Bakterie propionowe użyteczne w przemyśle spożywczym

• Autorzy: Piwowarek K. , Lipińska E.

Identyfikatory

DOI

10.15199/65.2015.5.4

Warianty tytułu

EN

Propionic acid bacteria useful in food industry

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Bakterie fermentacji propionowej (PAB) odgrywają ważną rolę w wielu gałęziach przemysłu rolno-spożywczego – w produkcji serów, kiszonek spożywczych i paszowych, są również wykorzystywane jako środki przeciwgrzybicze i przeciwbakteryjne w żywności i paszach oraz jako probiotyki w żywieniu zwierząt. Celem artykułu jest przedstawienie charakterystyki bakterii propionowych ze względu na możliwość ich wykorzystania do utylizacji surowców odpadowych z równoczesnym wytwarzaniem użytecznych przemysłowo metabolitów: kwasu propionowego i witaminy B12. Omówiono szlaki metaboliczne, na drodze których powstają te związki. Wyjaśniono ich rolę w przemyśle spożywczym oraz w żywieniu ludzi i zwierząt. Zwrócono uwagę na surowce odpadowe, które mogą stanowić źródło węgla dla bakterii fermentacji propionowej, cechujących się bogatym układem enzymatycznym.

EN

Propionic acid bacteria (PAB) play an important role in many industries - production of cheese, food and feed silages; they are also employed as antifungal and antibacterial agents in food and feed, and probiotics in animal nutrition. The purpose of the article was to present the characteristics of propionic acid bacteria due to the possibility of their use for disposal of waste materials while producing industrially useful metabolites of propionic acid and vitamin B12. Metabolic pathways by which these compounds are formed were presented and their role in the food industry and in human and animal nutrition was discussed. The attention was paid to the waste materials that can be a source of carbon for propionic fermentation bacteria, characterized by a rich enzyme system.

Słowa kluczowe

PL

bakterie propionowe; kwas propionowy; witamina B12; glikoliza; surowce odpadowe

EN

propionic acid bacteria; propionic acid; vitamin B12; glycolysis; waste materials

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Spożywczy
• Rocznik: 2015
• Tom: T. 69, nr 5
• Strony: 26--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 36 poz.

Twórcy

autor

Piwowarek K.

• Zakład Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Katedra Biotechnologii, Mikrobiologii i Oceny, Wydział Nauk o Żywności, SGGW

autor

Lipińska E.

• Zakład Biotechnologii i Mikrobiologii Żywności, Katedra Biotechnologii, Mikrobiologii i Oceny, Wydział Nauk o Żywności, SGGW

