Enterococcusok

2.4.3.2 Az enterococcusok hidrolitikus aktivitása

Az enterococcusok háromféle enzimet termelnek, amelyek hozzájárulnak opportunista patogenitásukhoz: hialuronidáz, zselatináz és szerin proteáz . A hialuronidáz, amelyet a hyl kromoszómális gén kódol, lebontja a gazdasejtek extracelluláris mátrixának fő alkotóelemét, a hialuronsavat, elősegítve a szöveti inváziót és a toxinok terjedését .

A gelatináz, amelyet a kromoszómális gelE gén kódol, egy cink-metalloproteáz, amely zselatinra, de kollagénre, kazeinre, hemoglobinra, β-inzulinra és más biológiailag aktív peptidekre is aktív . Ez az enzim hozzájárul a biofilmképződés folyamatához is, ami elősegítheti a szöveti kolonizációt és a fertőzés helyén való perzisztenciát , . A szerin proteáz, amelyet a sprE gén kódol, amely a gelE előtt helyezkedik el és az utóbbival együtt íródik át, szintén részt vesz a patogenezisben a gazdaszövetek lebontásával .

Az enterokokkuszok hozzájárulnak a sajt ízének kialakulásához az érlelés során proteolitikus és lipolitikus tevékenységüknek és az illékony vagy hosszú láncú zsírsavak, diacetil, acetoin és más illékony vegyületek előállítására való képességüknek köszönhetően . Az E. faecium szerint az E. faecium részt vesz az íz, az aroma, a szín és a textúra kialakulásában. Ezért hozzájárul bizonyos sajtok általános érzékszervi profiljához. Ezek a tulajdonságok más erjesztett termékek, például zöldségek vagy húsok esetében is kedvelt flórává teszik .

Míg a tejsavbaktériumok proteolitikus tevékenysége jól ismert az erjesztett termékekkel foglalkozó irodalomban, az enterococcusoké kevésbé ismert . Ezek meglehetősen alacsonyak a tejtermékekben, kivéve az E. faecalis néhány törzsét . A , szerint e nemzetségen belül a proteolitikus aktivitás szintje a fajtól és az ugyanazon fajon belüli törzsektől függ. A legjobban leírt proteázok képesek a kazein, de a β-laktoglobulin és az α-laktalbumin hidrolizálására is. Számos tanulmány azt mutatja, hogy az E. faecalis-szal beoltott tejből készült sajtok magasabb proteolitikus aktivitással rendelkeznek, mint az ezen enzimek nélkül előállított sajtok. Az E. faecium 24 törzsének és az E. faecalis 60 törzsének 37 °C-on, sovány tejben történő növekedésével végzett munkák azt mutatják, hogy az E. faecalis proteolitikus aktivitása sokkal jobb, mint az E. faeciumé. Ezeket az eredményeket megerősítik a tejtermékekben és a pasztőrözött folyékony egész tojásból izolált és azok romlásáért felelős enterococcusokon.

Az aminosavak későbbi lebontását jelentős hatással tartják a sajtok aromájának kialakulására. A proteolitikus tevékenységek felelősek lehetnek azért is, hogy az enterokokkuszok az általuk (vagy más baktériumtípusok által) felszabadított aminosavakból biogén aminokat képezzenek . A 2.6. ábra a romló élelmiszerekben potenciálisan képződő különböző biogén aminokat mutatja.

2.6. ábra. Biogén aminok képződése élelmiszer-mátrixokban mikrobiológiai anyagcsere-tevékenységek hatására. A szürke nyilak a közvetlenül biogén aminok képződéséhez vezető dekarboxilációs reakciókat, a szaggatott vonalak az egylépéses dekarboxilációs reakcióktól eltérő anyagcsere-utakon keresztül keletkező biogén aminokat jelölik.

(Az ábra a , a )

alapján adaptált ábra alapján készült

Hisztamin, tiramin, feniletilamin és kadaverin egylépéses dekarboxilációs reakcióval keletkezik a megfelelő prekurzorokból, a hisztidinből, tirozinból, fenilalaninból és lizinből. E biogén aminok előállításához, majd kiválasztásához (1) a prekurzor aminosavak aktív transzportrendszereire, (2) dekarboxilációkra és (3) a dekarboxilációkból eredő amin-kiválasztó rendszerekre van szükség. A transzportban általában egy fehérje vesz részt, amely a prekurzor aminosavat kicseréli a dekarboxilációjából származó aminnal. A sejtbe jutva az aminosav egy specifikus dekarboxiláz (karboxilázok EC 4.1.1.1.1.) által katalizált dekarboxiláción megy keresztül piridoxálfoszfát jelenlétében. A leginkább vizsgált dekarboxilázok a hisztidin-dekarboxiláz (HDC), a tirozin-dekarboxiláz (TDC) és a lizin-dekarboxiláz (LDC), amelyeket a hdcA, tdcA és cadA gének kódolnak. Ezek később operonokba szerveződnek más génekkel, amelyek a biogén aminok termelési folyamatának más szakaszaiban, például a szállításban és az érlelésben vesznek részt. E dekarboxilázok specificitása régóta vitatott, és ma már jól ismert, hogy egy dekarboxiláz több szubsztrátot is dekarboxilálhat. Például az Enterococcus TDC képes dekarboxilálni a fenilalanint és a tirozint, hogy feniletilamint, illetve tiramint állítson elő . A putreszcin, agmatin, spermidin és spermin különböző útvonalakon szintetizálódik, amelyeket géncsoportok katalizálnak, amelyek specifikusak lehetnek az adott fajra vagy törzsre, mivel potenciálisan horizontális transzferrel szerezhetők meg .

