Isolation, identification and technological properties of lactic acid bacteria from raw cow milk

Abstract

Lactic acid bacteria are used as starter culture for the production of fermented dairy products, and that occur naturally as indigenous microbiota of the raw milk. In this study, lactic acid bacteria were isolated from raw cow milk samples. The serial dilutions of raw milk were made and plated onto LM17 agar and MRS agar adjusted to pH 5.4. The isolates were firstly identified based on cell morphology, reaction to gram stain, catalase production, growth in MRS broth containing 2%, 4%, and 6.5% NaCl, growth ability of different temperatures and formation of gas in MRS broth. Acid formation in 10% reconstituted skim milk and antimicrobial activity against foodborne pathogens Listeria monocytogenes ATCC 7644, Stapylococcus aureus ATCC 25923, and Clostridium perfringens ATCC 13124 were examined using agar well diffusion method. The total of 90 LAB isolates were classified as Lactobacillus (37.78%), Lactococcus (36.67%), Enterococcus (20.00%), Streptococcus (4.44%), and Leuconostoc (1.11%). Based on technological properties, 56 of 90 isolates (42 cocci, 14 rods) were selected, and further identified at the species level using API 20 Strep and API 50 CH identification system, respectively. The Lactobacillus isolates were identified as Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei ssp. paracasei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii ssp. lactis, and Lactobacillus rhamnosus. The enzymatic profiles of the 17 selected isolates were studied with API ZYM system. The Lactobacillus spp. strains tested displayed high leucine arylamidase activity. Two Lactococcus lactis ssp. lactis AKS320.1 and AKS320.2 strains and one Enterococcus faecalis AKS424 strain were able to produce bacteriocin. In conclusion, some of these isolates could be considered as potential starter culture candidates for fermented milk products.Bactérias de ácido lático são utilizadas como cultura inicial para a produção de produtos lácteos fermentados e que ocorrem naturalmente como microbiota indígena do leite cru. Neste estudo, as bactérias ácido lácticas foram isoladas a partir de amostras de leite cru de vaca. As diluições em série do leite cru foram feitos e plaqueadas em ágar LM17 e agar MRS ajustado para pH 5,4. Os isolados foram primeiramente identificados com base na morfologia das células, coloração pelo Método de Gram, produção de catalase, crescimento em caldo MRS contendo 2%, 4%, e 6,5% de NaCl, a capacidade de crescimento de diferentes temperaturas e formação de gás em caldo MRS. Foram avaliadas a formação de ácido em 10% de leite desnatado reconstituído e propriedades antagonistas contra os agentes patogênicos de origem alimentar Listeria monocytogenes ATCC 7644, Stapylococcus aureus ATCC 25923, e Clostridium perfringens ATCC 13124, usando o método de difusão em agar. O total de 90 isolados de laboratório foram classificados como Lactobacillus (37,78%), de Lactococcus (36,67%), Enterococcus (20,00%), Streptococcus (4,44%), e Leuconostoc (1,11%). Com base em propriedades tecnológicas, foram selecionados 56 dos 90 isolados (42 cocos, 14 hastes) e identificados ao nível das espécies usando o sistema de identificação API 20 Strep e API 50 CH, respectivamente. Os isolados de Lactobacillus foram identificados como Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus paracasei ssp. paracasei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii ssp. lactis e Lactobacillus rhamnosus. Os perfis enzimáticos dos 17 isolados selecionados foram estudados por meio do sistema API ZYM. As cepas de Lactobacillus possuem alta atividade de arilamidase leucina. Duas cepas de Lactococcus lactis ssp. lactis AKS320,1 e AKS320,2 cepas e um Enterococcus faecalis AKS424 estirpe foram capazes de produzir bacteriocina. Em conclusão, alguns destes isolados poderiam ser considerados como potenciais candidatos de cultura iniciadora para produtos à base de leite fermentados.