Search

Bakterije mliječne kiseline (BMK) su skupina biotehnološko važnih mikroorganizama koji imaju sposobnost fermentacije šećera i proizvodnje proteolitičkih enzima. Proteolitički sustav Lactobacillus i Enterococcus sojeva omogućava hidrolizu kazeina prisutnog u fermentiranim mliječnim proizvodima do bioaktivnih peptida čime opskrbljuju stanicu aminokiselinama esencijalnim za rast te pridonose razvoju organoleptičkih svojstava mliječnih proizvoda. Cilj ovog rada bio je istražiti kazeinolitičko djelovanje BMK izoliranih iz majčinog mlijeka te odabrati soj s najboljom proteolitičkom aktivnošću. Analizom fenotipa hidrolize kazeina ustanovljeno je da sojevi L. plantarum MB18 i E. faecium AF16, prilikom inkubacije u obranom mlijeku, iskazuju značajno kazeinolitičko djelovanje. Ansonovom metodom, koja je provedena u svrhu kvantificiranja aktivnosti proteinaza, i analizom proteinskog profila razgradnje kazeina utvrđeno je da soj L. plantarum MB18 posjeduje najučinkovitije proteolitičko djelovanje, koji se može koristiti kao potencijalna starter kultura u svrhu proizvodnje funkcionalnih fermentiranih proizvoda.

Sukladno svjetskom trendu porasta primjene probiotika povećan je i znanstveni interes, ali i interes za aspekt legislative i kliničkih smjernica probiotičkih bakterija. Cilj ovog diplomskog rada je fenotipska karakterizacija bakterijskih sojeva iz različitih mikrookoliša slijedeći zahtjeve probiotičkog koncepta s fokusom na fermentacijski profil. Metabolička aktivnost bakterijskih sojeva ispitana je kontroliranom kultivacijom tijekom 48 sati pri 37 °C u obranom mlijeku. Statistički najznačajnija acidifikacija određena je nakon rasta Lactobacillus fermentum D12 u obranom mlijeku i u obranom mlijeku s različitim koncentracijama soli. Koagulacijski kapacitet potvrđen je fenotipski za sve ispitivane sojeve nakon 24 i 48 sati kultivacije u obranom mlijeku. Primjenom protokola za ciljanu ekstrakciju proteinaza, priređeni su ekstrakti proteina koji iskazuju kazeinolitičku aktivnost te analizirani SDS-PAGE metodom. Djelomično pročišćene proteinaze sojeva L. lactis ZGBP5-32 i ZGZA7-10 i u vrlo niskim koncentracijama pokazale su kazeinolitičku aktivnost. Modifikacija protokola ekstrakcije implementiranjem ultrafiltracije koja je doprinijela pročišćavanju proteinaza što je potvrđeno SDS-PAGE metodom za proteinske ekstrakte sojeva L. brevis D6 i SF9B, L. fermentum D12 i L. plantarum D13. Daljnja istraživanja bit će usmjerena na karakterizaciju bioaktivnih peptida uslijed proteazne aktivnosti odabranih kazeinolitičkih bakterija mliječne kiseline. Karakterizacija kazeinolitičkih bakterija mliječne kiseline u ovom radu može pridonijeti odabiru proteolitičkih sojeva kao mliječnih starter kultura. In accordance with the worldwide trend of increased use of probiotics, scientific interest has increased, as well as the aspect of legislative framework and clinical guidelines. The aim of this thesis is the phenotypic characterization of bacterial strains from different microenvironments following the requirements of the probiotic concept with a focus on the fermentation profile. The metabolic activity of bacterial strains was tested by controlled cultivation for 48 hours at 37 °C in skimmed milk. The most statistically significant acidification was determined after the growth of Lactobacillus fermentum D12 in skimmed milk and in skimmed milk with different concentrations of salt. Coagulation capacity was confirmed phenotypically for all tested strains after 24 and 48 hours of cultivation in skimmed milk. By applying the protocol for the targeted extraction of proteinases, extracts of proteins showing caseinolytic activity were prepared and analyzed by the SDS-PAGE method. Partially purified proteinases of L. lactis strains ZGBP5-32 and ZGZA7-10 showed caseinolytic activity even in very low concentrations. The modification of the extraction protocol by implementing ultrafiltration contributed to the purification of proteinases, which was confirmed by the SDS-PAGE method for protein extracts of strains L. brevis D6 and SF9B, L. fermentum D12 and L. plantarum D13. Further research will be focused on the characterization of bioactive peptides due to the protease activity of selected caseinolytic lactic acid bacteria. The characterization of caseinolytic lactic acid bacteria in this work may contribute to the selection of proteolytic strains as lactic starter cultures.

S obzirom na ubrzani porast industrijalizacije i potrebu za stvaranjem održivijih procesa, razvijen je koncept zelene kemije koji se oslanja na primjenu obnovljivih sirovina, alternativnih otapala i biokatalizatora za pretvorbu organskih spojeva u biotransformacijskim procesima. Stoga, u upotrebu sve više ulazi primjena eutektičkih otapala kao pogodnih reakcijskih medija za dobivanje enantiomerno čistih spojeva. U ovom radu pripremljena su nova niskotemperaturna eutektička otapala na bazi osmolita te su fizikalno-kemijskom karakterizacijom određena njihova karakteristična svojstva. Isto tako, provedena je enantioselektivna redukcija različito supstituiranih acetofenona u optički aktivne alkohole upotrebom bakterija mliječne kiseline Limosilactobacillus fermentum MC1 i Levilactobacillus brevis MB1, nakon čega je provedena optimizacija redukcije acetofenona kao modelnog supstrata i L. brevis MB1 kao pogodnog biokatalizatora u niskotemperaturnom eutektičkom otapalu. Biokatalitička redukcija acetofenona u otapalu betain : malična kiselina : glukoza s 30 %-tnim masenim udjelom vode rezultirala je većim enantiomernim viškom u odnosu na istu provedenu u hranjivoj podlozi. Considering the accelerated growth of industrialization and the need to create more sustainable processes, the concept of green chemistry was developed. It relies on the use of renewable raw materials, alternative solvents and biocatalysts for the conversion of organic compounds in biotransformation processes. Therefore, the application of eutectic solvents as suitable reaction media for obtaining enantiomerically pure compounds is increasingly being used. In this work, new osmolyte-based deep eutectic solvents were prepared and their characteristic properties were determined by physico-chemical characterization. Likewise, the enantioselective reduction of differently substituted acetophenones into optically active alcohols was carried out using lactic acid bacteria Limosilactobacillus fermentum MC1 and Levilactobacillus brevis MB1, after which the optimization of the reduction of acetophenone as a model substrate and L. brevis MB1 as a suitable biocatalyst in a deep eutectic solvent was carried out. The biocatalytic reduction of acetophenone in the betaine : malic acid : glucose solvent with a 30% water content (w/w) resulted in a higher enantiomeric excess compared to the same one carried out in the nutrient medium.

