Evaluation of Probiotic Properties and Antimicrobial Substances Produced by Five Lactic Acid Bacteria Against Foodborne and Spoilage Pathogens.

چکیده اصلی

The rise of multidrug-resistant (MDR) pathogens presents a major challenge to food safety, particularly in preservation approaches. Lactic acid bacteria (LAB) gain probiotic recognition by effectively controlling MDR pathogens using antimicrobial substances (AMSs) and bacteriocin-like inhibitory substances (BLISs). The study evaluated the probiotic properties and AMS production potential of five LAB strains: Lactiplantibacillus plantarum NBRC 3070 (LP), Lactobacillus acidophilus ATCC 4356 (LA), Lacticaseibacillus casei ATCC 393 (LC), Lacticaseibacillus rhamnosus GG ATCC 53103 (LGG), and Bifidobacterium animalis subsp. lactis ATCC 27673 (BAL). AMS was extracted from neutralized and concentrated cell-free supernatant and tested for antimicrobial activities against common foodborne pathogens using minimum inhibitory concentrations (MICs). All LAB strains showed antagonistic activity, with LP demonstrating the most substantial antagonism. Four strains are resistant to multiple antibiotics but remain susceptible to azithromycin and tetracycline, while LP is resistant to all tested antibiotics. LP and LC demonstrated the highest probiotic potential based on cell surface hydrophobicity and aggregation abilities. Optimal AMS activity (85.36%-91.29%) occurred between 24 and 36 h at 37°C or 28-48 h at 30°C. LGG exhibited the highest AMS activity with the lowest MIC against Salmonella enterica serovar Typhimurium. Enzyme sensitivity confirmed the peptide nature of BLIS produced by BLIS from LP, LA, LC, and LGG. In conclusion, LAB strains demonstrated significant probiotic traits and the ability to produce AMS, especially BLIS, from four strains, with LP and LC showing the most potential. These findings support their application as natural biopreservation against MDR pathogens; however, further validation in the food system is required.

ترجمه فارسی چکیده

رشد باکتری‌های مقاوم به داروهای چندگانه (MDR) چالش بزرگی برای ایمنی مواد غذایی، به‌ویژه در رویکردهای نگهداری، ایجاد کرده است. باکتری‌های اسید لاکتیک (LAB) با کنترل مؤثر MDR با استفاده از مواد ضد میکروبی (AMS) و مواد مهارکننده مشابه بیوسین (BLIS)، به عنوان پروبیوتیک شناخته می‌شوند. این مطالعه خواص پروبیوتیک و پتانسیل تولید AMS پنج استرین LAB را ارزیابی کرد: لکتوپلانتوباسیلوس پلانتاروم NBRC 3070 (LP)، لاکتوباسیلوس آکیدوفیلوس ATCC 4356 (LA)، لکتوکاسیوباسیلوس کازی ATCC 393 (LC)، لکتوکاسیوباسیلوس رامنوسوس GG ATCC 53103 (LGG) و بیفیدوباکتریوم آنیمالیس سابسپ. لاکتیس ATCC 27673 (BAL). AMS از سوپرناتانت خنثی‌شده و غلیظ سلول‌خالی استخراج و فعالیت ضد میکروبی آن علیه عوامل بیماری‌زا رایج مواد غذایی با غلظت مهارکننده حداقل (MIC) آزمون شد. تمام استرین‌های LAB فعالیت متقابل نشان دادند، با LP نشان دادن بیشترین فعالیت متقابل. چهار استرین در برابر آنتی‌بیوتیک‌های متعدد مقاوم هستند اما در برابر آزیترومایسین و تتراسایکلین حساس می‌مانند، در حالی که LP در برابر تمام آنتی‌بیوتیک‌های تست شده مقاوم است. LP و LC بیشترین پتانسیل پروبیوتیک را بر اساس هیدروفوبیک بودن سطح سلول و توان تجمع نشان دادند. فعالیت بهینه AMS (85.36%-91.29%) بین ۲۴ تا ۳۶ ساعت در ۳۷ درجه سانتی‌گراد یا ۲۸-۴۸ ساعت در ۳۰ درجه سانتی‌گراد رخ داد. LGG بالاترین فعالیت AMS را با کمترین MIC علیه سالمونلا اینتراکا سروور تایفیموریوم نشان داد. حساسیت آنزیمی ماهیت پپتیدی BLIS تولید شده توسط BLIS از LP، LA، LC و LGG را تأیید کرد. در نتیجه، استرین‌های LAB ویژگی‌های پروبیوتیک قابل توجهی و توانایی تولید AMS، به‌ویژه BLIS، از چهار استرین را نشان دادند، با LP و LC بیشترین پتانسیل را نشان دادند. این یافته‌ها کاربرد آن‌ها را به عنوان نگهدارنده زیستی طبیعی علیه MDR پشتیبانی می‌کنند، اما تأیید بیشتر در سیستم غذایی مورد نیاز است.

متن کامل اصلی