Lactobacillus ve bifidobacterium cinsi bakterilerin beta-glukozidaz enzim aktivitesi ve izoflavon hidrolizi

Bu çalışmada, Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Biyoteknoloji Laboratuvarı kültür koleksiyonunda bulunan insan, gıda ve hayvan kaynaklı olmak üzere 39 adet Lactobacillus cinsine ait ve yenidoğan gaitasından izole edilmiş olan 3 adet Bifidobacterium cinsine ait toplam 42 adet bakteri kullanılmıştır. p-nitrofenil-ß-D glikopiranozit (p-NPG) substrat olarak kullanılarak, kültürlerin ß-glukozidaz enzim aktiviteleri belirlenmiştir. Lactobacillus cinsine ait kültürlerden Lactobacillus rhamnosus BAZ78 (4,500±0,002 U/mg), Lactobacillus rhamnosus SMP6-5 (2,670±0,001 U/mg), Lactobacillus casei LB65 (3,000±0,001 U/mg) ve Lactobacillus casei LE4 (2,000±0,001 U/mg) suşlarının, Bifidobacterium cinsine ait kültürlerden de Bifidobacterium breve A28 (2,670±0,000 U/mg) ve Bifidobacterium longum BASO15 (2,330±0,000 U/mg) suşlarının en yüksek spesifik enzim aktivitesi yeteneğine sahip oldukları belirlenmiştir. Yüksek spesifik ß-glukozidaz enzim aktivitesi gösterdiği belirlenen kültürlerde farklı pH, sıcaklık, tampon ve besiortamlarının enzim aktivitesi üzerinde etkisinin belirlenmesi ile, optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Kültürlerin pH 7,5'te en yüksek (Lactobacillus rhamnosus BAZ78, 4,500±0,002 U/mg), pH 4,0'da en düşük (Bifidobacterium breve A28, 0,750±0,000 U/mg) spesifik enzim aktivitesi yeteneğine sahip oldukları gözlenmiştir. Sıcaklığın enzim aktivitesi üzerindeki etkisini belirlemek için, p-nitrofenil-ß-D-glukopiranozit (p-NPG) içeren karışım 30ºC, 37ºC, 40ºC, 50ºC ve 60ºC'de inkübasyona bırakılmıştır. Kültürlerin inkübasyon sıcaklıklarına yakın değerlerde yüksek enzim aktivitesi gösterdikleri tespit edilmiştir. Suşların farklı besiortamlarında geliştirilmesi durumunda, en yüksek enzim aktivitesini %2 fruktoz içeren besiortamında Lactobacillus casei LB65 (6,800±0,001 U/mg) suşu gösterirken, en düşük enzim aktivitesini %2 sellobiyoz içeren besiortamında Lactobacillus casei LB65 (0,460±0,002 U/mg) suşunun gösterdiği tespit edilmiştir. Bifidobacterium cinsi bakteriler de ise en yüksek spesifik enzim aktivitesi TPY besiortamında (Bifidobacterium breve A28, 2,670±0,000 U/mg) belirlenirken, en düşük spesifik enzim aktivitesi MMRSC besiortamında (Bifidobacterium longum BASO15, 0,720±0,001 U/mg) tespit edilmiştir. Potansiyel probiyotik suşlar olarak düşünülen kültürlerin, mide-bağırsak sistemindeki olumsuz koşullarda (asit, safra tuzları) canlılığını koruyarak, yüksek ß-glukozidaz aktivite gösterebilme yeteneklerini belirlemiştir. Yapay mide suyunda, pH 7,0'da Lactobacillus casei LB65 suşu 2,200±0,05 U/mg ile en yüksek, Lactobacillus rhamnosus BAZ78 suşu ise 0,630±0,000 U/mg ile pH 2,0'da en düşük spesifik enzim aktivitesine sahip oldukları belirlenmiştir. pH 8,0'de 1,280±0,003 U/mg ile Bifidobacterium breve A28 suşu yapay bağırsak sıvısında en yüksek ß-glukozidaz spesifik enzim aktivitesi, pH 5,5'te 0,510±0,008 U/mg ile Lactobacillus casei LE4 suşu en düşük spesifik enzim aktivitesi göstermiştir. ß-glukozidaz aktivite gösterdikleri tespit edilen bakteri kültürleri içerisinden, en yüksek enzim aktivite yeteneği gösteren Lactobacillus rhamnosus BAZ78 suşunun, sahip olduğu enzimin saflık derecesini belirlemek için kısmi saflaştırma işlemi elektroforetik olarak gerçekleştirilmiştir. Yüksek enzim aktivitesine sahip Lactobacillus casei LB65 ve Lactobacillus rhamnosus BAZ78 suşlarının izoflavonların glukozit (daidzin, genistin) formunu aglikon (daidzein, genistein) formlarına hidroliz edemedikleri ise yüksek performanslı sıvı kromotografisi (HPLC) ile tespit edilmiştir. Suşların izoflavonları hidroliz etme yeteneğinde sahip olmadıkları tespit edilmiştir.