Screening of Lactic Acid Bacteria as Potential Producers of Biosurfactants

• Autorzy: Julia Szutowska , Daniela Gwiazdowska

Warianty tytułu

Badania przesiewowe bakterii kwasu mlekowego będących potencjalnymi producentami biosurfaktantów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents three basic screening methods: emulsifying capacity, oil spreading assay and parafilm test used in detection of biosurfactants-producing microorganisms. The results for eighteen lactic acid bacteria strains derived from three different environments were presented. The samples were obtained from the intestines of chickens for fattening, feces of suckling and weaned piglets. Bacterial strains were tested for cell-bound or extracellular biosurfactants production. Conducted research demonstrated that lactic acid bacteria isolated from gastrointestinal tract of monogastric animals are capable to synthesize biosurfactants, however it's dependent on the isolate and origin. Moreover, the results indicate that tested LAB synthesize more cellbound than extracellular biosurfactants. The best emulsifying and surface active properties possess cell-bound biosurfactants obtainned from the feces of suckling piglets in comparison with other tested groups of isolates. Formerly, strains derived from breeding monogastric animals have not been studied for biosurfactants synthesis. (original abstract)

W niniejszej pracy zaprezentowano trzy podstawowe badania przesiewowe: właściwości emulgujące, rozprysk ropy naftowej oraz test z parafilmem służące do wykrywania mikroorganizmów produkujących biosurfaktanty. Przedstawiono wyniki dla osiemnastu izolatów bakterii kwasu mlekowego pochodzących z różnych środowisk. Próbki pobrano z jelit kurcząt rzeźnych, kału ssących i odsadzonych prosiąt. Szczepy bakteryjne sprawdzono pod kątem wytwarzania biosurfaktantów zewnątrzkomórkowych i związanych komórkowo. Przeprowadzone badania wykazały, że bakterie fermentacji mlekowej wyizolowane z przewodów pokarmowych zwierząt monogastrycznych są zdolne do syntezowania biosurfaktantów, jednakże zależy to od izolatu i pochodzenia. Ponadto wyniki wskazują, że testowane bakterie kwasu mlekowego syntezują w większej ilości biosurfaktanty związane komórkowo niż zewnątrzkomórkowe biosurfaktanty. Najlepszymi właściwościami emulgującymi oraz powierzchniowo czynnymi wykazały się biosurfaktanty związane komórkowo uzyskane z kału prosiąt ssących w porówaniu z pozostałymi dwiema grupami izolatów. Dotychczas szczepy pochodzące od hodowlanych zwierząt monogastrycznych nie były jeszcze badane w odniesieniu do syntezy biosurfaktantów. (abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Commodity research; Commodity science; Surfactants

PL

Badania towaroznawcze; Towaroznawstwo; Substancje powierzchniowo czynne

• Czasopismo: Towaroznawcze Problemy Jakości
• Rocznik: 2018
• Numer: nr 1
• Strony: 117--125

