غربال‌گري و شناسايي باكتري هاي اسيد لاكتيك پروبيوتيك شير الاغ با استفاده از تكنيك طيف سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR)

(Screening and Identification of Donkey Milk Probiotic Lactic Acid Bacteria Using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR

مقدمه: باكتري­هاي اسيدلاكتيك (LAB)، گروه هتروژني از باكتري ­هاي گرم مثبت و كاتالاز منفي هستند كه در جريان تخمير كربوهيدرات­ها اسيد لاكتيك توليد مي ­كنند. بسياري از باكتري­هاي اسيدلاكتيك با توليد بيوپليمرها مفيد صنعتي تأثيري بسزايي بر بهبود طعم، بافت و ماندگاري بسياري از محصولات لبني دارند. روش ­هاي متعددي براي شناسايي باكتري­ها وجود دارد كه برخي از آنها از دقت كمي برخوردارند و برخي ديگر بسيار پرهزينه هستند. معرفي روشي دقيق، سريع و كم هزينه در اين راستا مهم است. مواد و روش ­ها: به منظور شناسايي باكتري­ هاي اسيدلاكتيك پروبيوتيك شير، مطالعه ­اي روي شير الاغ صورت گرفت. براي اين منظور، از روش­هاي كلاسيك ميكروب شناسي و بيوشيميايي و روش طيف­ سنجي تبديل فوريه مادون قرمز (FTIR) استفاده شد. از تجزيه به مولفه­ هاي اصلي (PCA) و خوشه­ بندي براي بررسي صحت داده ­هاي طيف ­سنجي استفاده گرديد. يافته ­ها: نتايج روش­هاي كلاسيك ميكروب شناسي نشان داد كه باكتري­هاي جداسازي شده به دو جنس انتروكوكوس و استرپتوكوكوس تعلق دارند. همچنين نتايج روش FTIR نشان داد كه ايزوله­ هاي جداسازي شده ­ي جنس استرپتوكوكوس و جنس انتروكوكوس به ترتيب به گونه‌ها­ي ديورسي و فكاليس تعلق دارند. تجزيه تحليل طيف­ هاي IR به كمك تجزيه به مولفه­ هاي اصلي(PCA) درستي و توانايي تكنيك FTIR را در شناسايي دو جنس ياد شده اثبات نمود. نتيجه ­گيري: قبل از اقدام به شناساي باكتري­ها به روش­ هاي پيچيده و پر هزينه ­اي همانند توالي­ يابي DNA، بهتر است تا از روش FTIR استفاده شود. اين روش سريع و كم هزينه است و باكتري‌ها را در سطح جنس و حتي گونه شناسايي مي‌كند. در اين مطالعه، دو جنس از باكتري­ها، يكي از آنها به نام Streptococcus devriesei براي اولين بار در ايران به كمك روش­ هاي مبتني بر كشت و FTIR شناسايي و تائيد شدند.

Introduction: Lactic acid bacteria (LAB) are a heterogeneous group of gram-positive and catalase negative bacteria that produce lactic acid during fermentation of carbohydrates. These probiotic bacteria with the ability to produce industrial valuable biopolymers have a significant impact on the improvement of taste and texture of dairy products. A number of methods have been introduced to screen and identify bacteria. Among different methods, some are less reliable and some are expensive. Introduction of a reliable, cost-effective and time-saving method to identify bacteria is of great importance. Materials and Methods: In order to identify milk probiotic LAB, donkey's milk microbiota was investigated. LAB was identified and characterized with basic microbiological methods as well as Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR). Principle Component Analysis and cluster analysis were used to validate the FTIR data. Results: The results of this experiment showed that LAB isolates were mostly belonging to either Enterococcus faecalis or Streptococcus devriesei species. Furthermore, PCA and cluster analysis confirmed that FTIR data are reliable to identify LAB genera and species from milk. Conclusion: It is recommended to use FTIR method for mass screening of LAB from different sources before applying other complex and expensive methods such as DNA sequencing. The FTIR is a cost-effective and quick method that could distinguish bacteria at the genus and even species level. Two bacteria species were found and confirmed by both culture-dependent and FTIR methods and one of which Streptococcus devriesei is being introduced for the first time in Iran.