Studium degradace biogenních aminů

Abstract

Disertační práce se zabývá izolací a identifikací mikroorganizmů degradujících biogenní aminy a následným studiem kinetiky jejich rozkladu. Jednotlivé mikroorganizmy byly získány analýzou komerčně dostupných potravin a potravin vyrobených v potravinářských laboratořích FT UTB. Tyto mikroorganizmy byly následně identifikovány pomocí MALDI-TOF MS. Výsledky identifikace metodou MALDI-TOF byly verifikovány sekvenací části genu pro 16S rRNA. Cílem práce bylo in vitro studium schopnosti získaných a identifikovaných izolátů degradovat biogenní aminy za působení různých kombinací vnějších podmínek a kvantifikace snížení koncentrace biogenních aminů tryptaminu, beta-fenylethylaminu, putrescinu, kadaverinu, histaminu a tyraminu. Základní schopnost degradace byla určena na základě schopnosti růstu v minerálním médiu s biogenními aminy jako jedinými zdroji uhlíku a dusíku. Izolované kmeny se schopností degradace jednoho a/nebo více biogenních aminů byly kultivovány v médiu obohaceném o příslušné biogenní aminy, derivatizovány a separovány za pomoci HPLC. V experimentální části práce bylo analyzováno 895 vzorků potravin, ze kterých bylo izolováno 114 mikroorganizmů degradujících biogenní aminy. Pomocí MALDI-TOF byly izoláty identifikovány. Ze všech testovaných izolátů bylo získáno 22 různých druhů mikroorganizmů. Identifikace 13 vybraných mikroorganizmů byla ověřena pomocí PCR a následnou sekvenací (16S rRNA). U izolátů Acinetobacter pittii, Agrobacterium radiobacter, Bacillus altitudinis, Bacillus pumilus, Bacillus safensis, Bacillus subtilis, Enterobacter cloacae, Klebsiella pneumoniae, Micrococcus luteus, Pseudomonas koreensis, Pseudomonas fulva, Serratia marcescens, Serratia ureylitica byla zjištěna významnější míra degradace biogenních aminů a byla pozorována schopnost degradovat všechny testované biogenní aminy v rozmezí 8-100 %. Nejvyšší míra degradační aktivity byla zaznamenána u kmene Bacillus subtilis IB23, u nějž byl dále sledován vliv vnějších podmínek na degradační aktivitu. Testované parametry kultivace (teplota, pH média, způsob kultivace) výrazně neovlivnily míru degradace a všechny biogenní aminy byly degradovány o více než 50 %. V další fázi práce byl porovnáván vliv vnějších faktorů (teplota, pH a typ média, koncentrace soli) na míru degradace u kmenů Bacillus subtilis IB23 a Bacillus pumilus IB26. Bylo zjištěno, že pH média v testovaném rozsahu výrazně neovlivňuje míru degradace v ani jednom z testovaných typů médií. Rozklad BA probíhal naopak v menší míře se zvyšující se koncentrací soli (0-3 % w/v) a snižující se teplotou. V nutrient broth bylo prokázáno, že míra degradace je závislá pouze na době kultivace při 30 °C. Srovnání degradace mezi kmeny Bacillus subtilis IB23 a Bacillus pumilus IB26 ukázalo, že B. subtilis IB23 efektivněji degraduje BA v minerálním médiu, B. pumilus IB26 naopak v nutrient broth.