Probiotici su živi mikroorganizmi, najčešće bakterije mliječne kiseline, koji imaju blagotvorno djelovanje na zdravlje domaćina. Cilj rada je identificirati probiotičke bakterije u domaćem rasolu te usporediti brojnost probiotičkih bakterija između komercijalno dostupnih probiotika, domaćeg rasola te kupovnih i domaćih mliječnih proizvoda. U radu je korišteno 9 različitih uzoraka domaćeg rasola, 4 različita kupovna probiotika, 4 kupovna mliječna proizvoda te 4 domaća. Pripremljena su decimalna razrijeđenja svih uzoraka te su nacijepljena na MRS hranjivu podlogu. Izolirane probiotičke bakterije domaćeg rasola fenotipski su karakterizirane metodom bojanja po Gramu te su identificirane tehnologijom MALDI-TOF, a utvrđeno je da su prisutne bakterijske vrste Levilactobacillus brevis i Levilactobacillus buchneri (gram-pozitivne bakterije štapićastog oblika) te Pediococcus parvulus (gram-pozitivna bakterija okruglog oblika). Ovim je radom utvrđeno da broj bakterija u uzorcima domaćeg rasola iznosi 8,17±5,03 × 107 CFU mL-1, uzorci kupovnih mliječnih proizvoda sadrže 4,11±1,62 × 107 CFU mL- , domaći mliječni proizvodi sadrže 3,20±1,91 × 107 CFU mL-1, a komercijalno dostupni probiotici sadrže 4,88±0,54 × 1010 CFU g -1. Predlaže se daljnje istraživanje s više uzoraka domaćih namirnica kako bi se detaljnije usporedile prisutne bakterijske vrste te njihove brojnosti. Probiotics are living microorganisms. They are most often lactic acid bacteria which have a beneficial effect on the host's health. This work aims to identify probiotic bacteria in homemade cabbage brine and compare the number of probiotic bacteria between commercially available probiotics, homemade brine, and store-bought and domestic dairy products. Various samples were used in the study: 9 of homemade cabbage brine, 4 of commercially available probiotics, 4 of store-bought dairy products, and 4 of homemade dairy products. Decimal dilutions of all samples were prepared and inoculated onto MRS nutrient medium. The isolated probiotic bacteria of homemade cabbage brine were phenotypically characterized by the Gram staining method. The bacteria were then identified by MALDI-TOF technology. Bacterial species observed are Levilactobacillus brevis and Levilactobacillus buchneri (grampositive rod-shaped bacteria) and Pediococcus parvulus (round-shaped gram-positive bacteria). This work determined that the number of bacteria in samples of homemade cabbage brine is 8.17±5.03×107 CFU mL-1 . Commercially available dairy products contain 4.11±1.62×107 CFU mL-1, while domestic dairy products showed 3.20±1.91 ×107 CFU mL-1. Commercially available probiotics have 4.88±0.54×1010 CFU g-1. It is suggested further research with more samples of homemade foods for a more detailed comparison of the bacterial species present and their quantity.

Mnoge bakterije mliječne kiseline djeluju kao probiotici i korisne su za prevenciju ili održvanje ravnoteže intestinalne mikrobiote. Probiotičke bakterije imaju sposobnost kolonizacije debelog crijeva adhezijom na crijevnu sluznicu i time sprječavanja vezanja patogena kompetitivnom ekskluzijom. Bakterijske vrste roda Lactobacillus su potencijalni probiotički sojevi, posebice one koje eksprimiraju S-proteine jer su oni u izravnom kontaktu s bakterijskom okolinom i stoga mogu biti uključeni u brojna površinska svojstva. U ovom radu ispitana je uloga S-proteina u kompetitivnoj ekskluziji patogene bakterije Salmonella enterica serovar Typhimurium FP1 sa sojevima Levilactobacillus brevis MB1 i MB2, izoliranim iz majčinog mlijeka. Nadalje je ispitana adhezija istih probiotičkih sojeva na crijevne Caco-2 epitelne stanice te na proteine ekstracelularnog matriksa kao i uloga S-proteina u nepovoljnim uvjetima gastrointestinalnog trakta. S-proteini prisutni na površini stanica probiotičkih sojeva MB1 i MB2 su pozitivno doprinjeli kompetitivnoj ekskluziji test- mikroorganizama S. Typhimurium FP1 u in vitro uvjetima. Pozitivan učinak S-proteina uočen je i prilikom adhezije bakterijskih stanica na proteine ekstracelularnog matriksa, budući da je broj bakterijskih stanica nakon tretmana s gvanidin hidrokloridom smanjen. Preživljavanje stanica bakterijskih sojeva MB1 i MB2 u nepovoljnim uvjetima GIT-a je bilo veće u prisutnosti S-proteina. Many lactic acid bacteria act as probiotics and are useful for preventing or maintaining the balance of intestinal microbiota. Probiotic bacteria have the ability to colonise the colon by adhesion to the intestinal mucosa and thereby prevent pathogens from attaching by competitive exclusion. Bacteria of the genus Lactobacillus are potential probiotic strains, especially those expressing S-proteins because they are in direct contact with the bacterial environment and can therefore be included in numerous surface properties. The role of S-protein in the competitive exclusion of the pathogenic bacteria Salmonella enterica serovar Typhimurium FP1 with strains Levilactobacillus brevis MB1 and MB2, isolated from maternal milk, has been studied in this work. Adhesion of the same probiotic strains to intestinal Caco-2 epithelial cells and to extracellular matrix proteins as well as the role of S-protein in unfavourable gastrointestinal tract conditions was further investigated. S-proteins present on the cell surface of the tested probiotic strains MB1 and MB2 have positively contributed to the competitive exclusion of the test microorganism Salmonella Typhimurium FP1 under in vitro conditions. The positive effect of S-protein was also observed during the adhesion of bacterial cells to extracellular matrix proteins since the number of bacterial cells after treatment with guanidine hydrochloride was decreased. Cell survival of bacterial strains MB1 and MB2 under unfavourable GIT conditions was higher in the presence of S-protein.

Posljednjih godina sve je veće zanimanje za bakterijama mliječne kiseline (BMK) morskog podrijetla zbog njihovog neistraženog potencijala. Zbog prilagodbe na posebne uvjete života u morskoj vodi bitno se razlikuju od BMK kopnenog podrijetla, stoga se još istražuje njihova primjena u svim sferama života. Dosad utvrđen potencijal odnosi se na prebiotička i probiotička svojstva BMK, biokonzerviranje, bioremedijaciju teških metala i sl. Stoga je cilj ovog rada bio identificirati potencijalne izolate BMK iz probavnog sustava češljače Aequipecten opercularis fenotipskim metodama. Rezultati su potvrdili da se radi o skupini bakterija mliječne kiseline, a MALDI TOF analizom su dobiveni konačni rezultati identifikacije i zaključak da su sva tri bakterijska izolata vrste Lactobacillus plantarum. Kako bi se utvrdio potencijal navedenih izolata potrebno je provesti dodatne karakterizacije.

Bakterije mliječne kiseline (BMK) su glavne zvijezde fermentiranih mliječnih proizvoda. Prepoznate su kao modulatori crijevne mikrobiote s pozitivnim utjecajem u prevenciji i liječenju mnogih metaboličkih poremećaja i kroničnih bolesti. Istraživanjima koja se provode na našim nacionalnim znanstvenim projektima, „Potencijalne terapijske biomolekule druge generacije probiotika“ i “Probiotici i starter kulture – površinski proteini i bakteriocini”, koje financira Hrvatska zaklada za znanost (HRZZ), ciljevi su odabir i funkcionalna karakterizacija probiotičkih BMK, iz fermentiranih proizvoda i majčinog mlijeka, sa specifičnim svojstvima proizvodnje potencijalnih terapijskih biomolekula kao što su egzopolisaharidi (EPS), površinski (S)- proteini, bakteriocini, bioaktivni peptidi u fermentiranim mliječnim proizvodima i funkcionalni metaboliti koji nastaju u gastrointestinalnom traktu (GIT-u) nakon njihove primjene. Funkcionalna i tehnološka svojstva površinskih S- proteina iz Levilactobacillus brevis sojeva i EPS- a iz Limosilactobacillus fermentum sojeva su prema rezultatima naših istraživanja: povećano preživljavanje tijekom gastrointestinalnog tranzita, kompetitivna ekskluzija patogena, dulje vrijeme zadržavanja u debelom crijevu domaćina i imunomodulacijsko djelovanje. Dodatno, EPS služe kao prebiotički supstrati za crijevnu mikrobiotu koja proizvodi kratkolančane masne kiseline i mliječnu kiselinu s antibakterijskim i imunomodulacijskim djelovanjem, te služe kao izvor energije intestinalnim epitelnim stanicama i pozitivno utječu na metabolizam kolesterola i lipida. Sojevi BMK s bakteriocinskom aktivnošću, potvrđenom nakon sekvencioniranja cijelih genoma i provedene anotacije njihovih gena, specifično inhibiraju bakterijske kontaminante mlijeka Staphylococcus aureus i Listeria monocytogenes. Združnom primjenom sojeva, producenta S-proteina Levilactobacillus brevis SF9B i producenta bakteriocina Lactiplantibacillus plantarum SF9C, postignuta je značajna promjena sastava crijevne mikrobiote štakora korištenih u eksperimentalnom modelu namijenjenom istraživanju Alzheimerove bolesti. Bioaktivni peptidi su detektirani nakon proteolitičke razgradnje mliječnih proteina s ispitivanim sojevima BMK, a kao bioaktivne molekule pokazuju antioksidacijsku, imunomodulacijsku, antitrombotičku, antimikrobnu i inhibicijsku aktivnost prema angiotenzin- konvertirajućem enzimu (ACE) što ima učinak snižavanja krvnog tlaka. Rezultati mnogih znanstvenih istraživanja upućuju na pozitivan učinak bioaktivnih peptida iz fermentiranih mliječnih proizvoda na probavni, endokrini, kardiovaskularni, imunosni i živčani sustav, što predstavlja veliki izazov za mljekarsku industriju. Naime, analitičari predviđaju vrijednost tržišta proizvoda s bioaktivnim peptidima i proteinima, bilo kao funkcionalne hrane, dodataka prehrani ili farmaceutskih lijekova, u ukupnom iznosu većem od 78, 6 milijardi EUR do 2027. godine.

