GTG)5 rep-PCR fingerprinting analysis. The isolates showing the same fingerprinting pattern were grouped, and the 16S rRNA and/or 16S-23S rRNA ITS regions of the selected isolates from each group were PCR amplified and sequenced. According to the results of the sequencing analysis, 19 of the 63 strains were acetic acid bacteria and 44 were lactic acid bacteria. While the species Gluconobacter cerinus and Leuconostoc mesenteroides were observed in apricots, Acetobacter syzgii, Komagataeibacter saccharivorans, Komagataeibacter sp., Gluconobacter sp., Lactobacillus brevis, Lactobacillus plantarum and Leu. mesenteroides were isolated from vinegars. The presence of G. cerinus and Leu. mesenteroides in both apricot varieties indicated that these species are important members of the microbiota of Malatya apricot. The isolates Gluconobacter sp. ELS3, ELS4, ELS5 and Komagataeibacter sp. GUS3 has the potential to be defined as new species as they differ from the type strains described so far. The temperature tolerances of the acetic acid bacteria obtained were determined at 30°C, 35°C and 38°C, and their alcohol tolerance was determined in GYEC (glucose yeast extract calcium carbonate agar) medium containing 4%, 6%, 8% and 10% ethanol. While no isolates were able to grow at 38°C, only the 8 of 19 strains were able to grow at 35°C. The ethanol tolerance of apricot isolates was 4-6%, while that of vinegar isolates were 6-8%. Isolates were screened for cellulose production on Hestrin and Schramm (HS) medium. One isolate, Komagataeibacter sp. GUS3 produced cellulose. Cellulose production of this isolate was investigated using HS medium at two different pH values (pH5 and pH6) in the temperature range of 26-34°C; although there was no statistical difference, the highest cellulose production (1,644±0,4016 g/L) was observed using the conditions 28°C and pH 6. The results indicated the potential of Komagataeibacter sp. GUS3 in the production of bacterial cellulose.