Rational evaluation of antimicrobial properties of lactobacilli isolates against some pathogenic microorganisms: a new method comparing the susceptibility of indicator microorganisms

Authors

1 Department of Food Hygiene and Quality Control, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran; Department of Molecular Genetics, National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology, Tehran, Iran

2 Department of Food Hygiene and Quality Control, Faculty of Veterinary Medicine, University of Tehran, Tehran, Iran

3 Department of Medicinal Chemistry, Faculty of Pharmacy, Tehran University of Medical Sciences, Tehran, Iran

4 Department of Biotechnology, Faculty of New Technologies and Energy Engineering, Shahid Beheshti University- GC, Tehran, Iran

5 Department of Molecular Genetics, National Institute of Genetic Engineering and Biotechnology, Tehran, Iran

Abstract

BACKGROUND: Lactobacilli are known as a valuable source
of antimicrobial compounds and have a high potential of use in
food biopreservation against food related microorganisms.
OBJECTIVES: Antimicrobial potency of 63 dairy lactobacilli
isolates against four highly important food-related microorganisms
were evaluated. In addition, a new way in data organization was
introduced, which led to a more informative and rational
comparison of indicator microorganisms' susceptibilities to a set
of compounds. Correlation of pH and antimicrobial properties
was investigated. METHODS: Microbroth dilution assay was
used to evaluate indicator microorganisms' susceptibility to
lactobacilli CFCS (cell free culture supernatant). Results were
organized by both the conventional way - demonstrating the
minimum inhibitory and lethal concentrations of CFCS - and a
new suggested method, representing comparative effectiveness
of each CFCS specimen against indicator microorganisms of
comparison interest. RESULTS: Susceptibilities of tested strains
were in the following order: Escherichia coliO157:H7 > Listeria
monocytogenes > Aspergillus parasiticus> Candida parapsilosis.
Despite the high susceptibility of L. monocytogenes, it showed
the highest resistance to death among the tested microorganisms.
Eefficiency of Lactobacilli CFCS in killing the tested strains
showed the following susceptibility order: E. coli O157:H7 > A.
parasiticus> C. parapsilosis> L. monocytogenes. Antimicrobial
property was in correlation with the pH value of CFCS. PH had
a pronounced impact on susceptibilities of C. parapsilosisand E.
coli in pH values of concentrated CFCS lower than 4 and 4.5,
respectively. CONCLUSIONS: Potency of lactobacilli isolates in
growth inhibition of the indicator microorganisms was found
promising, and the suggested data organization method provided
additional information, leading to more precise comparison of
indicator microorganisms.

Keywords


Article Title [فارسی]

بررسی مدل خصوصیات ضد میکربی جدایه‌های لاکتوباسیل علیه برخی از میکروارگانیسم‌های بیماریزا؛ روشی جدید جهت مقایسه حساسیت میکروارگانیسم‌های شاخص

Authors [فارسی]

  • هادی ملکی 1
  • علی میثاقی 2
  • محسن امینی 3
  • عباس سعیدی 4
  • کامبیز اکبری نوقابی 5
1 گروه بهداشت و کنترل کیفی مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران؛ ‌گروه ژنتیک مولکولی، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران، ایران
2 گروه بهداشت و کنترل کیفی مواد غذایی، دانشکده دامپزشکی دانشگاه تهران، تهران، ایران
3 ‌گروه شیمی دارویی، دانشکده داروسازی دانشگاه علوم پزشکی تهران، تهران، ایران
4 ‌گروه بیوتکنولوژی، دانشکده مهندسی انرژی و فناوری های نوین دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
5 ‌گروه ژنتیک مولکولی، پژوهشگاه ملی مهندسی ژنتیک و زیست فناوری، تهران، ایران
Abstract [فارسی]

زمینـه مطالعه: لاکتوباسیل‌ها بعنوان منبعی ارزشمند برای ترکیبات ضد میکربی شناخته می شوند و از پتانسیل بالایی جهت محافظت بیـولـوژیـک غـذا در بـرابـر میکـروارگـانیسم‌های مرتبط با آن برخوردارند. هدف: توان ضد میکربی 63 جدایه لاکتوباسیل لبنی علیه چهار میکروارگانیسم مهم مرتبط با غذا سنجیده شد. همچنین روش جدیدی به منظور سازماندهی داده‌های حاصل از آزمون میکربی معرفی گردید که نتیجه آن   مقایسه‌ای مستدل تر و بر پایه اطلا عات بیشتر از حساسیت میکروارگانیسم‌های شاخص به یک گروه از ترکیبات بود. ارتباط ‌pH‌ و خصوصیات ضد میکربی نیز سنجیده شد. روش کار: روش ‌microbroth dilution assay‌ جهت ارزیابی حساسیت میکروارگانیسم‌های شاخص به سوپ رویی عاری از سلول کشت مایع ‌(cell free culture supernatant; CFCS)‌ لا کتوباسیل‌ها مورد استفاده قرار گرفت. سازماندهی و پردازش نتایج حاصل از آزمون‌های میکربی به هر دو روش سنتی ( بیان مقادیر حداقل غلظت ممانعت کننده رشد و حداقل غلظت کشنده) و  روش پیشنهادی جدید که قدرت اثر مقایسه‌ای هر نمونه ‌CFCS‌ علیه میکروارگانیسم‌های شاخص مقایسه شونده را نشان می دهد، صـورت گـرفـت.  نتـایـج: حسـاسیـت سـویـه های تست شده از ترتیب زیر تبعیت کرد: ‌> L. monocytogenes > A. parasiticus > C. parapsilosis 7:H157.E. coli O لیستریا مونوسایتوژنز ‌ ‌بر خلاف حساسیت بالا، بیشترین مقاومت را  نسبت به مرگ در میـان میکـروارگـانیسـم‌های آزمایش شده از خود نشان داد. میزان کارامدی ‌CFCS‌ لاکتوباسیل‌ها در کشتن سویه های تست شده، ترتیب حساسیت زیر را نشان داد: ‌> A. parasiticus > C. parapsilosis > L. monocytogenes 7:H157E. coli O‌.‌ ‌ بین میزان ‌pH‌ وخصوصیت ضد میکربی ارتباط وجود داشت. ‌PH‌های ‌CFCS‌ غلیظ شده با مقادیر کمتر از 4 و 5/4 اثر مشخصی را به ترتیب بر روی حساسیت ‌C. parapsilosis و‌E. coli داشتند.  نتیجه گیری نهایی: توانایی لاکتوباسیل‌ها در ممانعت از رشد میکروارگانیسم‌های شـاخـص امیـدوار کننـده بـود و روش پیشنهـادی بـرای سـازمـانـدهـی داده‌هـا، بـا فـراهـم نمـودن اطلاعـات بیشتر موجب مقایسه دقیق‌تر میکروارگانیسم‌های شاخص گردید.

Keywords [فارسی]

  • ‌‌آسپرژیلوس پارازایتیکوس
  • کاندیدا پاراپسیلوسیس
  • روش سازماندهی اطلاعات
  • اشریشیا کولای ‌7:H157O
  • لیستریا مونوسایتوژنز