Bakterije mliječne kiseline (BMK) široko su rasprostranjene i mogu se pronaći u različitim ekosustavima. Sastavni su dio mikroflore ljudi i životinja, uključujući i morske organizme. U ribljoj industriji u posljednje je vrijeme sve veći naglasak na primjeni probiotika, kao zamjena za dosadašnje konvencionalne metode zaštite morskih životinja. BMK izolirane iz morskog okoliša puno su bolji kandidati za primjenu kao probiotici u akvakulturi u odnosu na sojeve animalnog ili humanog porijekla jer su već adaptirane na navedenu sredinu. Budući da je gastrointestinalni trakt (GIT) životinja najbogatiji mikroorganizmima, cilj ovog rad bila je identifikacija mikrobne populacije GIT-a hlapa i škampa, uključujući i ispitivanje prisutnosti BMK. Rezultati su pokazali prisutnost nekoliko bakterijskih skupina i kvasaca, dok BMK nisu izolirane iz niti jednog od uzorka. Lactic acid bacteria (LAB) are widely spread and can be found in different ekosystems. They are an integral part of the human and animal microflora, also including aquatic organisms. Lately, in fish industry has been an increasing emphasis on the use of probiotics, as a replacement for current conventional methods for protection of marine animals. LAB isolated from marine environment are much better candidates for use as aquaculture probiotics compared to strains of animal or human origin, due to their better adaptation to specific environment. Since the gastrointestinal tract (GI tract) of animals is the richest in microorganisms, the aim of this study was to identify the microbial population of GI tract of lobster and shrimps, including testing for the presence of LAB. Results showed presence of several bacterial groups and yeasts, while LAB were not isolated from any of the samples.

Brojni okolišni čimbenici utječu na sastav crijevne mikrobiote, a promjena u njenom sastavu, tzv. disbioza, povezana je s raznim poremećajima. Ta saznanja su dovela do povećane potražnje za probioticima, koji su definirani kao živi mikroorganizmi koji, primjenjeni u odgovarajućoj količini, imaju pozitivan učinak na zdravlje domaćina. Najnovija istraživanja usmjerena su na terapijsku primjenu probiotika kao “živih bioterapijskih pripravaka”, a odnose se na bakterije koje će liječiti ili spriječiti simptome bolesti. Pokazalo se da specifični ekstracelularni proizvodi metabolizma i određene komponente stanične ovojnice sudjeluju u interakcijama s mikrookolišem te da su uključene u probiotičko djelovanje bakterijskih sojeva producenata. Često se kao probiotici koriste bakerije mliječne kiseline (BMK) koje su u visokim koncentracijama zastupljene u fermentiranim prehrambenim proizvodima, ali je njihova prisutnost zabilježena i u majčinom mlijeku. Stoga je provedena funkcionalna karakterizacija probiotičkih sojeva BMK, izoliranih iz majčinog mlijeka, sa specifičnim svojstvima proizvodnje potencijalnih terapijskih biomolekula kao što su egzopolisaharidi (EPS) i S-proteini. Posjedovanje karakterističnog “ropy phenotype”-a pokazalo je da soj L. fermentum MC1 proizvodi EPS-e, te je, primjenom NMR spektroskopije, određena struktura glavnog polisaharida. Prisutnost S-proteina kod 4 L. brevis soja potvrđena je SDS-PAGE elektroforezom i LC-MS analizom.

Slatkovodne ekosustave u Hrvatskoj nastanjuje sedam vrsta rakova. Cilj ovog istraživanja bio je usporediti mikrobiološku sliku rakova, a korištene su domaća vrsta Pontastacus leptodactylus i invazivna strana vrsta Pacifastacus leniusculus. Ispitana je prisutnost bakterija mliječne kiseline (BMK) i mikroorganizama uzročnika zdravstvene neispravnosti hrane (enterobakterija, sulfitoreducirajućih klostridija i koagulaza-pozitivnih stafilokoka) s obzirom da se ovi rakovi koriste u prehrani ljudi. Dobiveni rezultati su pokazali da nema značajne razlike u mikrobiološkoj slici ovih dvaju rakova te da koncentracije ispitanih mikroorganizama prelaze one dopuštene pravilnikom pa takvi rakovi nisu sigurni za konzumaciju. Bakterije mliječne kiseline su pronađene samo kod autohtone vrste raka P. leptodactylus u koncentraciji od 2×101 CFU/g. Za utvrđivanje roda i vrste detektiranih BMK potrebno je provesti dodatnu identifikaciju.

Kobasice su jedan od najpoznatijih mesnih proizvoda, a proizvode se još od davnina. Postoje mnogi recepti za kobasice, ali i razne vrste kobasica. Trajne kobasice su najkvalitetnije i prolaze najduži te najzahtjevniji proizvodni proces. Imamo sporofermentirane i brzofermentitane kobasice. Najvažniju ulogu u fermentaciji i zrenju kobasica imaju bakterije mliječne kiseline koje pomažu kod fermentacije te daju kobasici poseban okus i izgled. U tradicionalnoj proizvodnji domaćih trajnih kobasica ne dodaju se starter kulture te je stoga njihov proizvodni proces puno sporiji od industrijske proizvodnje kobasica gdje se dodaju starter kulture. Veliku ulogu u proizvodnji ima sol. Ona je glavni aditiv u proizvodnji kobasica te pomoću nje rastu bakterije mliječne kiseline. Tijekom tehnološkog procesa proizvodnje trajnih kobasica raste veliki broj bakterije, a neke od njih mogu biti patogene. Stoga je izuzetno važan pravilan izbor sirovina, uvjeta proizvodnje kao i poštivanje dobre higijenske prakse kako bi finalan proizvod bio zdravstveno ispravan i visoke kvalitete.

Bakterije mliječno-kiselog vrenja su gram-pozitivne bakterije prirodno prisutne na supstratima bogatim hranjivim tvarima poput mlijeka, mesa, biljnih materijala te u ljudskom gastrointestinalnom sustavu. Primjenjuju se u pripravi fermentirane hrane i napitaka te probiotičkih pripravaka kao i u proizvodnji kiselog kupusa. Također su dio mikrobne populacije prisutne u probavnom traktu zdravih ljudi i životinja te su uključene u njihov metabolizam. Industrijski su vrlo važni mikroorganizmi koji se upotrebljavaju kao starter kulture za dobivanje raznih fermentiranih proizvoda, kao što su jogurt, kefir, kumis, sir, kiseli kupus, a nezaobilaznu ulogu imaju i u proizvodnji stočne hrane. Cilj ovog rada je opisati bakterije mliječno-kiselog vrenja i njihovo djelovanje pri proizvodnji prehrambenih proizvoda. Lactic acid bacteria are gram-positive bacteria naturally present on substrates rich in nutrients such as milk, meat, plant materials, and the human gastrointestinal system. They are used in the preparation of fermented foods, beverages, probiotic preparations, as well as, the production of sauerkraut. They are also part of the microbial population present in the digestive tract of healthy humans and animals and are involved in their metabolism. Industrially important are microorganisms that are used as a starter culture to obtain various fermented products, such as yogurt, kefir, kumis, cheese, sauerkraut, and have an unavoidable role in the production of animal feed. This paper aims to describe lactic acid bacteria and their action in food production.