Bibliografia

• [1] Blanche F., Debussche L., Thibaut D., Crouzet J., Cameron B.: 1989. Purification and characteriztationof S-adenosyl-L-methionine: uroporphyrinogen III methyltransferase from Pseudomonas denitrificans. J. Bacteriol., 4222-4231.
• [2] Borawska J., Warmińska-Radyko I., Darewicz M.: 2010. Charakterystyka i znaczenie bakterii rodzaju Propionibacterium w produkcji żywności i pasz. Medycyna Weterynaryjna, 66 (8), 534-537.
• [3] Boyaval P., Deborde C., Corre C., Blanco C., Bégué É.: 1999. Stress and osmoprotection in propionibacteria. Lait, 79, 59-69.
• [4] Breed R.S., Murray E.G.D., Smithh N.R.: 1957. Bergey’s Manual of Determinative Bacteriology. Seventh Edition. The Williams & Wilkins Company, Baltimore, 1346-1353.
• [5] Coral J.: 2008. Propionic acid production by Propionibacterium sp. Using low-cos carbon sources in submerged fermentation. Biotechnology and Bioprocesses Engineering Division Federal University of Parana, Curitiba, p. 1-39.
• [6] Cybulska J., Zdunek A., Sitkiewicz I., Galus S., Janiszewska E., Łaba S., Nowacka M.: 2013. Możliwości zagospodarowywania wytłoków i innych odpadów przemysłu owocowo-warzywnego, Przem. Ferm. i Owoc-Warzyw., 9, 27-29.
• [7] Dharmarajan T.S., Adiga G.U. Norkus E.P.: 2003. Vitamin B12 deficiency. Recognizing subtle symptoms in older adults. Geriat., 58, 30-34.
• [8] Duliński R.: 2010. Biotechnologiczne metody produkcji witamin z wykorzystaniem mikroorganizmów, Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 1 (68), 5-19.
• [9] Fenech M.: The role of folic acid and vitamin B12 in genomic stability of human cells. Mutat. Res., 2001, 475, 57-67.
• [10] Figlin E., Chetrit A., Shahar A., Shpilberg O., Zivelin A., Rosenberg N., Brok-Simoni F., Gadoth N., Sela B-A., Seligsohn U.: High prevalences of vitamin B12 and folic acid deficiency in elderly subjects in Israel. Br. J. Haematol., 2003, 123, 696-701.
• [11] Himmi E.H., Bories A., Boussaid A., Hassani L.: 2000. Propionic acid fermentation of glycerol and glucose by Propionibacterium acidipropionici and Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii. Appl. Microbiol. Biotechnol., 53, 435-440.
• [12] Jordan P.M.: 1994. Highlights in hem biosynthesis. Curr. Opin. Struct. Biol., 4, 902-911.
• [13] Khan MazharuddinM., Mir N.A., Khan M.: 2011. Production of Vitamin B12 by improved strains of Propionibacterium freudenreichii, Biotechnol. Bioinf. Bioeng. 1(1), 19-24.
• [14] Kośmider A., Czaczyk K.: 2010. Witamina B12 – budowa, biosynteza, funkcje i metody oznaczania. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 5 (72), 17-32.
• [15] Kośmider A., Drożdżyńska A., Czaczyk K.: 2009. Możliwości wykorzystania surowców odpadowych w procesie fermentacji propionowej. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 6 (67), 47-58.
• [16] Kośmider A., Drożdżyńska A., Blaszka K., Leja K., Czaczyk K.: 2010. Propionic Acid Production by Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii Using Crude Glycerol and Whey Lactose Industrial Wastes. Polish J. of Environ. Stud., 19 (6), 1249-1253.
• [17] Kośmider A., Czaczyk K.: 2009. Perspektywy wykorzystania glicerolu w procesach biotechnologicznych, Post. Mikrobiol., 48 (4), 277-287.
• [18] Kujawski M., Rymaszewski M., Łaniewska-Moroz Ł., Cichosz G.: 1996. Możliwości zastosowania bakterii fermentacji propionowej w przemyśle spożywczym. Przem. Spoż., 6, 35-37.
• [19] Kusano K., Yamada H., Niwa M., Yamasato K.: 1997. Propionibacterium cyclohexanicum sp. nov. a newacid-tolerant ω-cyclohexyl fatty acid-containing Propionibacterium isolated from spoiled orangejuice. Int. J. Syst. Bacteriol., 47 (3), 825-831.
• [20] Lamm L., Heckman G., Renz P.: 1982. Biosynthesis of Vitamin BI2 in Anaerobic Bacteria, Mode of Incorporation of Glycine into the 5,6-Dimethylbenzimidazole Moiety in Eubacteviumlimosum, Eur. J. Biochem., 22, 569-571.
• [21] Leverrier P., Vissers J. P. C., Rouault A., Boyaval P., Jan G.: 2004. Mass spectrometry proteomic analysis of stress adaptation reveals both common and distinct response pathways in Propionibacterium freudenreichii. Arch. Microbiol. 181, 215-230.
• [22] Louie G., Brownlie P., Lambert R., Cooper J.B., Blundell T.L., Wood S.P., Warren M.J., Woodcock S.C., Jordan P.M.: 1992. Structure of porphobilinogen deaminase reveals a flexible multi domain polymerase with a single catalytic site. Nature., 359, 33-39.
• [23] Martens J.H., Barg H., Warren M.J., Jahn D.: 2002. Microbial production of vitamin B12. Appl. Microbiol. Biotechnol., 58, 275-285.
• [24] Meile L., Dasen G., Miescher S., Stierli M., Teuber M.: 1999. Classification of propionic acid bacteria and approaches to applied genetics. Lait, 79, 71-78.
• [25] Meile L., Gwenaelle L.B., Thierry A.: 2008. Safety assessment of dairy microorganisms: Propionibacterium and Bifidobacterium. Int. J. Food Microbiol., 126, 316-320.
• [26] Miks-Krajnik M H.: 2012. Rola paciorkowców mlekowych i pałeczek propionowych w procesie dojrzewania sera typu szwajcarsko-holenderskiego, Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 1 (80), 45-59.
• [27] Miyano K.,Ye K., Shimizu K.: Improvement of vitamin B12 fermentation by reducing in the inhibitory metabolites by cell recycle system and mixed culture. J. Biochem Eng., 2000, 6, 207-214.
• [28] Paściak M., Mordarska H.: 1999. Rodzaj Propionibacterium – heterogenność taksonomiczna i biologiczna. Postępy Mikrobiol., 38, 245-256.
• [29] Roman R.V., Iluc E., Mustea A., Neacsu A., Asandului V.: 2001. Optimisation of medium components in vitamin B12 biosynthesis. Roum. Biotechnol. Lett., 6, 343-350.
• [30] Roth J. R., Lawrence J. G., Rubenfield M., Kieffer-Higgins S., Church G. M.: 1993. Characterization of the Cobalamin (Vitamin B12) Biosynthetic Genes of Salmonella typhimurium, Journal of Bacteriology, 175 (11), 3303-3316.
• [31] Ranadheera R.D.C.S., Baines S.K., Adams M.C.: 2010. Importance of food in probiotic efficacy. Food Res. Int. 43, 1-7.
• [32] Stryer L.: 2003. Biochemia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, s. 515-526.
• [33] Suomalainen T., Sigvart-Mattila P., Mättö J., Tynkkynen S.: 2008, In vitro and in vivo gastrointestinal survival, antibiotic susceptibility and genetic identification of Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii JS. Int. Dairy J., 18, 271-278.
• [34] Warmińska-Radyko I., Łaniewska-Moroz L., Kujawa K.: 1997. Bakterie propionowe w fermentowanych sałatkach warzywnych, Przemysł Spożywczy, 7, 38-39.
• [35] Warren M.J., Roessner C.A., Santander P.J., Scott A.I.: 1990. The Escherichia coli cysG gene encodesS-adenosyl-methionine-dependent uroporphyrinogen III methylase. Biochem. J., 165, 725-729.
• [36] Yazdani S.S., Gonzales R.: 2007. Anaerobic fermentation of glycerol: a path to economic viability for the biofuels industry. Curr. Opin. Biotechnol., 18, 213-219.