Polyphasic Taxonomic Studies of Lactic Acid Bacteria Associated with Non-fermented Meats

Abstract

Systematiikka on tieteenala, joka tutkii eliöiden, esimerkiksi bakteereiden, sukulaisuussuhteita, määrittelyä ja luokittelua. Taksonomian voidaan ajatella olevan tämän tieteenalan käytännön sovellus: taksonomian tavoitteena on jakaa eliöt niiden sukulaisuussuhteita kuvaaviin, järkeviin ryhmiin, antaa jokaiselle ryhmälle sitä kuvaava nimi sekä löytää ne ryhmän ominaispiirteet, joiden avulla kyseinen ryhmä voidaan jatkossakin vaikeuksitta tunnistaa uudelleen. Taksonomia siis tarjoaa tutkijoille yhteisen kielen, jotta kaikki puhuisivat asioista niiden "oikeilla nimillä" ja vältyttäisiin väärinkäsityksiltä.

Taksonomisten joukkojen perusyksikkö on laji. Suvullisesti lisääntyvillä eliöillä voidaan ajatella, että samaan lajiin kuuluvat ne eliöt, jotka pystyisivät keskenään tuottamaan lisääntymiskykyisiä jälkeläisiä. Asia tosin ei läheskään aina ole näin yksinkertainen. Suvullisen lisääntymisen puuttuessa bakteereiden perhesuhteita on vieläkin vaikeampi määritellä, ja siksi tiedon lisääntyessä aiempaan luokitukseen tulee jatkuvasti muutoksia. Jotta luokittelusta saataisiin mahdollisimman pysyvä ja pitkäkestoinen, on bakteereiden luokittelussa ryhdytty käyttämään niin sanottua polyfaasista (monivaiheista) taksonomiaa, menetelmää, jossa bakteerijoukon ominaisuuksia tutkitaan mahdollisimman monella tavalla ja lopuksi yhdistetään kaikki saatu tieto.

Tässä tutkimuksessa polyfaasista taksonomiaa käytettiin hyväksi viiden broilerinlihavalmistesiin liittyvän maitohappobakteeriryhmän tunnistuksessa. Samalla arvioitiin polyfaasisen taksonomian soveltuvuutta maitohappobakteereiden luokittelussa. Tutkimuksessa käytettiin sekä fenotyyppisä (ilmiasuun perustuvia), genotyyppisiä (perimään perustuvia) että fylogeneettisiä (kehityshistoriaan eli evoluutioon perustuvia) menetelmiä. Lopuksi kunkin bakteeriryhmän tulokset koottiin yhteen.

Useissa aiemmissa tutkimuksissa oli saatu viitteitä siitä, että Lactobacillus curvatus ja Lactobacillus sakei -lajien taksonomiassa on epäselvyyttä. Tämän tutkimuksen tulosten perusteella luokittelua korjattiin siirtämällä Lactobacillus curvatus- bakteerin melibiosus- alalaji osaksi Lactobacillus sakei- lajia, sen alalajiin carnosus.

Polyfaasista lähestymistapaa sovellettiin myös neljän tuntemattoman bakteeriryhmän tunnistamisessa. Tulosten perusteella havaittiin että kaksi näistä, kokkimainen koiran nielurisoista ja suojakaasupakatusta broilerista eristetty ryhmä ja sauvamainen, pääosin pilaantuneesta, marinoimattomasta, suojakaasupakatusta broilerinlihavalmisteesta eristetty ryhmä, oli aiemmin kuvaamattomia lajeja. Molemmat uudet lajit kuvattiin, eli niille annettiin nimet ja niiden ominaisuudet listattiin. Kokkibakteeri sai nimekseen Enterococcus hermanniensis, eläinlääketieteellisen tiedekunnan Helsingin Hermannin kaupunginosassa sijainneen vanhan kampuksen mukaan, ja sauvabakteeri Lactobacillus oligofermentans, sen energiankäytön mukaan (bakteeri pystyy käyttämään eli fermentoimaan vain harvoja = oligo sokereita).

Kaksi muuta ryhmää sen sijaan tunnistettiin jo olemassa oleviksi lajeiksi. Kokkimainen bakteeri, joka oli eristetty suojakaasupakatusta, marinoidusta ja marinoimattomasta broilerin koipireisivalmisteesta ja broilerinlihanleikkaamon ilmasta tunnistettiin Streptococcus parauberis- bakteeriksi. Osalla näistä bakteereista oli kuitenkin kaksi ominaisuutta, joiden perusteella ne erosivat muista samaan lajiin kuuluvista kannoista: ne eivät kyenneet hyödyntämään laktoosia energianlähteenään, ja galaktoosiakin vain huonosti. Poikkeuksellisiksi nämä ominaisuudet tekee se, että tätä lajia on pidetty lähinnä lehmän utaretulehdusta aiheuttavana bakteerina, ja siten olisi ollut odotettavissa että kaikki sen jäsenet pystyisivät käyttämään laktoosia ja galaktoosia, maidon yleisimpiä energianlähteitä. Toinen, sauvamainen, espanjalaisesta, vakuumi- ja suojakaasupakatusta "Morcilla de Burgos" verimakkarasta eristetty ryhmä tunnistettiin Weissella viridescens- bakteeriksi.

Polyfaasinen lähestymistapa sopi hyvin näille maitohappobakteereille. Yksittäisten testien perusteella ei kestävää lajimääritystä olisi saatu aikaan. Vaikka fenotyyppisten testien tulokset voivat ollakin kirjavia, ne kuuluvat kuitenkin uuden lajin kuvaukseen uusien genotyyppisten menetelmien rinnalle. Tutkimuksessa havaittiin myös, että erilaisten testien tuloksista luodut kirjastot ovat luotettavia apuvälineitä bakteereiden tunnistuksessa, kunhan niitä päivitetään jatkuvasti.