The aim of this thesis was to develop innovative potato protein-based dairy fermented alternatives. The composition of nutrient media with modified sources of carbon and nitrogen, essentially from potato, has been optimized to select potential starter cultures in industrial production from a collection of 119 microorganisms, mostly lactic acid bacteria (LAB) and several strains of yeast and fungi. The tested strains were isolated from the plant microenvironments primarily potatoes or their peel as a sustainable source. Additionally, after defining the composition of the non food-grade media, a food-grade food matrix for the laboratory-scale fermentation process was developed. Finally, 4 LAB strains were selected, Leuconostoc pseudomesenteroides, Lactococcus lactis subsp. lactis, Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides and Lactococcus lactis subsp. cremoris, for the fermentation process. Strain growth was monitored by determining the number of bacterial colonies (CFU mL-1) and the optical density of the cell suspension (OD600), and by measuring the acidification rate in the experimental media using iCinac instrument. Innovative products have been developed using two different potato protein concentrates, Protafy and KMC Food. Sensory analysis of 4 innovative products was conducted by an expert panel. This work is a contribution to research aimed at the sustainability of potato production using LAB, which are among the most industrially important microorganisms. Cilj ovog rada bio je razvoj inovativnih fermentiranih proizvoda na bazi proteina krumpira kao alternativa jogurtu. Optimiran je sastav hranjivih medija s modificiranim izvorima dušika, prvenstveno porijeklom iz krumpira, te ugljika za odabir potencijalnih starter kultura u industrijskoj proizvodnji iz kolekcije mikroorganizama od ukupno 119 sojeva od kojih većina pripada rodovima bakterija mliječne kiseline (BMK), a preostali sojevima kvasca ili funga. Analizirani sojevi su dio mikrobne populacije biljnih mikrookoliša, prvenstveno krumpira i nusproizvoda poput kore krumpira kao sekundarne sirovine. U konačnici odabrana su 4 soja BMK, Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Leuconostoc mesenteroides subsp. mesenteroides i Leuconostoc pseudomesenteroides, za proces fermentacije inovativnih prehrambenih proizvoda, te je definiran sastav prehrambenog matriksa kao temelj za fermentaciju. Rast sojeva praćen je određivanjem broja bakterijskih kolonija (CFU mL-1) i optičke gustoće suspenzije stanica (OD600), te mjerenjem brzine zakiseljavanja u eksperimentalnim medijima pomoću iCinac uređaja. Inovativni proizvodi su razvijeni korištenjem dva različita koncentrata proteina krumpira komercijalnog naziva Protafy i KMC Food. Senzorsku analizu 4 inovativna proizvoda proveo je stručni panel. Ovaj rad je doprinos istraživanjima s ciljem održivosti proizvodnje krumpira primjenom BMK koji su među industrijski najznačajnijim mikroorganizmima.

Svrha rada je opisati proces malolaktičke ili jabučno-mliječne fermentacije (JMF) pri proizvodnji vina. Jabučno-mliječna fermentacija je dekarboksilacija L-malata u L-laktat u prisustvu bakterija mliječnih kiselina, posebice bakterija rodova Leuconostoc, Pediococcus i Lactobacillus. Njihov rast je ograničen hranidbenim i fizikalno-kemijskim čimbenicima kao što su temperatura, niski pH, te koncentracija etanola i sumporovog (IV) oksida. Jabučno-mliječna fermentacija se može odvijati nakon alkoholne fermentacije, ali i paralelno s istom. Unazad nekoliko desetljeća vinari su uočili njezinu važnost s obzirom da taj proces može utjecati na okus vina, deacidifikaciju (otkiseljavanje), te njegovu mikrobiološku stabilnost. Koristi se za proizvodnju kiselijih vina dobivenih iz grožđa uzgojenog u području s hladnom klimom koja često imaju nisku pH vrijednost. Glavni preduvjet za proizvodnju kvalitetnog vina je odabir dobrog bakterijskog soja koji ima odgovarajuće kvalitativne i tehnološke karakteristike. The goal of the thesis was to describe the process of malolactic fermentation in wine production. Malolactic fermentation is decarboxylation of L-malate into L-lactate in the presence of lactic acid bacteria (LAB), mainly Leuconostoc, Pediococcus, and Lactobacillus. Their growth is limited by nutritional and physicochemical factors, such as storage temperature, low pH, and alcohol and suphur dioxide concentrations. Malolactic fermentation can take place after the alcoholic fermentation, but also simultaneously with it. Few decades ago, winemakers noticed its importance because the process can affect flavour, deacidification, and microbial stability of wine. It is used in production of wines produced from grapes grown in colder climates, which are often more acidic and have a low pH. The main prerequisite for the production of quality wine is a selection of a good bacterial strain with desirable qualitative and technological characteristics.

Mnogi sojevi bakterija mliječne kiseline pokazuju antimikrobno djelovanje pa pronalaze potencijal kao starter kulture, biokonzervansi, probiotici ili kao zamjena antibioticima. Cilj ovog rada bio je ispitati antimikrobno djelovanje sojeva Lactobacillus plantarum KR19 i Lactobacillus plantarum MC19 izoliranih iz majčinog mlijeka prema srodnim bakterijama mliječne kiseline i prema patogenim bakterijama te njihovu kompetitivnu ekskluziju prema bakteriji E. coli 3014. Ispitivanje antimikrobnog djelovanja provedeno je trima metodama: metodom s rupama u agaru, metodom s dvostrukim slojem agara i turbidimetrijskom metodom. Rezultati pokazuju snažno inhibicijsko djelovanje oba soja prema patogenim bakterijama. Kompetitivna ekskluzija ispitana je pomoću Caco-2 stanične linije pri čemu su oba soja pokazala uspješnu inhibiciju adhezije E. coli, pri čemu je soj Lactobacillus plantarum MC19 imao jače djelovanje. Dobiveni rezultati ukazuju na potencijal primjene sojeva Lb. plantarum KR19 i Lb. plantarum MC19 kao probiotika. Many strains of lactic acid bacteria exhibit antimicrobial activity, so they have potential as starter cultures, biopreservatives, probiotics or as a substitute for antibiotics. The aim of this research was to examine the antimicrobial activity of Lactobacillus plantarum KR19 and Lactobacillus plantarum MC19, strains isolated from breast milk, against related lactic acid bacteria and against pathogenic bacteria as well as competitive exclusion of E. coli 3014. Antimicrobial activity assay was carried out by three methods: agar well diffusion method, agar spot test method and broth microdilution assay. The results show a strong inhibition effect of both strains towards pathogenic bacteria. Competitive exclusion was tested using Caco-2 cell line, with both strains showing successful inhibition of E. coli adhesion, with the Lactobacillus plantarum MC19 strain having a stronger effect. The obtained results indicate potential for application of Lb. plantarum KR19 and Lb. plantarum MC19 strains as probiotics.

Probiotici su živi mikroorganizmi, koji u dovoljnom broju, mogu povoljno utjecati na zdravstveno stanje potrošača. Bakterije mliječne kiseline, osobito one iz rodova Lactobacillus i Bifidobacterium, imaju velike predispozicije za probiotičko djelovanje. S-proteini dokazano poboljšavaju probiotički učinak stoga je cilj ovog rada bio ispitati posjeduju li na svojoj površini S-proteine bakterije izolirane iz majčinog mlijeka. Majčino mlijeko je izvor brojnih nutritivnih i biološki aktivnih tvari pa kao takvo predstavlja pogodno prirodno stanište bakterijama mliječne kiseline. Identifikacijom se ustvrdilo da su najzastupljeniji mikroorganizmi majčinog mlijeka bakterije iz roda Staphylococcus, ali i bakterije iz rodova Lactobacillus i Bifidobacterium su bile značajno zastupljene (24 %). Također je eksperimentalno dokazano da izolirani bakterijski sojevi ne posjeduju S-proteine na svojoj površini odnosno ne posjeduju gene koji bi kodirali za S-proteine. Probiotics are living microorganisms, which in sufficient number can have a beneficial effect on the health of the consumer. Lactic acid bacteria, especially genera Lactobacillus and Bifidobacterium, have a big predisposition for probiotic action. S-proteins have been shown to improve probiotic effect so the aim of this study was to examine whether bacteria isolated from breast milk, possess S-proteins. Breast milk is a source of man nutrients and biologically active substances and as such, it is suitable natural habitat for lactic acid bacteria. The identification established that the most common microorganisms in breast milk are bacteria from the genus Staphylococcus but also bacteria from the genera Lactobacillus and Bifidobacterium were present in higher abundance (24 %). It has also been experimentally proven that isolated bacteria do not possess S-proteins on their surface respectively they do not possess genes that would encode S-proteins.