Az Enterococcusokat úgy írják le, hogy képesek a fermentált élelmiszerekben a biogén aminok termeléséért felelős dekarboxiláz-aktivitást okozni. Még azt is elismerik, hogy ők rendelkeznek a legerősebb tirozin- és fenilalanindekarboxiláz-aktivitással a baktériumok világában . Az erjesztett húsok, például a kolbászok endogén flórájában található tejsavbaktériumokat tekintik a fő tiramintermelőknek . A sajtok és egyes húskészítmények alkalmas szubsztrátok lehetnek 2-feniletilamin, tiramin, hisztidin vagy más aminok előállítására. Ezek a törzsek ezért dekarboxilázokat vagy más, a biogén aminok szintézisében vagy katabolizmusában részt vevő enzimeket kódoló géneket vagy operonokat tartalmaznak. A tenger gyümölcsei esetében a biogén aminok szintézisét nem tulajdonítják az enterococcusoknak . Míg az olyan hőálló baktériumok, mint az enterokokkuszok, amelyek a tejtermékekben a biogén aminok termelésében részt vevő fő baktériumok, a pasztörizálással csak részben szűnnek meg, a hőkezelés csökkenti a biogén aminok szintjét. Ez a jelenség az élelmiszer szennyezettségi szintjének csökkenésével és/vagy azzal a ténnyel magyarázható, hogy egy lényeges dekarboxilációs kofaktort a pasztőrözés denaturált .

Noha a tejsavbaktériumok nem túl aktívak a lipidekkel szemben, ismert, hogy részt vesznek a sajtok ízesítésében, akár a rövid láncú zsírsavak ketonokká vagy metilált laktonokká történő átalakításával, akár a telítetlen zsírsavak oxidációjából származó aldehidek képződésével, amelyek felelősek az avas szagok és ízek kialakulásáért, akár a lipidekből, de a fehérjékből és laktózból előállított aromás vegyületek oldódása révén . A , és szerint az enterokokkuszok gyakran erősebb esteráz-aktivitással rendelkeznek, mint más tejsavbaktériumok. Az enterococcusok között ezek az aktivitások szintén változóak, és a kutatások azt mutatják, hogy az E. faecalisban erősebbek, mint az E. faeciumban. Más vizsgálatok azt mutatják, hogy az enterococcusok lipolitikus aktivitása nem a faj, hanem a sajt típusa szerint változik, amelyből a törzs származik .

Már 1965-ben kimutatták az E. faecalis és E. faecium törzsek által kifejezett esteráz aktivitást. kimutatta, hogy az enterococcusok aktívabbak voltak a triglicerideken, mint a Streptococcus törzsek, és hogy a hidrolízis sebessége csökkent a felszabaduló zsírsavak szénlánc-hosszának növekedésével (tripropionin > tributyrin > trikaprin > trikaprilin). Kiemelik a trioleinnel szembeni aktivitás hiányát. mutatják, hogy az enterokokkuszok alacsony lipolitikus aktivitást mutatnak, ha teljes tejet tartalmazó táptalajba helyezik őket. A munka azt mutatja, hogy az E. faecium és az E. faecal által kifejezett tributirin hidrolízisét sajtból izolálták, azonban ezek a törzsek nem aktívak a tejlipidekre. mutatják, hogy az E. faecalis egyik lipáza szintén aktívabb a tributirinre, mint a trikaprinre, trikaprilinre és trioleinre. Az enterokokkuszok tejlipidek hidrolizálására való képessége azonban törzsenként nagyon változó. Egyes törzsek nem mutatnak lipolitikus aktivitást, míg mások magas aktivitást mutatnak a zsírsavak széles skáláján. A , szintetikus szubsztrátokon (4-nitrofenil-acilok) végzett munkák az E. faecium aktivitását mutatják a 2 és 18 szénatom közötti lánchosszúságú zsírsavakra. Későbbi tanulmányokban ugyanezek a szerzők kimutatták, hogy az E. faecium intracelluláris észteráza in vitro aktivitást fejt ki 4-nitrofenil-acilokon, amelyek lánchossza 2 és 12 szénatom közötti, optimális esetben 4-nitrofenil-butirát (C2) jelenlétében. A munkák azt mutatják, hogy a vizsgált enterococcustörzsek többsége (90%, N = 129) képes hidrolizálni a 4 és 18 szénatom közötti lánchosszúságú zsírsavakat tartalmazó homogén triglicerideket, az aktivitás a szénlánc hosszának növekedésével csökken. Ugyanebben a vizsgálatban az összes vizsgált törzs (100%) aktivitást mutat a szintetikus szubsztrátokon, a 4-nitrofenilacetáttól (C2) a 4-nitrofenilsztearátig (C18), az aktivitás szintén csökken a zsírsav szénlánc hosszának növekedésével.

A tojástermékek romlásában esetleg szerepet játszó hidrolitikus aktivitásokról szóló kevés publikált tanulmányok között vannak olyanok, amelyek a romlott pasztőrözött folyékony egész tojástermékekből izolált E. faecium és különösen E. faecalis törzsek által kifejezett lipolitikus aktivitást mutatnak. A munka során kiderült, hogy az ipari tojásfehérjéből származó Enterococcus törzsek felénél lipáz aktivitás is kimutatható, és azt vizsgálták, hogy képesek-e megrontani az úszó szigeti desszertek egyik fő összetevőjét, a pudingkrémet.

.