Bazı bakteri türlerindeki antibakteriyel (
bakterisid veya
bakteriyostatik etki) aktivite; organik asitler, karbondioksit, etanol, hidrojen peroksit ve diasetilin yanında düşük moleküler ağırlıklı peptidleri içeren bakteriyosinlerden ileri gelebilmektedir.
Bakteriyosinler bakteriler tarafından salgılanan ortamdaki diğer bakterileri öldüren veya inhibe eden (gelişimini durduran) antibiyotik benzeri enzimlerdir. Birçok bakteri türü bakteriyosin üretme yeteneğindedir. Bunlar arasında güvenilir oldukları kabul edilmiş olan en önemli iki tür, laktik asit (süt asiti bakterileri) ve propiyonik asit (İsviçre peynirine özgü büyük delikli yapıya sebep, propiyonik asit bakterilerinin fermentasyon sonucu ürettiği CO2'dir. Yine bu fermentasyon ürünü olan propiyonik asit de peynire karakteristik tadını veren etkenlerden biridir.) bakterilerinin ürettiği bakteriyosinlerin gıdalarda kullanımları üzerinde birçok çalışma bulunmaktadır.
Son yıllarda mikrobiyal gübreler sadece bitki gelişimine katkıları ile değil aynı zamanda zararlı bakterileri
öldürme (bakterisid etki) veya
gelişimlerini baskılama (bakteriyostatik etki) amaçlı olarakta kullanılmaktalar. Forumda bu ürünlerin tanıtıldığı (EM, Bionem
vb.) bölümlerde, üreticileri bu ürünlerde koruma özelliklerinin bulunduğunu da belirtmektedirler.
Peki bu etki nasıl olmaktadır? Yukarıda da belrtildiği gibi bu etki özellikle laktik asit bakterilerinin ürettiği organik asitler, karbondioksit, etanol, hidrojen peroksit, diasetilin ve bakteriyosinlerden kaynaklanmaktadır.
Bizim için en önemlileri bu bakterilerin ürettiği antibiyotik benzeri bakteriyosinler ve asitlerdir. Bu yazıda (bakteriyosinlerin etkisini ikinci bir yazıya bırakarak) bunlardan birisi olan ve bu bakteriler tarafından üretilen asitlerin
zararlı (patojen) bakteriler üzeinde yarattığı etki üzerinde duracağız.
İster organik
(asetik, formik, propiyonik, butirik vs. gibi) isterse inorganik (HCl, H2SO4, H2PO4) olsun, asitler katıldıkları ortamın pH’ını düşürürler. Salmonella, E koli gibi patojenler için en uygun pH aralığı 6.5-7.5 pH civarıdır. pH 4’ün altına indiğinde bu patojenlerin çoğalması durur.
Asitlerin antimikrobiyal etkisi önemlidir. Yani, asitin patojenle teması halinde, hücre zarından içeri girerek,
patojeni etkisiz hale getirme özelliği ön plandadır. Bu ise sadece
organik asitlere has bir özellik olup, inorganik olanların böyle bir özelliği yoktur.
Doğada karbon atom sayısı 1-70 arasında değişen 2000 civarında organik asit saptanmıştır. Memeli ve kanatlıların bağırsaklarının özellikle son kısmında da bazı organik asitlerin
(butirik, laktik, propiyonik gibi) sentezlendiği bilinmektedir. Sentezlenen bu organik asitlerin, patojen mikroorganizma sayısını baskılayarak, sağlıklı bir bağırsak mikroflorasına katkıda bulundukları bilinmektedir. Mesela bağırsak sorunu yaşayan tavşanlarda butirik asit üretiminin çok az olduğu görülmüştür.
Organik asitler hücre duvarından
stoplazma içine girdikten sonra karboksil grubundaki hidrojen atomunu serbest bırakarak, bakteri içindeki pH’ın hızla aşağı çekilmesine neden olur. Düşen hücre içi pH’yı tamponlamak için bakteri tüm enerjisini bu işe harcar ve sonunda da ölür.
Bakteri içi pH 7, yani
nötr civarıdır. Bu durumda akla neden organik asitler sadece patojenleri etkisiz hale getiriyorlar da diğerlerine dokunmuyorlar, sorusu gelebilir. Bakteri içine giren asit, hücre dışına ancak ayrışmamış halde geri çıkabilir. Düşük pH’ya dayanma gücü fazla olan
laktobasili ve
bifidobakterilerin düşen hücre içi pH’larını, ayrışan hidrojen atomunu tekrar karboksil kısmına bağlayarak asidin dışarı çıkmasına hazır hale getirdiği ve böylece pH’ yı kontrol ettiği görüşü yaygındır. Ayrıca faydalı bakteriler de hücre içi pH’nın daha asidik olduğu ve düşen pH’yı daha fazla tolere edebildikleride bilinmektedir (Patojen E.coli’de hücre içi pH 7.85, laktobasiller de ise hücre içi pH 6.7 civarındadır).
Bu amaçla da en çok bakterilere etkisi bilinen formik, propiyonik, laktik gibi asitlerle, mantarlara etkisi bilinen propiyonik asitlerin farklı kombinasyonları kullanılmaktadır.
Piyasada bildiğim kadarıyla laktik asit bakterisi içeren ürünler var. Ancak propiyonik asit içeren ürüne henüz rastlamadım. Propiyonik asit daha çok gıda korumasında kullanılıyor.