Unutar infektivnih humanih bolesti, urinarna infekcija danas je postala globalni problem. Sama pojava urinarnih infekcija češća je kod žena i kod osoba s povećanim rizikom od neuspješnog liječenje (dijabetes, trudnoća, itd.), a učestalost nastanka urinarnih infekcija povezana je s godinama. Najčešći uzročnici urinarnih infekcija su uropatogena Escherichia coli (UPEC), Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus saprophyticus, Enterococcus faecalis, Enterococcus spp., Staphylococcus aureus i Candida spp. Bakteriocini bakterija mliječne kiseline (BMK) su heterogena skupina bioaktivnih antimikrobnih proteina koji imaju inhibitorno djelovanje prema mnogim mikrobnim vrstama i ne stvaraju rezistentnost. Stoga je u području medicine proizašao veliki interes za bakteriocinima koji već imaju široku primjenu u prehrambenoj industriji kao konzervansi. Interes za bakteriocine BMK u području medicine proizašao je iz alarmantnog porasta rezistentnosti patogenih bakterija na večinu danas poznatih antibiotika te njihovih štetnih učinaka na ljudski organizam. Porast otpornosti bakterija na antibiotike umanjuje učinkovitost same terapije pri liječenje urinarnih infekcija stoga je potrebno pronaći alternativnu zamjenu antibioticima. Usprkos širokoj primjeni bakteriocina BMK u prehrambenoj industriji, radi rigoroznih zakonskih propisa njihova je primjena u medicini uglavnom ograničena. Within infectious human diseases, urinary tract infections have become a global problem nowadays. Occurrence of urinary tract infections itself is more common in women and persons with higher risk of treatment failure (diabetes, pregnancy, etc.). Frequency of urinary tract infections is related to age. Most common pathogens of urinary tract are uropathogenic Escherichia coli (UPEC), Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus saprophyticus, Enterococcus faecalis, Enterococcus spp., Staphylococcus aureus i Candida spp. Lactic acid bacteria (LAB) bacteriocins are heterogeneous group of bioactive antimicrobial proteins that have inhibitory activity against many microbial species and do not cause resistance. Therefore, in the field of medicine there has been great interest in bacteriocins which are already widely used in the food industry as preservatives. The interest in LAB bacteriocins in the field of medicine stemmed from the alarming increase in the resistance of pathogenic bacteria to most of the antibiotics known today and their harmful effects on the human body. The increase in bacterial resistance to antibiotics reduces the effectiveness of the therapy itself in the treatment of urinary tract infections, therefore it is necessary to find an alternative to antibiotics. Despite the widespread use of LAB bacteriocins in the food industry, due to rigorous legislation, their use in medicine is generally limited.

Cilj ovog rada bio je ispitati utjecaj S-proteina, koje eksprimiraju 4 Lactobacillus brevis soja (MB1, MB2, MB13 i MB20) izolirana iz majčinog mlijeka, na njihova potencijalna probiotička svojstva. Kompetitivna ekskluzija bakterije E. coli 3014 s navedenim sojevima ispitana je in vitro primjenom Caco-2 stanične linije, a svojstvo koagregacije s patogenim bakterijama Listeria monocytogenes ATCC 19111, Staphylococcus aureus 3048, Salmonella enterica serovar Typhimurium FP1 i E. coli 3014. Nakon uklanjanja S-proteina sa stanične površine ispitivanih sojeva BMK smanjena je uspješnost kompetitivne ekskluzije patogene bakterije, kao i sposobnost autoagregacije i koagregacije s ispitivanim patogenim bakterijama. Osim navedenog, uklanjanje S-proteina utjecalo je na smanjenu sposobnost preživljavanja Lactobacillus sojeva u simuliranim uvjetima želučanog soka i soka tankog crijeva. The aim of this study was to examine the influence of S-layer proteins from 4 Lactobacillus brevis strains (MB1, MB2, MB13 and MB20) isolated from breast milk on their potential probiotic properties. The competitive exclusion of E. coli 3014 with Lactobacillus strains was examined in vitro on Caco-2 cell line. The coaggregation ability was examined using pathogens Listeria monocytogenes ATCC 19111, Staphylococcus aureus 3048, Salmonella enterica serovar Typhimurium FP1 and E. coli 3014. The competitive exclusion activity of LAB strains was significantly decreased after the removal of S-layer proteins from their cell surface, as well as the autoaggregation and the coaggregation ability with the examined pathogenic bacteria. Also, the removal of S-layer proteins from Lactobacillus strains reduced their viability in simulated gastric and small intestinal juices.

Cilj ovog završnog rada bio je ispitati svojstva bakterija mliječne kiseline Lactobacillus plantarum KR19, Enterococcus faecium KR20, L. fermentum MC1, E. faecium MC13, L. plantarum MC19, L. plantarum MB7, L. plantarum MB15, L. plantarum MB18 i L. plantarum RS10, izoliranih iz majčinog mlijeka. Ispitana su svojstva preživljavanja u simuliranim uvjetima gastointestinalnog trakta i tijekom procesa liofilizacije, sposobnost autoagregacije te adhezije na heksan. Ispitivanja tih svojstava važna su zbog moguće primjene ovih bakterija kao probiotičkih. Većina je sojeva postigla zadovoljavajući postotak preživljavanja tijekom izlaganja simuliranim uvjetima gastrointestinalnog trakta, a najbolji postotak preživljavanja u uvjetima simuliranog želučanog soka postignut je sa sojem MC1 i iznosio je 86,08 %, dok je najbolji postotak preživljavanja uvjeta simuliranog soka tankog crijeva postignut sa sojem MC19 te je iznosio 83,41 %. Većina sojeva u visokom broju preživljava uvjete liofilizacije s obranim mlijekom kao lioprotektorom, od kojih soj MB15 preživljava u najvećem broju. Najveću sposobnost autoagregacije pokazao je soj MB18, čiji je postotak autoagregacije iznosio 97,05 %. Sojevi KR19, MC19 i RS10 pokazuju hidrofilna svojstva površine, dok je površina ostalih sojeva hidrofobna. The aim of this work was to examine the properties of bacteria strains Lactobacillus plantarum KR19, Enterococcus faecium KR20, L. fermentum MC1, E. faecium MC13, L. plantarum MC19, L. plantarum MB7, L. plantarum MB15, L. plantarum MB18 and L. plantarum RS10 isolated from breast milk. The properties that were examined were the survival of bacteria in the simulated conditions of the gastrointestinal tract and during the freeze-drying process, as well as autoaggregation ability and adhesion ability to hexane. These properties are important for the potential use of these strains as probiotics. Most strains showed the significant ability of survival in the simulated conditions in the gastrointestinal tract, of which strain MC1 demonstrated the best result with 86.08 % survival rate in the simulated conditions in the stomach and strain MC19 demonstrated the best results with 83.41 % survival rate in the simulated conditions in the small intestine. Most strains survived the freeze-drying process better with skimmed milk as lyoprotectant, with strain MB15 surviving in the highest number. Strain MB18 exhibited the best autoaggregation ability with a percentage of autoaggregation of 97.05 %. The surface of strains KR19, MC19 and RS10 was shown to be hydrophilic, while the other strains have hydrophobic surfaces.

Posljednjih godina sve je veći interes za konzumacijom svježih morskih plodova radi njihovog dobrog nutritivnog sastava i povoljnog učinka na zdravlje. Obzirom da su morske životinje podložne stresu i različitim bolestima tijekom rasta i razvoja, cilj je poboljšati njihovu kvalitetu života te ojačati imunološki odgovor organizma. Sve više istraživanja u posljednje vrijeme se okreće primjeni probiotičkih kultura, kao prirodnoj metodi zaštite, s ciljem postepene zamjene dosadašnjih metoda prevencije bolesti koje uključuju primjenu kemoterapeutika i cijepljenje. Također, sve se veći naglasak stavlja na izolaciju novih sojeva bakterija mliječne kiseline (BMK) morskog porijekla, radi njihove prilagođenosti na morski okoliš i bolje ispoljavanje pozitivnih karakteristika. U ovom radu odredila se antimikrobna aktivnost bakterije Lactobacillus brevis, izolirane iz morske vrste školjkaša, prema najčešćim morskim patogenima. Rezultati su pokazali umjereno inhibitorno djelovanje koje se razlikovalo ovisno o soju patogene bakterije. In recent years, there has been a growing interest in the consumption of fresh seafood due to their good nutritional composition and beneficial effect on health. Given that marine animals are susceptible to stress and various diseases during growth and development, the goal is to improve their quality of life and strengthen the body's immune response. More and more research in recent times is turning to the use of probiotic cultures, as a natural method of protection, with the aim of gradually replacing existing methods of disease prevention that include the use of chemotherapy and vaccination. Also, increasing emphasis is placed on the isolation of new strains of lactic acid bacteria (LAB) of marine origin because of the ratio of their adaptation to the marine environment and better display of positive characteristics. In this work, the antimicrobial activity of bacterium Lactobacillus brevis, isolated from the marine species of shellfish, against the most common marine pathogens was determined. The results showed a moderate inhibitory activity that varied depending on the pathogenic bacteria.

