[論文レビュー] Screening of antibacterial activity of lactic acid bacteria isolated from fermented vegetables against food borne pathogens

Mahnaz Kazemipoor, Che Wan Jasimah Wan Mohamed Radzi+2 more|arXiv (Cornell University)|Jun 25, 2012

Probiotics and Fermented Foods参考文献 36被引用数 26

ひとこと要約

本研究では、家庭で発酵させた野菜から採取したラクティック酸菌（LAB）を対象に、食中毒菌に対する殺菌活性をスクリーニングした。アガールウェルドゥイジョン法を用い、4つのLAB株—Lactobacillus animalis（MF6）、L. rhamnosus（MF10）、L. fermentum（MF13）、L. reuteri（MF15）—は、グラム陽性およびグラム陰性の病原菌に対して強力な阻害作用を示した。特に、MF6は広範かつ強力な活性を示し、E. coli に対しても顕著な阻害効果（ZOI：18.7–21.3 mm）を示した。

ABSTRACT

This study aims to screen the antibacterial activity of lactic acid bacteria (LAB) isolated from home-made fermented vegetables against common food borne pathogens. The antagonistic properties of these isolates against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Yersinia enterocolitica and Bacillus cereus were examined using agar well diffusion method. Four LAB namely MF6, MF10, MF13, and MF15 identified as Lactobacillus animalis, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus fermentum and Lactobacillus reuteri, respectively were effective against all selected pathogenic strains. Amongst the four isolates, MF6 exhibited the highest antibacterial activity, against all the indicator pathogens tested except Y. enterocolitic. Its activity was maximum against E.coli with a Zone of Inhibition (ZOI) ranging from 18.7 to 21.3 mm and least for Y. enterocolitica (10 \pm 1.1 mm). Isolate MF13 also showed antimicrobial property against all tested pathogens showing highest activity against Y. enterocolitica (14 \pm 1.7 mm) and least against E.coli (8 \pm 1.4 mm), which was in direct contrast to isolate MF6. Isolate MF15 showed greater activity against E.coli (12 \pm 0.8 mm) and least against S. aureus (8 \pm 1.7 mm). Least antimicrobial property was observed in isolate MF10, with a ZOI in the range of 2.5-7 mm. The degree of antimicrobial property among the isolates was in the order of MF6>MF13>MF15>MF10. Overall, the isolated LAB showed the remarkable inhibitory effect against both Gram positive and Gram negative pathogenic strains. However, the spectrum of inhibition was different for the isolates tested. These results suggest that this potent isolates could be used as a natural biopreservatives in different food products.

研究の動機と目的

• 家庭で発酵させた野菜からラクティック酸菌（LAB）を分離・同定すること。
• これらのLAB分離株が一般的な食中毒菌に対して示す殺菌活性を評価すること。
• 異なるLAB株と病原体対象に対して、阻害作用のスペクトルと強度を特定すること。
• 食品システムにおける天然バイオプレザーバチブとしての応用が期待されるLAB候補を同定すること。
• グラム陽性およびグラム陰性の病原菌に対して、異なるLAB分離株の抗菌効果を比較すること。

提案手法

• 選択的培養媒体を用いて、家庭で調製された発酵野菜からラクティック酸菌（LAB）を分離すること。
• 標準的な微生物学的および生化学的手法を用いて、LAB分離株を種レベルまで同定すること。
• 4種の食中毒菌（エシュェリチア・コリ、スタフィロコッカス・アウレウス、イエルシニア・エンテロコリティカ、ボツリヌス・セレウス）を対象に、アガールウェルドゥイジョン法による殺菌活性スクリーニングを実施すること。
• 細菌上清を含むウェル周辺の阻害ゾーン（ZOI）を測定し、殺菌活性を定量すること。
• 分離株および病原体間でのZOI値を統計的に比較し、相対的な効果を評価すること。
• 抗菌スペクトルおよび強度に基づいて、分離株を分類すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 発酵野菜に由来するどのラクティック酸菌が、一般的な食中毒菌に対して顕著な殺菌活性を示すか？
• RQ2 異なるLAB分離株の殺菌効果は、グラム陽性およびグラム陰性の病原菌に対してどのように異なるか？
• RQ3 どのLAB分離株が、試験した病原菌に対して最も広範かつ強力な阻害作用を示すか？
• RQ4 LAB分離株の分類とその阻害スペクトルの関係は何か？
• RQ5 これらのLAB分離株は、食品製品における天然バイオプレザーバチブとして実用的と見なせるか？

主な発見

• MF6（Lactobacillus animalis）は、E. coli に対して最高の殺菌活性を示し、阻害ゾーン（ZOI）は18.7–21.3 mm であり、全試験分離株および病原体の中で最大であった。
• MF6 は Yersinia enterocolitica に対しても中程度の活性（ZOI：10 ± 1.1 mm）を示し、阻害能力に株特異的な差が認められた。
• MF13（Lactobacillus fermentum）は Y. enterocolitica に対して最も強い活性（ZOI：14 ± 1.7 mm）を示し、MF6 とは対照的なパターンを示した。これは、病原体特異的な阻害作用を示すものである。
• MF15（Lactobacillus reuteri）は E. coli に対して最も高い活性（ZOI：12 ± 0.8 mm）を示したが、S. aureus に対しては最も低い活性（ZOI：8 ± 1.7 mm）を示し、病原体ごとの効果差が顕著に現れた。
• MF10（Lactobacillus rhamnosus）は、全試験病原体に対して最も弱い殺菌活性を示し、ZOI値は2.5～7 mm の範囲であった。
• 全分離株の抗菌強度の順序は、MF6 > MF13 > MF15 > MF10 であり、4つの株すべてがグラム陽性およびグラム陰性の病原菌に対して顕著な阻害効果を示した。