BAZI RUMEN FUNGUSLARININ SAHİP OLDUĞU POTANSİYEL PROBİYOTİK ENZİM AKTİVİTESİ

Yücel H., Ekinci K., Karaman A.

8th INTERNATIONAL MARDIN ARTUKLU SCIENTIFIC RESEARCHES CONFERENCE, Mardin, Türkiye, 4 - 06 Haziran 2022, ss.789-798

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Mardin
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.789-798
  • Atatürk Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Ruminant hayvanların et ve süt verimi üzerine etki eden çok sayıda faktör bulunmaktadır. Bu faktörler arasında herbivor hayvanların sindirim kanalı sağlığı ve sindirim kanalında yaşayan mikroorganizmaların etkinliği ön plana çıkmaktadır. Ruminant hayvanların sindirim kanalında prokaryotik ve ökaryotik düzeyde çok sayıda fakültatif veya zorunlu anaerobik solunum yapan geniş bir flora mevcuttur. Sindirim kanalı florası tarafından gerçekleştirlen fermantasyon sonucu oluşan ürünler herbivor canlılar tarafından kullanılabilmektedir. Bundan dolayı herbivorların sindirim kanalında mevcut olarak bulunan probiyotik kökenli mikroorganizmaların etkinliği de oldukça önemlidir. Probiyotik mikroorganizmalar sahip olduğu enzimatik özelliği ve sindirim kanalına tutunmaları sayesinde patojen mikroorganizma etkinliğini inhibe edebilme özelliğine sahiptirler. Bağırsak epiteline tutunan probiyotik mikroorganizmalar aynı zamanda herbivor canlının doğal savunma mekanizmasını oluşturarak immün sitemi üzerinde pozitif bir etkiye sahiptirler. Biyokimyasal olarak sahip oldukları enzimatik reaksiyon sonucu oluşturdukları son ürün aynı zamanda patojen mikroorganizmalar için antogonist etkiye sahip olmaktadır. Probiyotik mikroorganizmalar karbonhidratların katabolizmasında görevli olan glikozit hidrolaz enzim ailesinine üye EC 3.2.1.80 ekzoinülinaz ve EC 3.2.1.7 endoinülinaz enzimlerine sahiptir. Bu enzimler β-2,1 glikozit bağı ile oluşan fruktooligosakkaritlerin hidrolizde görev alır. Kısa zincirli fruktoz monomerlerinden meydana gelen bu oligosakkaritler ve/veya inülin tipi fruktanlar inülinaz enziminin aktivitesi için substrat olarak görev alırlar. Bu çalışmamızda probiyotik mikroorganizmaların sahip olduğu inülinaz enzim aktivitesi dikkate alınarak ruminantların sindirim kanalında doğal yayılışa sahip olan rumen funguslarından Neocallimastix sp. ile Orpinomyces sp.’nin potansiyel inülinaz aktivitesi hesaplanarak kendi arasında kıyaslanması yapılmıştır. İn vitro ortamda geliştirilen bu iki ökaryotik rumen fungusun potansiyel inülinaz aktivitesi Miller yöntemine göre DNS metodu ile gerçekleştirilmiştir. Her iki fungus için optimum pH ve sıcaklık düzenlemesi yapılmış ve 5 inci inkübasyon sürelerinde inülinaz etkinliğinin diğer günlere oranla yüksek olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen enzim aktivesine göre Neocallimastix sp.’nin süpernatant enzim etkinliğinin 14,03 μmol/dk/mg protein, Orpinomyces sp.’nin ise 13,92 μmol/dk/mg protein olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak ruminant hayvanların beslenmesi sırasında inülin kökenli bir diyet ile bu mikroorganizmaların sahip olduğu enzim aktivitesinin artırılabileceği ya da süpernatant olarak hücre dışına segrasyona uğramış enzimlerin kısmi saflaştırılması gerçekleştirilerek takviye gıda olarak verilebilmesi düşünülmüştür.

There are many factors affecting the meat and milk yield of ruminant animals. Among these factors, the digestive tract health of herbivorous animals and the effectiveness of microorganisms living in the digestive tract come to the fore. In the digestive tract of ruminant animals, there is a large flora at the prokaryotic and eukaryotic levels, which performs a large number of facultative or obligate anaerobic respiration. The products formed as a result of fermentation carried out by the flora of the digestive tract can be used by herbivores. Therefore, the effectiveness of probiotic-based microorganisms present in the digestive tract of herbivores is also very important. Probiotic microorganisms can to inhibit the activity of pathogenic microorganisms, thanks to their enzymatic properties and their attachment to the digestive tract. Probiotic microorganisms attached to the intestinal epithelium also have a positive effect on the immune system by forming the natural defense mechanism of the herbivorous organism. The end product, which they form as a result of their biochemical enzymatic reaction, also has an antagonistic effect on pathogenic microorganisms. Probiotic microorganisms have EC 3.2.1.80 exoinulinase and EC 3.2.1.7 endoinulinase enzymes that are members of the glycoside hydrolase enzyme family, which are involved in the catabolism of carbohydrates. These enzymes take part in the hydrolysis of fructooligosaccharides formed by β-2.1 glycoside bonds. These oligosaccharides and/or inulin-type fructans consisting of short-chain fructose monomers serve as substrates for the activity of the inulinase enzyme. In this study, considering the inulinase enzyme activity of probiotic microorganisms, Neocallimastix sp. and Orpinomyces sp. were compared among themselves by calculating the potential inulinase activity. The potential inulinase activity of these two eukaryotic rumen fungi developed in vitro were determined by DNS method according to the Miller method. Optimum pH and temperature regulation was made for both fungi and inulinase activity was higher in the 5th incubation period than the other days. According to the enzyme activity obtained, the supernatant enzyme activity of Neocallimastix sp. was 14.03 μmol/min/mg protein, and Orpinomyces sp. was 13.92 μmol/min/mg protein. As a result, it has been thought that the enzyme activity of these microorganisms can be increased with an inulin-based diet during the feeding of ruminant animals, or it can be given as supplementary food by performing the partial purification of the enzymes that have been segregated out of the cell as supernatant.