U novije vrijeme pojačan je interes za zdravom hranom, pogotovo onoj koja ciljano pomaže u prevenciji bolesti. Stoga je razvoj nove funkcionalne hrane stekao veliku važnost u komercijalnim, ali i znanstvenim krugovima. Aditivi za hranu kao probiotici i prebiotici mogu imati pozitivne učinke na sastav crijevnih mikrobiota i predmet su intenzivnih istraživanja. Alergija na mliječne proizvode, netolerancija laktoze i sadržaj kolesterola dva su glavna nedostatka u vezi s fermentiranim mliječnim proizvodima. Iz tih, ali i ekonomskih razloga potiče se smanjenje upotrebe mliječnih fermentiranih proizvoda kao nosača probiotičkih sredstava te se potiče razvoj i komercijalizacija nemliječnih probiotičkih pića o kojima će biti riječ u ovom završnome radu. Recently, there has been an increased interest in healthy food, especially food that helps prevent diseases. Therefore, the development of new functional food has gained great importance in commercial as well as scientific circles. Food additives such as probiotics and prebiotics can have positive effects on the composition of intestinal microbiota and are the subject of intensive research. The allergy to dairy products, lactose intolerance and cholesterol content are the two main disadvantages related to fermented dairy products. For these, but also for economic reasons, both the reduction of the use of fermented dairy products as a carrier of probiotics and the development and commercialization of non-dairy probiotic drinks, which will be discussed in this final work, are encouraged.

Bakterije mliječne kiseline (BMK) sintetiziraju spektar polisaharida koji se odlikuju raznolikošću u strukturi, sastavu gradivnih podjedinica i mehanizmom biosinteze. Zbog svojih fizikalno-kemijskih svojstava ovi polimeri se industrijski primjenjuju za poboljšanje teksture i senzorskih svojstava fermentiranih proizvoda. No osim doprinosa tehnološkim aspektima, egzopolisharidi BMK imaju funkciju zaštitnog sloja koji određuje i karakteristike površine bakterijske stanice, a značajni su za preživljavanje probiotičkih sojeva prilikom prolaska kroz gastrointestinalni trakt (GIT) domaćina. Pretpostavlja se da ove površinske biomolekule posreduju prilikom interakcija bakterijske stanice s mikrookolišem, a istražuje se potencijalna biološka uloga u imunomodulaciji, antioksidativnom, antimikrobnom, čak antitumorskom djelovanju probiotičkih bakterija. Zbog specifične kemijske strukture ne razgrađuju se u GIT, te u kolonu domaćina mogu biti izvor supstrata za korisne bakterijske vrste iz roda Bifidobacterium gdje selektivno potiču njihov rast i tako posreduju u modulaciji sastava intestinalne mikrobiote. U kolonu mogu biti izvor ugljika i za druge predstavnike intestinalne mikrobiote koji ih fermentiraju do kratkolančanih masnih kiselina (engl. short-chain fatty acids; SCFA) poput butirata, propionata i acetata koje su značajne u snabdjevanju energije stanica intestinalnog epitela, modulaciji metaboličkih puteva, inhibiciji intestinalnih patogena i imunomodulaciji. Lactic acid bacteria (LAB) synthesize a spectrum of polysaccharides characterized by diversity in structure, the composition of repeating units and mechanism of biosynthesis. Due to their physical-chemical properties, these polymers have an industrial application to improve the texture and sensory properties of fermented products. In addition to contributing to technological aspects, LAB exopolysaccharides have the function of a protective layer that determines the characteristics of the bacterial cell surface and promote the survival of probiotic strains in the gastrointestinal tract (GIT) of the host. These surface biomolecules mediate bacterial cell-microenvironment interactions. Their potential roles in immune response, antioxidant, antimicrobial, and even antitumor activities of probiotic bacteria are investigated. Due to their specific chemical structure, exopolysaccharides are not digested in the upper GIT, and in the colon can be a source of substrates for beneficial Bifidobacterium strains and also can be utilized by other specific beneficial members of the gut microbiota with the influence on intestinal microbiota composition. In colon some representatives of the intestinal microbiota ferment them to short-chain fatty acids (SCFA) such as butyrate, propionate and acetate, which are important in supplying energy to intestinal epithelial cells, modulating metabolic pathways, inhibition of intestinal pathogens and immune response.

Bakteriocini su mali ribosomski sintetizirani peptidi koji inhibiraju rast srodnih mikroorganizama, onemogućavanjem normalnog funkcioniranja staničnih struktura. U ovom radu proučavani su plantaricini, proizvedeni s tri različita soja Lactobacillus plantarum. Antimikrobno djelovanje sojeva ispitivano je na test-mikroorganizmima Listeria monocytogenes ATCC 19111 i Staphylococcus aureus 3048, koji su učestali patogeni. Ispitivanje antibakterijskog djelovanja plantaricina temeljeno je na dvije metode: metodi s rupama u agaru i metodi s dvostrukim slojem agara. Rezultati dobiveni navedenim metodama ukazali su na najveću inhibicijsku sposobnost soja Lb. plantarum M92C. Također, u svrhu ostvarivanja bolje spoznaje aktivnosti i funkcije plantaricina, provedena je analiza gena proučavanih triju Lactobacillus plantarum sojeva pomoću PCR metode. Pritom je PCR metodom dokazana prisutnost gena plnA, plnEF i plnJ koji kodiraju za plantaricine kod svih proučavanih Lb. plantarum sojeva. Bacteriocins are small ribosomally synthesized peptides which inhibit growth of closely related strains of microorganisms, by disrupting normal functioning of important cellular structures. In this research, we examined plantaricins produced by three different strains of Lb. plantarum. Antimicrobial activity was examined on test-microorganisms, Listeria monocytogenes ATCC 19111 and Staphylococcus aureus 3048, which are common pathogens. Assaying for plantaricin activities of three examined Lb. plantarum strains were based on two methods: agar well diffusion method and agar spot test method. Results obtained by these methods demonstrated strongest inhibitory ability of Lb. plantarum M92C. Moreover, to acquire better understanding of plantaricin activity and function, gene analysis was conducted by PCR method for three strains of Lb. plantarum that we used. PCR method demonstrated presence of genes plnA, plnEF and plnJ which code for plantaricines in all Lb. plantarum strains used in analysis.

Mliječni proizvodi se osim po hranjivosti i blagotvornom učinku na zdravlje potrošača, izdvajaju kao dobar izvor bakterija mliječne kiseline (BMK) s mogućom primjenom u proizvodnji novih starter kultura i probiotičkih pripravaka. Poznato je da BMK posjeduju dugu tradiciju primjene u fermentacijskim procesima kojim se dobivaju namirnice blagog okusa, ugodne arome, visoke nutritivne vrijednosti i funkcionalnih svojstava. Korištenjem BMK iz spomenutih sirovina, osigurava se njihova bolja prilagodba tehnološkom procesu i veća učinkovitost proizvodnje fermentiranih mliječnih proizvoda. Kako bi njihova primjena uopće bila moguća, potrebno je zadovoljiti stroge selekcijske kriterije koji osiguravaju izbor soja s dobrim tehnološkim i funkcionalnim karakteristikama te sigurnog za upotrebu. In addition to their nutritional value and beneficial effect on consumer health, dairy products stand out as an adequate source of lactic acid bacteria (LAB) with possible application in the production of starter cultures and probiotics. It is known that LAB has a long tradition of application in fermentation processes where they produce food with a mild taste, pleasant aroma, high nutritional value and functional properties. By using LAB from the mentioned raw materials, their better adaptation to the technological process and greater efficiency of production of fermented dairy products is ensured. In order for their application to be possible at all, it is necessary to meet strict selection criteria that ensure the selection of strains with good technological and functional properties and safe to use.

