Biosynteza egzopolisacharydów i ich rola w adhezji bacillus megaterium do powierzchni stali nierdzewnej

• Autorzy: Katarzyna Czaczyk , Kamila Myszka

Warianty tytułu

Biosynthesis of Exopolysaccharides and Their Role in the Adhesion of Bacillus Megaterium to a Stainless Steel Surface

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

Celem badań było określenie wpływu dostępności składników odżywczych w środowisku wzrostu na biosyntezę egzopolisacharydów (EPS) przez Bacillus megaterium. Określano także zależność pomiędzy ilością produkowanych EPS a adhezją bakterii do powierzchni stali nierdzewnej (304L). W celu oszacowania ilości syntetyzowanych egzopolisacharydów zastosowano metodę polegającą na oddzieleniu ich za pomocą fal ultradźwiękowych i spektrofotometrycznym oznaczeniu po kwaśnej hydrolizie. Badanie adhezji Bacillus megaterium przeprowadzono nową, nieopisywaną dotąd w literaturze, metodą szacowania stopnia adhezji wg 9-stopniowej skali. Wykazano, że w większości wariantów doświadczenia biosynteza egzopolisacharydów wystąpiła w największym stopniu w początkowych etapach hodowli (4. i 8. godzina). Przy braku źródła azotu w pożywce, przez pierwsze 24 godz. hodowli nie stwierdzono obecności pozakomórkowych węglowodanów. Ich wzmożoną produkcję odnotowano dopiero w 48 godzinie trwania procesu i to na bardzo wysokim poziomie (0,035 mg EPS/10⁶ jtk). W większości wariantów doświadczenia wykazano korelację pomiędzy ilością syntetyzowanych egzopolisacharydów na poszczególnych etapach hodowli a adhezją komórek Bacillus megaterium do powierzchni stali nierdzewnej. Zaobserwowano także pojawienie się wyższych stopni adhezji przy niskiej produkcji zewnątrzkomórkowych polisacharydów, co może świadczyć o tym, że w takich warunkach inne czynniki, oprócz biosyntezy egzopolisacharydów, odgrywają istotną rolę w procesie adhezji drobnoustrojów do powierzchni nieożywionych. (abstrakt oryginalny)

EN

The purpose of this investigation was to determine the effect of availability of nutritious components in a culture medium on the biosynthesis of exopolysaccharides (EPS) Bacillus megaterium. Furthermore, a dependence between the amount of EPS produced and the adhesion of bacteria to stainless steel surface (304L) was defined. For the purpose of determining the amount of EPS synthesized, they were separated by ultrasonic waves and, after the acid hydrolysis accomplished, a spectrophotometric assay was applied. The adhesion of Bacillus megaterium was investigated by an absolutely novel method of estimating degrees of adhesion on a nine-degree scale; so far, this method has not been mentioned in any literature. It was proved that in the majority of experimental cases, the highest level of the EPS biosynthesis occurred at the beginning of this process (during the 4th and 8th hour). When the source of nitrogen was unavailable during the initial 24 hours of the process, no extracellular carbohydrates were present. An intensified production of carbohydrates was reported only during the 48^th hour of the process ensuing, with a very high production level (0,035 mg EPS/ 10⁶ cfu). In the majority of experimental cases, it was proved that a correlation existed between the amount of synthesized exopolysaccharides, at each individual stage of development of the bacterial culture, and the adhesion of Bacillus megaterium cells to a stainless steel surface. Additionally, it was reported that the adhesion degree of bacteria was higher during a low production of extracellular polysaccharides. Tis fact shows that, besides the biosynthesis of exopolysacchariodes, some other factors play a significant role in the adhesion of micro-organisms to abiotic surfaces. (original abstract)

Słowa kluczowe

PL

Mikrobiologia; Biosynteza

EN

Microbiology; Biosynthesis

• Czasopismo: Żywność: nauka - technologia - jakość
• Rocznik: 2004
• Numer: R. 11, nr 3 (40), Supl.
• Strony: 27--36

Twórcy

autor

Katarzyna Czaczyk

• Akademia Rolnicza w Poznaniu

autor

Kamila Myszka

• Akademia Rolnicza w Poznaniu

Bibliografia

• Czaczyk K., Wojciechowska K. Tworzenie biofilmów bakteryjnych - istota zjawiska i mechanizmy oddziaływań. Biotechnologia, 2003, 62, 180-192.
• Davey M.E., Otole G.A.: Microbial biofilms: from ecology to molecular genetics. Microbiol. Mol. Biol. Rev., 2000, 64, 847-867.
• Flint S.H., Brooks J.D., Bremer P.J.: The influence of cell surface properties of thermophilic stretococci on attachment to stainless stell. J. Appl. Microbiol., 1997, 83, 508-517.
• Galas E., Barabasz-Szymańska Ł., Pankiewicz T.: Drobnoustrojowy polisacharyd - pullulan, właściwości, biosynteza i zastosowanie. Biotechnologia, 1998, 41, 57-65.
• Gandhi H.P., Ray R.M., Patel R.M.: Exopolymer production by Bacillus species. Carbohydr. Polym., 1997, 34, 323-327.
• Langille S.E., Geesey G.G., Weiner R.M.: Polysaccharide-specyfic probes inhibit adhesion of Hyphomonas rosenbergii strain VP-6 to hydrophilic surfaces. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 2000, 25, 81-85.
• Le Thi T.-T., Prigent-Combaret C., Dorel C., Lejeune P.: First Stages of biofilm formation: Characterization and Quantification of bacterial functions involved in colonization process. Met. Enzymol., 2001, 336, 152-159.
• Lindsay D., Brőzel V.S., Mostert J.F., von Holy A.: Physiology of dairy-associated Bacillus ssp. over a wide pH range. Int. J. Food Microbiol., 2000, 54, 49-62.
• Liu Y., Tay J.-H.: Detachment forces and their influence on the structure and metabolic behaviour of biofilms. J. Microbiol. Biotechnol., 2001, 17, 111-117.
• Monsan P., Bozonnet S., Albenne C., Joucla G., Willemot R-M., Remaud-Simeon M.: Homopolysaccharides from lactic acid bacteria. Int. Dairy J., 2001, 11, 675-685.
• Parker S.G., Flint S.H., Palmer J.S., Brooks J.D.: Factors influencing attachment of thermophilic bacilli to stainless steel. J. Appl. Microbiol., 2001, 90, 901-908.
• Sutherland I.W.: Biosynthesis of microbial exopolysaccharides. W: Advances in microbial physiology. Red.: Rose A.H., Morris J.G.: Academic Press London, London, 1982, pp. 79-150.
• Wai S.N., Mizunone Y., Yoshida S.: How Vibrio cholerae survive during starvation. FEMS Microbiol. Lett., 1999, 180, 123-131.