A comparative study between inhibitory effect of L. lactis and nisin on important pathogenic bacteria in Iranian UF Feta cheese

مقايسه اثر لاكتوكوكوس لاكتيس و نيسين براي مهار رشد باكتري‏هاي بيماري‏زا در پنير فتا ايراني

مقدمه: در مطالعه حاضر اثركشت باكتری لاكتوكوكوس لاكتيس توليد كننده نيسين در كشت توام و نيسين استاندارد خالص بر باكتري‏های بيماري‏زای غذايی در محيط كشت و پنير فتا ايرانی بررسی شد. در مقايسه لاكتوكوكوس لاكتيس نه تنها باعث بهبود طعم و مزه پنير شد، بلكه نقش بهتری در بهبود كيفيت ميكروبی پنير اولترافيلتر فتا به عنوان يك مدل غذای لبنی تخميری داشت . مواد و روش ‏‏ ها: برای اين منظور لاكتو كوكوس لاكتيس زير گونه لاكتيس به ‏عنوان توليد كننده نيسين و سويه‏های ليستريا منوسيتوژنز، اشرشيا كلی و استافيلوكوك اورئوس به‏عنوان سويه‏های استاندارد بيماري‏زا به پنير اولترافيلتر تلقيح شدند. منحنی رشد هر يك از باكتري‏ها به شكل تنها، كشت توام با لاكتوكوكوس لاكتيس و همراه با نيسين رسم شد. توليد نيسين از روش انتشار در آگار بر عليه سويه حساس استاندارد اندازه گيری و با RF - HPLC تاييد شد . نتايج: نتايج نشان داد كه تعداد ليستريامنوسيتوژنز در هر دو محيط حاوی نيسين و لاكتوكوكوس لاكتيس بعد از يك هفته از لگاريتم 7 به 3 و طی دو هفته به صفر رسيد. استافيلوكوكوس اورئوس مقاومت بيشتری داشت و تعداد آن پس از 28 روز به صفر رسيد. در حالي‏كه تعداد اشرشيا كلی در طی هفته اول روند افزايشی و سپس، تا روز 28 از لگاريتم 4 كمتر نشد. با وجود افزايش تعداد اشرشياكلی در محيط كشت حاوی نيسين، تعداد آن در پنير به‏ علت اثر هم‏افزايی نيسين و ديگر متابوليت‏‏های توليدی توسط لاكتوكوكوس لاكتيس و ديگر سوي‏‏‏های مايه پنير نه تنها افزايش نيافت بلكه رو به كاهش نهاد . بحث و نتيجه ‏ گيری: نتايج نشان داد كه در محيط كشت و پنير فتا تعداد ليستريا منوسيتوژنز در ابتدای فاز لگاريتمی توسط لاكتوكوكوس لاكتيس كاهش و استافيلوكوكوس اورئوس با وجود حساسيت كمتر به نيسين نيز مهار شد. تعداد اشرشيا كلی با وجود مقاومت به نيسين در كشت توام افزايش نيافت وحتی روندی كاهشی نشان داد. اين پژوهش نشان داد كه استفاده از لاكتوكوكوس لاكتيس به همراه سويه‏های آغازگر اثر مهار كنندگی بهتری از نيسين بر رشد و كنترل آلودگی باكتري‏های بيماري‏زا دارد. استفاده از لاكتوكوكوس لاكتيس به عنوان كشت همراه با سويه‏های مايه در افزايش كيفيت محصول موثر و مانع رشد باكتري‏‏های بيماري‏زای مهم مي‏شود .

Introduction : In the present study, the inhibitory effect of nisin-producing Lactococcus lactis during co-culture and pure standard nisin were assessed against selected foodborne pathogenes in growth medium and Iranian UF Feta cheese. In comparison L lactis, not only proves flavor but also plays a better role in microbial quality of Iranian UF Feta cheese as a model of fermented dairy products. Materials and method s: L. lactis subsp. lactis as nisin producer strain, Listeria monocytogenes, Escherichia coli and Staphylococcus aureus as pathogenic strains were inoculated in Ultra-Filtered Feta cheese. Growth curve of bacterial strains were studied by colony count method in growth medium and UF Feta cheese separately and during co-culture with L. lactis. Nisin production was determined by agar diffusion assay method against susceptible test strain and confirmed by RP-HPLC analysis method. Results : Counts of L. monocytogenes decreased in cheese sample containing L. lactis and standard nisin, to 103 CFU/g after 7 days and it reached to undetectable level within 2 weeks. S. aureus counts remained at its initial number, 105 CFU/g, after 7 days then decreased to 104 CFU/g on day 14 and it was not detectable on day 28. E. coli numbers increased in both treatments after 7 days and then decreased to 104 CFU/g after 28 days. Despite the increasing number of E. coli in growth medium containing nisin, due to the synergistic effect of nisin and other metabolites produced by Lactococcus lactis and starter cultures, the number of E. coli decreased with slow rate . Discussion and conclusion : The results showed, L. monocytogenes was inhibited by L. lactis before entering the logarithmic phase during co-culture. S. aureus was also inhibited during co-culture, but it showed less sensitivity in comparison with L. monocytogenes. However, the number of E. coli remained steady in co-culture with L. lactis. Also, we found that, in all cheese samples, E. coli decreased slowly after 28 days which may be due to the synergistic inhibitory effects of nisin and other metabolites produced by L. lactis and starter culture strains. These conditions are compatible to UF Feta cheese making processes. The usage of L. lactis is more effective in terms of pathogenic inhibitory in comparison with free nisin. Using L. lactis as an adjunct starter culture can assist microbial quality improvement and prevent important pathogens, which may survive during food processing, because of the production of beneficial metabolites .