Cilj diplomskog rada bio je ispitati utjecaj visoke temperature i proteinaze K na antibakterijsku aktivnost, kao i ekspresiju S-proteina autohtonih sojeva Lactobacillus plantarum SF9C i Lactobacillus brevis SF9B. Na temelju provedenih metoda za određivanje antimikrobne aktivnosti, oba ispitivana Lactobacillus soja pokazala su srednje do jako antibakterijsko djelovanje prema odabranim testmikroorganizmima, potencijalnim onečišćivačima hrane. Međutim, dobiveni rezultati nakon izlaganja supernatanta kulture soja Lb. plantarum SF9C visokoj temperaturi i enzimu proteinaza K pokazuju kako djelovanjem visoke temperature i proteinaze K dolazi do smanjenja antibakterijske aktivnosti prema ispitivanim test-mikroorganizmima, što je uzrokovano inaktivacijom proizvedenog bakteriocina plantaricina. Nadalje, potvrđena je ekspresija S-proteina kod soja Lb. brevis SF9B te odsutnost Sproteina kod soja Lb. plantarum SF9C. Na temelju dobivenih rezultata može se zaključiti kako bi svojstvo proizvodnje bakteriocina soja Lb. plantarum SF9C i S-proteina soja Lb. brevis SF9B moglo omogućiti njihovu potencijalnu združenu primjenu kao probiotičkih sojeva s pojačanim probiotičkim učinkom njihovih specifičnih biomolekula. The aim of the master thesis was to examine the effects of high temperature and proteinase K on the antibacterial activity as well as the S-layer protein expression of the Lactobacillus plantarum SF9C and Lactobacillus brevis SF9B strains. Based on the conducted methods for the determination of antimicrobial activity, both tested Lactobacillus strains showed moderate to strong antibacterial activity against selected test-microorganisms, potential food contaminants. However, the results obtained after exposure of the culture supernatant of strain Lb. plantarum SF9C to high temperature and the enzyme proteinase K showed that it caused a decrease in its antibacterial activity against the testmicroorganisms, which was caused by an inactivation of the produced bacteriocin plantaricin. Furthermore, S-protein expression was confirmed in Lb. brevis SF9B strain, as well as the absence in Lb. plantarum SF9C strain. Based on the obtained results, it can be concluded that the ability of bacteriocin production of strain Lb. plantarum SF9C and the S-layer protein expression of strain Lb. brevis SF9B could enable their potential combined use as probiotic strains with enhanced probiotic effect of their specific biomolecules.

U ovom istraživanju ispitan je učinak dodataka brašna od stabljiki gljive Pleurotus pulmonarius na rast, mikrofloru i morfologiju crijeva afričkog soma Clarias gariepinus. Brašno stabljike dodano je u količinama: 0,0 g / 100 g (kontrola); 2,5 g / 100 g (PSM 2), 5,0 g / 100 g (PSM 3), 7,5 g / 100 g (PSM 4) i 10,0 g / 100 g (PSM 5). Afrički somovi Clarias gariepinus (n = 375), s početnom masom od 10,84 ± 0,04 g, podijeljeni su sa po 25 riba u tankove od 60 litara u potpuno randomiziranom dizajnu za svaki hranidbeni tretman u tri ponavljanja. Hranidbeni pokus provodio se osam tjedana. Prirast, specifična stopa rasta, stopa preživljavanja, unos hrane i konverzija hrane se nisu značajno razlikovali između svih hranidbenih skupina. Međutim, indeks uspješnosti uzgoja ribe te indeks proteinske učinkovitosti bio je viši kod riba na PSM 3 dijeti u odnosu na druge tretmane. Ukupni broj održivih bakterija u crijevima kretao se u rasponu od 7,56 (PSM 2) do 8,34 log10 cfu / g (PSM 4), dok se broj bakterija mliječne kiseline kretao između 5,00 (kontrola) i 7,03 log10 cfu / g (PSM 3). Escherichia coli je identificirana u crijevima kontrolne skupine, ali nije pronađena kod skupina s dodatcima brašna stabljika gljiva. Pri usporedbi s ostalim hranidbenim skupinama, u kontrolnoj skupini opaženo je više kolonija vrsta Salmonela i Vibrio. Dužina proksimalnih, srednjih i distalnih crijevnih resica, proksimalna, srednja i distalna kriptalna dubina te proksimalno i distalno apsorpcijsko područje ribe hranjene suplementiranom hranom bili su veći od kontrole. Suprotno tome, proksimalna, srednja i distalna širina resica te srednja površina apsorpcije nisu se značajno razlikovali. Unatoč uočenoj povoljnoj mikroflori i histomorfologiji crijeva, kod ribe hranjene brašnom stabljike gljive P. pulmonarius, ovi se atributi nisu očitovali u indeksima rasta., Effects of dietary supplementation of Pleurotus pulmonarius stalk meal on growth, gut microflora and intestinal morphology of Clarias gariepinus were assessed in this study. The stalk meal was incorporated at 0.0 g/100 g (Control), 2.5 g/100 g (PSM 2), 5.0 g/100 g (PSM 3), 7.5 g/100 g (PSM 4) and 10.0 g/100 g (PSM 5). Clarias gariepinus (n=375), with an initial weight of 10.84±0.04 g, were allotted at 25 fish/60 litres of water in a completely randomised design for each diet treatment in triplicate. Feeding trial was conducted for eight weeks. Weight gain, specific growth rate, survival rate, feed intake and feed conversion ratio were not significantly different across all diet treatments. However, the production performance index of the fish and protein efficiency ratio were higher in fish fed PSM 3 diet than other treatments. Total viable bacteria count in the gut ranged from 7.56 (PSM 2) to 8.34 log10 cfu/g (PSM 4), while lactic acid bacteria count was between 5.00 (control) and 7.03 log10 cfu/g (PSM 3). Escherichia coli were identified in the gut of the control group but were not detected in those fed supplemented diets. More colonies of Salmonella and Vibrio species were observed in the control but fewer colonies in the diets supplemented groups. The proximal, middle and distal villus length, proximal, middle and distal cryptal depth, proximal and distal absorption area of fish fed supplemented diet were higher than those of the control. Conversely, proximal, middle and distal villus width and middle absorption area were not significantly different. In spite of observable favourable gut microflora and gut histomorphology of fish fed supplemental P. pulmonarius stalk meal diet, these attributes did not manifest in growth performance indices.

Bioaktivni peptidi podrijetlom iz kazeina i proteina sirutke najbrojnija su skupina bioaktivnih tvari prisutnih u mliječnim proizvodima. To su proteinski fragmenti koji nastaju tijekom probave u humanom organizmu ili tijekom procesa prerade mlijeka metabolizamskom aktivnošću prisutnih bakterija mliječne kiseline. Cilj ovog rada bio je izolacija, pročišćavanje i razdjeljivanje bioaktivnih peptida iz uzoraka svježih sušenih sireva i sirutki kromatografijom ionske izmjene, tekućinskom kromatografijom isključivanja po veličini i spektrometrijom masa na MALDI-TOF/TOF uređaju. Ispitano je antimikrobno i antioksidativno djelovanje izoliranih bioaktivnih peptida. Također, provedena je neciljana analiza i identifikacija proteina iz uzoraka sira i sirutke u svrhu karakterizacije peptida s bioaktivnim djelovanjem. Rezultati provedenih metoda ne pokazuju antimikrobno i antioksidativno djelovanje izoliranih bioaktivnih peptida. Međutim, neciljanom analizom proteina identificirani su bioaktivni peptidi čije aminokiselinske sekvence odgovaraju bioaktivnim peptidima iz baze podataka, a za koje je ranije utvrđeno i u literaturi opisano: ACE-inhibitorno, imunomodulatorno, antitrombotično, antioksidativno i antimikrobno djelovanje. Bioactive peptides originated from casein and whey proteins are the most numerous group of bioactive substances present in dairy products. They are protein fragments that are synetised in the food digestion process in human body or during milk processing by the metabolic activity of the lactic acid bacteria. The aim of this study was to isolate, purify, and separate bioactive peptides from samples of fresh dried cheeses and whey by ion-exchange chromatography, size-exclusion chromatography, and MALDI-TOF/TOF mass spectrometry. The antimicrobial and antioxidant activities of isolated bioactive peptides were tested. Also, non-targeted analysis and identification of proteins from cheese and whey were performed to characterize peptides with bioactive activity. The results of the implemented methods do not show the antimicrobial and antioxidant activity of isolated bioactive peptides. However, non-targeted protein analysis identified bioactive peptides whose amino acid sequences correspond to bioactive peptides from the database. As previously identified, their activities were described in the literature as ACE-inhibitory, immunomodulatory, antithrombotic, antioxidant, and antimicrobial activity.

