KASVUALUSTAN HAPPIPITOISUUDEN VAIKUTUS PROPIONIBACTERIUM FREUDENREICHII JS7 -BAKTEERIKANNAN KASVUUN JA BAKTERIOFAGIN ESIINTYMISEEN

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202010154283
Title: KASVUALUSTAN HAPPIPITOISUUDEN VAIKUTUS PROPIONIBACTERIUM FREUDENREICHII JS7 -BAKTEERIKANNAN KASVUUN JA BAKTERIOFAGIN ESIINTYMISEEN
Author: Niemi, Justiina
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Agriculture and Forestry, Department of Food and Nutrition
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2020
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi:hulib-202010154283
http://hdl.handle.net/10138/320331
Thesis level: master's thesis
Abstract: Propionibacterium freudenreichii on maidon propionihappobakteeri jota käytetään hapatteena etenkin sveitsiläistyyppisten juustojen valmistuksessa. P. freudenreichii -lajille on myönnetty GRAS -status (engl. Generally Recognized as Safe) minkä johdosta sitä voidaan käyttää turvallisesti elintarvikkeissa. P. freudenreichii mielletään anaerobiksi, vaikka se sietääkin happea. Aiempien tutkimuksien perusteella P. freudenreichii tarvitsee anaerobiset olosuhteet kasvun alkuvaiheessa. Bakteerien viruksien eli bakteriofagien elämänkierto voi olla joko, lysogeeninen tai lyyttinen ja siirtymisen lyyttiseen sykliin voi saada aikaan isäntäbakteerin kasvuympäristössä tapahtuvat muutokset. Bakteriofagien lyyttinen elämänkierto johtaa bakteerosolun hajoamiseen, mikä voidaan havaita esimerkiksi kasvatuksen aikana tapahtuvasta solupitoisuuden laskusta. Tutkijat ovat kiinnostuneet P. freudenreichii -kantojen kyvystä tuottaa B12-vitamiinia ja sen hyödyntämisestä kasvipohjaisten elintarvikkeiden luonnolliseen rikastamiseen fermentaation avulla. Tässä maisterintutkielmassa oli tarkoituksena tutkia 1) Happipitoisuuden vaikutusta Propionibacterium freudenreichii JS7 -kannan kasvuun ja 2) Happipitoisuuden vaikutusta P. freudenreichii JS7 –kannan bakteriofagin esiintymiseen. Tässä tutkimuksessa kasvatettiin P. freudenreichii JS7 -kantaa erilaisissa happipitoisuuksissa. Bakteerikasvua seurattiin solutiheysmittauksilla ja solumaljauksilla. Esikokeessa kantaa kasvatettiin 1) anaerobisesti, 2) kaksivaiheisesti eli kasvun alkuvaiheessa anaerobisesti ja sen jälkeen aerobisesti ja 3) aerobisesti. Esikokeesta saatujen osatuloksien perusteella fermentaatio suoritettiin bioreaktorissa anaerobisessa kasvuympäristössä. Bioreaktorikokeen kasvatuksista tutkittiin bakteerikannan bakteriofagin esiintymistä polymeraasiketjureaktion (PCR:n) ja kolmen erilaisen alukeparin avulla. PCR tuotteiden muodostumisen perusteella arvioitiin bakteriofagin perimän esiintymistä plasmidina, profaagina eli integroituneena bakteerin kromosomiin tai onko fagin perimä hävinnyt bakteerisolusta. Tämän tutkimuksen tulosten perusteella P. freudenreichii JS7 -kannan soluntiheys kasvaa nopeammin anaerobisessa happipitoisuudessa verrattuna aerobiseen ja kaksivaiheiseen kasvuympäristöön. Bioreaktorikokeen tulosten perusteella bakteeri muodostaa anaerobisessa happipitoisuudessa solumaljaukselle eri kokoisia pesäkkeitä. Bakteriofagin perimä voi esiintyä plasmidina, vapaana ja bakteerin kromosomiin integroituneena. Tulokset antavat viitteitä siitä, että bakteriofagi kykenisi hyödyntämään lysogeenistä elämänkiertoa anaerobisessa kasvuympäristössä.Propionibacterium freudenreichii is a dairy propionic acid bacterium and it is used as adjunct culture in Swiss-type cheese manufacture. The bacterial strain is known for its GRAS (Generally Recognized as Safe) status, and it is safe to use in food. Based on previous studies, P. freudenreichii requires anaerobic conditions to start bacterial growth. Bacterial viruses ‘bacteriophages’ uses two life cycles, lysogenic or lytic cycle. The life cycle of bacteriophages affects bacterial cell lysis or division. Researchers are interested in fortifying foods naturally with vitamin B12. P. freudenreichii is known for its ability to actively produce vitamin B12. This master's thesis aims were to study 1) The effect of oxygen contentration on Propionibacterium freudenreichii subsp. freudenreichii JS7 strain and 2) the effect of oxygen consentration on the prevalence of bacteriophage in P. freudenreichii JS7 strain. In this study, P. freudenreichii JS7 strain was grown at different oxygen concentrations. Bacterial growth was observed by cell density measurements and cell plating. In the preliminary experiment, the strain was grown 1) anaerobically 2) two stages which includes aerobic and anaerobic growth conditions and 3) aerobically. Based on the partial results of the preliminary experiment, the fermentation was performed in a bioreactor in an anaerobic growth condition. The cell plating results of the bioreactor experiment were used to study the effect of oxygen concentration on the presence of bacteriophage in a bacterial strain by using three primer pairs. The polymerase chain reaction was applied to study the presence of the bacteriophage genome as a plasmid, free, and prophage which means that phage genome is integrated into the bacterial chromosome. Based on the results of this study, the cell density of P. freudenreichii JS7 strain increases faster in anaerobic oxygen concentration comparing to aerobic and two staged oxygen concentrations. Based on the results of the bioreactor study, the bacterium can anaerobically form different size of colonies for the cell plating. The bacteriophage genome may be present as a plasmid, free and integrated into the bacterial chromosome. The results of the bacteriophage study might give signs that P. freudenreichii JS7 could be able to utilize the lysogenic life cycle in anaerobic growth condition.
Subject: P. freudenreichii
happipitoisuus
bakteriofagi
Discipline: Elintarviketeknologia
Food Technology
Livsmedelsteknologi


Files in this item

Files Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record