Twórcy

autor

Julia Szutowska

• Poznań University of Economics and Business

autor

Daniela Gwiazdowska

• Poznań University of Economics and Business

Bibliografia

• [1] Sharma D., Saharan B.J., Kapil S. (2016) Biosurfactants of lactic acid bacteria, Springer.
• [2] Morikawa M., Hirata Y., Imanaka T. (2000) A study on the structure-function relationship of lipopeptide biosurfactants. Biochimica et Biophysica, 1488, 211-218.
• [3] Szułczyńska J., Gwiazdowska D. (2017) Screening methods for biosurfactants identification - an overview, [in:] Tichoniuk M. (Ed.): Current Trends in Commodity Science. Non-Food Products Quality and Safety. Poznan University of Economics and Business, Poznań, 60-70.
• [4] Mukherjee A.K., Das K. (2010) Microbial surfactants and their potential applications: an overview, [in:] Ramkrishna S. (Ed.): Biosurfactants, Landes Biosciences and Springer Science+Business Media, New York.
• [5] Ciandrini, E., Campana R., Casettari L., Perinelli D.R., Fagioli L., Manti A., Palmieri G.F., Papa S., Baffone (2016) Characterization of biosurfactants produced by Lactobacillus spp. and their activity against streptococci biofilm. Applied Microbiology and Biotechnology, 100, 6767-6777.
• [6] Rosenberg E., Ron E.Z. (1999) High- and low-molecular-mass microbial surfactants. Applied Microbiology and Biotechnology, 52, 154-162.
• [7] Krzyczkowska J., Białecka-Florjańczyk E. (2012) Biotechnologiczna synteza zwiążków powierzchniowo czynnych i przykłady ich praktycznego zastosowania. Żywność Nauka Technologia Jakość, 4 (83), 5-23.
• [8] Cameotra S.S., Makkar R.S., Kaur J., Mehta S.K. (2010) Synthesis of biosurfactants and their avantages to microorganism and mankind, [in:] Ramkrishna S. (Ed.) Biosurfactants. Landes Biosciences and Springer Science+Business Media, New York.
• [9] Merghini, A., Dallel I., Noumi E., Kadmi Y., Hentati H., Tobji S., Ben Amor A., Mastouri M. (2017) Antioxidant and antiproliferative potential of biosurfactants isolated from Lactobacillus casei and their anti-biofilm effect in oral Staphylococcus aureus strains. Microbial Pathogenesis, 104, 84-89.
• [10] Mukherjee A.K., Das K. (2010) Microbial surfactants and their potential applications: an overview [in:] Ramkrishna S. (Ed.) Biosurfactants, Landes Biosciences and Springer Science+Business Media, New York.
• [11] Satpute S.K., Kulkarni G.R., Banpurkar A.G., Banat I.M., Mone N.S., Patil R.H., Cameotra S.S. (2016) Biosurfactants from Lactobacilli species: Properties, challenges and potential biomedical appliacations. Journal of Basic Microbiology, 56, 1140-1158.
• [12] Velraeds M , v an d er M ei H .C., R eid G ., Busscher H .J. ( 1997) I nhibition o f i nitial adhesion of uropathogenic Enterococcus faecalis by biosurfactants from Lactobacillus isolates. Preliminary Communication Urology, 49 (5), 790-794.
• [13] Sambanthanmoorthy K., Feng X., Patel R., Patel S., Paranavitana Ch. (2014) Antimicrobial and antibiofilm potential of biosurfactants isolated from lactobacilli against multi-drug-resistance patoghens. BMC Microbiology, 14, 1-9.
• [14] Morikawa M., Hirata Y., Imanaka T. (2000) A study on the structure-function relationship of lipopeptide biosurfactants. Biochimica and Biophysica Acta, 1488, 211-218.
• [15] Walter V., Syldatk C., Hausmann R. (2010) Screening concepts for the isolation of biosurfactant producing microorganisms, [in:] Ramkrishna S. (Ed.): Biosurfactants. Landes Biosciences and Springer Science+Business Media, New York.
• [16] Kuiper I., Lagendijk E.L., Pickford R., Derrick J.P., Lamers G.E.M., Thomas-Oates J.E., Lugtenberg B.J.J., Bloemberg G.V. (2004) Characterization of two Pseudomonas putida lipopeptide biosurfactants, putisolvin I and putisolvin II, which inhibit biofilm formation and break down existing biofilms. Molecular Microbiology, 51 (1), 97-113.
• [17] Madhu A.N., Prapulla S.G. (2014) Evaluation and functional characterization of a biosurfactant produced by Lactobacillus plantarum CFR 2194. Applied Biochemistry and Biotechnology, 172, 1777-1789.
• [18] Vecino X., Bustos G., Devesa-Rey R., Cruz J.M., Moldes A.B. (2015) Salt-free aqueous extraction of a cell-bound biosurfactant: a kinetic study. Journal of Surfactants and Detergents, 18, 267-274.
• [19] Sharma D., Saharan B.S. (2014) Simultaneous production of biosurfactants and bacteriocins by Probiotic Lactobacillus casei MRTL3. International Journal of Microbiology, 2014, 1-7.
• [20] Vecino X., Barbosa-Pereira L., Devesa-Rey R., Cruz J.M., Moldes A.B. (2014) Optimazation of extraction conditions and fatty acid characterization of Lactobacillus pentosus cell-bound biosurfactant/bioemulsifier. Journal of the Science of Food and Agriculture, 95 (2), 313-320.
• [21] Youssef N.H., Duncan K.E., Nagle D.P., Savage K.N., Knapp R.M., McInerney M.J. (2004) Comparison of methods to detect biosurfactant production by diverse microorganisms. Journal of Microbiological Methods, 56, 339-347.

Identyfikatory

DOI

10.19202/j.cs.2018.01.12