Mnogi sojevi bakterija mliječne kiseline proizvode antimikrobne metabolite kao što su organske kiseline,ali i antimikrobni peptidi koji se nazivaju bakteriocini s potencijalom primjene u terapijske svrhe i kao biokonzervansi. Stoga je cilj ovog završnog rada bio metodičkim pristupom provesti izolaciju bakterija mliječne kiseline iz majčinog mlijeka i utvrditi njihovu bakteriocidnu aktivnost. Sojevi koji pokazuju bakteriocidno djelovanje detektirani su pomoću PCR reakcije sa specifičnim početnicama, a prisutnost bakteriocidnih proteina potvrđena je agaroznom gel elektroforezom amplifikacijskih produkata dobivenih PCR metodom. Pažljivo odabrani sojevi, koji pokazuju bakteriocidno djelovanje, imaju potencijalno antimikrobno djelovanje protiv humanih patogena, što doprinosi ograničavanju upotrebe antibiotika, a bakteriocini koje proizvode imaju potencijal primjene kao biokonzervansi u svrhu zaštite hrane. Many strains of lactic acid bacteria produce antimicrobial metabolites such as organic acids, but also antimicrobial peptides called bacteriocins with the potential for use for therapeutic purposes and as biopreservatives. Therefore, the aim of this final work was to use a methodical approach to isolate lactic acid bacteria from breast milk and to determine their bactericidal activity. Strains showing bactericidal activity were detected by PCR reaction with specific primers, and the presence of bactericidal proteins was confirmed by agarose gel electrophoresis of amplification products obtained by PCR method. Carefully selected strains, which show bactericidal activity, have potential antimicrobial activity against human pathogens, which contributes to limiting the use of antibiotics, and the bacteriocins they produce have the potential to be used as biopreservatives for food protection purposes.

Mastitis je najčešda i najskuplja bolest mliječnih krava. Procjenjuje se da od ukupnog broja muznih krava njih približno jedna tredina pati od infektivne upale vimena. U najvedem je broju slučajeva mastitis posljedica galaktogene penetracije patogenih bakterija u vime životinje. Najčešdi uzročnici mastitisa u mliječnih krava su: Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Streptococcus dysgalactiae i Streptococcus uberis. Međutim, danas je uspjeh liječenja mastitisa antibioticima ograničen bududi da je vedina tih bakterijskih vrsta postala rezistentna na antibiotike. Stoga su bakteriocini bakterija mliječne kiseline koji imaju visoki antibakterijski potencijal prema brojnim patogenim bakterijama i pri tom ne stvaraju rezistentnost, postali predmetom intenzivnih istraživanja u prevenciji i liječenju mastitisa. Djelotvorni bakteriocini u prevenciji i liječenju mastitisa razni su oblici nizina, lakticina i aureocina. Bakteriocini djeluju brzo na osjetljive organizme staničnom lizom te na taj način sprječavaju da ne dođe do razvoja rezistencije kod patogena. Bakteriocini u liječenju mastitisa mogu djelovati samostalno ili u sinergiji s drugim bakteriocinima ili antibioticima. Mastitis is the most common and most expensive disease in dairy farming. It is estimated that one third of dairy cows suffer from infectious udder inflammation. In most cases, mastitis is a consequence of penetration of galactogenic pathogenic bacteria into the udder of the animal. The most common causes of mastitis in dairy cows are: Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactiae, Streptococcus dysgalactiae and Streptococcus uberis. However, it has been harder to treat mastitis due to the emergence of antibiotic resistance in pathogens. Therefore, lactic acid bacteriocins, which have high antibacterial potential against many pathogenic bacteria and do not create antibiotic resistance, have become the subject of intense research in the prevention and treatment of mastitis. The most effective bacteriocins in prevention and treatment of mastitis are various forms of nisin, lacticin and aureocin. Bacteriocins act rapidly on susceptible organisms by cell lysis and with this rapid action could ensure that resistance is less likely to develop by pathogens. Bacteriocins can act independently or in a synergy with other bacteriocins or antibiotics when used in the treatment of mastitis.

Cilj ovog rada bio je ispitati stabilnost tri različite vrste mikrokapsula, dobivene višeslojnom mikroinkapsulacijom bakterije Lactobacillus plantarum K1 pri različitim uvjetima čuvanja: na sobnoj temperaturi, +4 °C i -20 °C. Polimerni materijali korišteni kao inkapsulirajući matriksi i kao zaštitni slojevi su alginat, pektin i kitozan. Mikrokapsule su dobivene tehnikom ekstruzije. Mikroinkapsulacija L. plantarum K1 je provedena u alginatu te su na pripremljene mikrokapsule dodana dva zaštitna sloja. Prvi zaštitni sloj u jednom je slučaju činio pektin, a u druga dva slučaja kitozan. Na tako pripremljene mikrokapsule dodan je još jedan sloj zaštite za koji su korišteni alginat, kitozan i pektin formirajući tako tri različita tipa mikrokapsula. Spomenuti posljednji sloj zaštite sadržavao je i L. plantarum K1. The aim of this paper was to investigate the stability of three different types of microcapsules obtained by multilayer microcenapsulation of Lactobacillus plantarum K1 bacterium under various storage conditions: room temperature, +4 °C and -20 °C. Polymer materials used as encapsulating matrices and as protective layers are alginate, pectin and chitosan. Microcapsules were obtained by extrusion technique. The microencapsulation of L. plantarum K1 was carried out in alginate and two protective layers were added to the prepared microcapsules. The first protective layer in one case was pectin, and in the other two cases chitosan. Another layer of protection was added to the prepared microcapsules for which alginate, chitosan and pectin were used, thus forming three different types of microcapsules. The last layer of protection also contained L. plantarum K1.

Bakteriocini su peptidi koji se sintetiziraju ribosomalno, a sintetizira ih većina bakterija. Djelovanje im može biti baktriostatsko ili baktericidno, te je najčešće usmjereno na srodne bakterijske vrste ili sojeve iste vrste. Većinu poznatih bakteriocina sintetiziraju bakterije mliječne kiseline, a neki od najbolje istraženih su nizin, pediocin, lakticin i enterocin. Mogu se koristiti kao biokonzervansi u proizvodnji mliječnih proizvoda u cilju sprječavanja rasta i razmnožavanja patogenih bakterija i bakterija uzročnika kvarenja, poboljšanja kvalitete i senzorskih svojstava sira te kao sredstvo za suzbijanje biofilmova u mljekarskim pogonima. Unatoč tome, danas se uz nizin komercijalno proizvodi još jedino pediocin PA-1/AcH, iako postoje i drugi, još nedovoljno istraženi bakteriocini, koji pokazuju potencijal primjene u proizvodnji mliječnih i drugih prehrambenih proizvoda. Bacteriocins are ribosomally synthesized peptides synthesized by most bacteria. Their action can be bacteriostatic or bactericidal, and is usually directed against closely related bacterial species or strains of the same species. Most of the known bacteriocins are synthesized by lactic acid bacteria, while some of the most studied ones are nisin, pediocin, lacticin and enterocin. They can be used as biopreservatives in the production of dairy products to prevent the growth of pathogenic and spoilage bacteria and to improve the quality and sensory properties of cheese. Bacteriocins can be used to control biofilms in dairy plants. Despite that, only pediocin PA-1/AcH is currently produced commercially alongside nisin, although there are other, still underinvestigated bacteriocins, that show potential for application in dairy and other food products.