การคัดเลือกบาซิลลัสที่ผลิตแบคเทอริโอซินต้านเชื้อก่อโรคปลาจากอาหารหมักและการศึกษาคุณสมบัติเบื้องต้นของแบคเทอริโอซิน

Abstract

Screening of Bacteriocin–Producing Bacillus against Fish Pathogens from Fermented Foods and Preliminary Characterization of the Bacteriocin
 
Siriporn Tipsing, Saowanit Tongpim and Ratchanu Meidong
 
รับบทความ: 27 พฤศจิกายน 2561; แก้ไขบทความ: 23 มีนาคม 2562; ยอมรับตีพิมพ์: 30 เมษายน 2562
 
 
บทคัดย่อ
งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อคัดเลือกและศึกษาคุณสมบัติของแบคเทอริโอซินจากบาซิลลัสที่แยกจากอาหารหมักของไทย โดยบาซิลลัส 258 ไอโซเลตแยกมาจากตัวอย่างอาหารหมักจำนวน 62 ตัวอย่างและนำไปศึกษาความสามารถในการผลิตแบคเทอริโอซินต้านเชื้อก่อโรคปลาด้วยวิธี agar well diffusion assay ผลการวิจัยพบว่า ไอโซเลต BB60a ซึ่งแยกมาจากผลิตภัณฑ์ปลาส้ม มีประสิทธิภาพสูงสุดในการยับยั้งเชื้อก่อโรคปลาที่เป็นแบคทีเรียแกรมบวก (Streptococcus agalactiae) และแบคทีเรียแกรมลบ (Aeromonas hydrophila) เมื่อจำแนกระบุชนิดของไอโซเลต BB60a ด้วยลักษณะทางสัณฐานวิทยาร่วมกับลำดับ 16S rDNA พบว่า มีความใกล้เคียงกับ Bacillus megaterium ร้อยละ 99.83 นอกจากนี้ยังศึกษาผลของแหล่งไนโตรเจนต่อ B. megaterium BB60a ในการผลิตสารแบคเทอริโอซิน พบว่า yeast extract ความเข้มข้น 12 กรัมต่อลิตรที่เป็นองค์ประกอบของอาหารเลี้ยงเชื้อช่วยส่งเสริมให้เชื้อผลิตแบคเทอริโอซินได้สูงสุด (p < 0.05) จากการศึกษาคุณสมบัติเบื้องต้นของสารแบคเทอริโอซินพบว่ามีความเสถียรในช่วง pH 4–10 และในช่วงอุณหภูมิ 40–70ºC และพบ ว่าสารนี้ถูกทำลายได้ด้วยเอนไซม์ trypsin และ proteinase K แต่ทนต่อเอนไซม์ α-amylase และ lipase จากผลการศึกษานี้สรุปได้ว่าแบคเทอริโอซินจาก B. megatherium BB60a ออกฤทธิ์การยับยั้งเป็นแบบ broad spectrum ทนสภาพกรด–เบสได้ในช่วงกว้าง และทนต่อความร้อน จึงเหมาะสมที่จะนำไปประยุกต์ใช้ในการเลี้ยงปลาเพื่อยับยั้งการติดเชื้อก่อโรคปลาคำสำคัญ: บาซิลลัส แบคเทอริโอซิน เชื้อก่อโรคปลา
 
Abstract
The aims of this study were to screen and preliminarily characterize the properties of bacteriocin produced by Bacillus isolated from Thai fermented foods. In this study, 258 isolates of Bacillus were obtained from 62 samples of Thai fermented foods and screened for their bacteriocin against fish pathogens. Antimicrobial activity of bacteriocin was evaluated using an agar well diffusion assay. Isolate BB60a derived from fermented fish product showed the highest antimicrobial activities against fish pathogens which were both Gram positive (Streptococcus agalactiae) and Gram negative (Aeromonas hydrophila) bacteria. Bacterial identification based on cell morphology and 16S rDNA sequence revealed that the isolate BB60a was closely related to Bacillus megaterium (99.83% similarity). The effect of nitrogen sources on bacteriocin production was investigated. B. megaterium BB60a produced the highest bacteriocin when cultivated in the medium containing 12 g/L yeast extract. This bacteriocin showed stability over a wide range of pH (4–10) and temperatures (40–70ºC). It was denatured completely by trypsin and proteinase K, but not by α-amylase and lipase. From this study, it can be concluded that B. megaterium BB60a produces a broad-spectrum bacteriocin that tolerates acidic, alkaline and high temperature conditions and, therefore, it has the potential application in fish culture to prevent bacterial fish infection.
Keywords: Bacillus, Bacteriocin, Fish pathogens