Development of protective culture production from bacillus subtilis P5-6 as food bio-preservative

การพัฒนากระบวนการผลิตโพรเทคทีฟคัลเจอร์จาก Bacillus subtilis P5-6 เพื่อใช้เป็นวัตถุกันเสียแบบชีวภาพในอาหาร

Name: การพัฒนากระบวนการผลิตโพรเทคทีฟคัลเจอร์จาก Bacillus subtilis P5-6 เพื่อใช้เป็นวัตถุกันเสียแบบชีวภาพในอาหาร

Abstract: Halophilic Bacilllus subtilis P5-6 contains bacteriocin encoding genes (subtilin and subtilosin). It has been reported as a potential strain developed to be a protective culture that could reduce viable count of Staphylococcus aureus and prolong the freshness when applied in cheese. The aim of this research was to evaluate bacteriocin generation property of P5-6 and to optimize the bacteriocin production methods for application as food bio-preservative in protective culture form. Through gene assay, only subtilosin gene expression was detected along with housekeeping gene BA-rpoB when co-cultured P5-6 with Staphylococcus aureus. The P5-6 showed low or no inhibitory effect on S. aureus when co-cultured in liquid medium but expressed higher effect on solid medium surface. Spent vegetable brine, adjusted to pH7 then supplemented with 0.04% (w/v) glucose as carbon source and 0.01% (w/v) NH4(SO4)2 as nitrogen source was observed as optimal medium for the P5-6. Cultivation under room temperature at 150 rpm for 16 hours was optimal for this strain to maximally grow as well as inhibit S.aureus at 9.14 log CFU/ mL and 3.3 mm inhibition zone (IZ), respectively. Protective culture was produced from the formula using modified starch as a solid matrix and P5-6 culture at ratio 2:1, then dried with two-step process to have water activity at 0.58. It contained the highest viable count of P5-6 at 8.06 log CFU/ g. Four milligram of the protective culture showed inhibitory effect on S.aureus (4 log CFU/ cm2 density) recorded at 4.55 mm IZ. Beyond 24 hours, when applied protective culture on fresh pork surfaces with non and spiked S.aureus, it was found that protective culture contained viable P5-6 at 6 log CFU (4 log CFU/ cm2) could inhibit the growth of initially contaminated S.aureus in pork and spiked S.aureus. Bacteriocidal effect of protective culture on S.aureus were not clearly observed throughout the storage for 5 days in this food model.

Abstract: Bacilllus subtilis P5-6 คือแบคทีเรียไอโซเลทชนิดชอบเกลือที่มียีนสร้างแบคเทอริโอซิน (subtilin และ subtilosin) ซึ่งมีงานวิจัยก่อนหน้ารายงานว่าเป็นไอโซเลทที่สามารถพัฒนาเป็นโพรเทคทีฟคัลเจอร์เพื่อใช้ลดจำนวน Staphylococcus aureus และยืดคุณภาพความสดในชีสได้ งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประมินสมบัติการสร้างแบคเทอริซินของ Bacilllus subtilis P5-6 และหาสภาวะและวิธีการที่เหมาะสมในการผลิตแบคเทอริโอซินเพื่อใช้เป็นวัตถุกันเสียชีวภาพในรูปแบบโพรเทคทีพคัลลเจอร์ เมื่อวิเคราะห์การแสดงออกของยีนใน P5-6 เมื่อเพาะเลี้ยงร่วมกับ S. aureus พบเพียงการแสดงออกของยีน subtilosin พร้อมกับ house keeping gene BA-rpoB เท่านั้น เมื่อประเมินสมบัติการยับยั้งจุลินทรีย์ในระบบอาหารเหลวพบว่า P5-6 ไม่แสดงฤทธิ์ยับยั้ง S. aureus แต่จะแสดงฤทธิ์ยับยั้งสูงในระบบอาหารแข็ง เมื่อประเมินการเพาะเลี้ยง P5-6 ด้วยอาหารเลี้ยงเชื้อต้นทุนต่ำ พบว่า P5-6 เจริญได้ดีที่สุดในอาหารที่เตรียมจากน้ำเกลือที่เหลือจากการดองผัก ปรับพีเอชเป็น 7 เสริมด้วย กลูโคส 0.04% และ NH4(SO4)2 0.01% (w/v) เมื่อเพาะเลี้ยงภายใต้อุณหภูมิห้องเขย่าด้วยความเร็วรอบ 150 rpm เป็นเวลา 16 ชั่วโมง P5-6 เจริญได้ถึง 9.14 log CFU/mL และแสดงฤทธิต้าน S. aureus ที่ตรวจวัดเส้นผ่านศูย์กลางของวงใส (IZ) ได้เท่ากับ 3.3 mm เมื่อผลิตโพรเทคทีฟคัลเจอร์จากคัลเจอร์ของ P5-6 พบว่าสภาวะที่ดีที่สุดคือ การใช้โมดิฟายสตาร์ชเป็นของแข็งยึดจับ โดยใช้คัลเจอร์ต่อโมดิฟายสตาร์ช ในอัตราส่วน 2:1 และทำแห้งแบบ 2 ขั้นตอน มีค่า aw เท่ากัย 0.58 ซึ่งทำให้ได้โพรเทคทีฟคัลเจอร์ที่มีเซลล์ที่มีชีวิตมากที่สุดคือ 8.06 log CFU/ g และแสดงฤทธิ์ยังยั้ง S. aureus บนอาหารแข็ง (4 mg ; 4 log CFU/mm2) ที่มี IZ เท่ากับ 4.55 mm ในการประยุกต์ใช้โพรเทคทีพคัลเจอร์ในอาหาร (หมูดิบสด) โดยใช้โพรเทคทีฟคัลเจอร์ที่มีเซลล์มีชีวิต 6 log CFU เกลี่ยบนชิ้นหมูสด (4 log CFU/ cm2) ที่เติมและไม่เติม S.aureus พบว่าเมื่อเก็บหมูที่อุณหภูมิแช่เย็นเป็นเวลา 24 ชั่วโมงโพรเทคทีฟแสดงฤทธิ์ยับยั้งการเจริญ S.aureus ทั้งที่ปนเปื้อนดั้งเดิมและที่เติมในหมูได้ แต่ไม่พบการแสดงฤทธิ์ฆ่า S.aureus ที่ชัดเจนภายใต้สภาวะดังกล่าว

Chulalongkorn University. Office of Academic Resources

Address: BANGKOK

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: Cheunjit Prakitchaiwattana

Role: Advisor

Issued: 2020

Modified: 2025-01-09

Issued: 2025-01-09

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

URL: http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2020.1408

eng

DegreeName: Master of Science

Level: Master's Degree

Descipline: Food Science and Technology

Grantor: Chulalongkorn University

©copyrights Chulalongkorn University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	6278017623.pdf	1.78 MB

ใช้เวลา

0.029218 วินาที