BACTERIAL COMMUNITY ANALYSIS AND PHYSICOCHEMICAL CHANGES IN FERMENTED FISH (PLA-SOM) ADDING LACTIC ACID BACTERIA AS STARTER CULTURES

Abstract

Pla-som is a traditional fermented fish product widely consume in many regions of Thailand. Production of Pla-som relied on natural culture which uncontrollable. Using starter culture helps product having more consistence and good hygiene. This research was aim to screen for lactic acid bacteria with probiotic property from Pla-som in order to apply to use as starter culture in Pla-som production. Eight Pla-som samples from Phayao market were used for screening of lactic acid bacteria using De Man Rogosa Sharpe media. The probiotic property was investigated. The results showed that there are 5 isolates were probiotic BPS2, BPS4, BPS5, BPS6 and BPS7. Identification of strain by biomolecular technique found that BPS2 was Pediococcus pentosaceus, BPS4 and BPS5 were P. acidilactici and BPS6, BPS7 was Lactiplantibacillus plantarum. Then P. acidilactici and L. plantarum were used as starter cultures in the laboratory scale of Pla-som production with single and mix starter culture and incubated at 30 degrees Celsius for 5 days. The result showed that the mix starter culture of P. acidilactici and L. plantarum sample gave the lowest pH, highest lactic acid content, highest lactic acid bacteria, lowest total bacteria, highest protein fat and fiber content in proximate analysis and highest score in sensory evaluation in 3 categories. Moreover, the Pla-som products with single and mix starter culture were study for the bacterial community using metagenomic and found 5 Phylum including Actinobacteria, Bacteroidetes, Cyanobacteria, Firmicutes and Proteobacteria, the Firmicutes Phylum showed the highest of Taxonomy abundance with 99.6%, and the species could be classified in 49 species, Leuconostoc lactis, Pediococcus acidilactici, Lactiplantibacillus plantarum, Weissella confuse, Lactococcus cremoris, Lacticaseibacillus musaecil and Companilactobacillus musae showed the highest of Taxonomy abundance with 25.3, 25, 14.7, 9.7, 5.2, 3.7 and 3.5 %, respectively. It also showed that in mix culture samples the amount of P. acidilactici were higher than L. plantarum. From this research, we can apply to use for developing as starter culture for other fermented food in the future.

ปลาส้มเป็นผลิตภัณฑ์ปลาหมักพื้นบ้านที่มีการบริโภคกันในทุกภาคของประเทศไทย การผลิตอาศัยเชื้อจากธรรมชาติซึ่งควบคุมได้ยาก การใช้ต้นเชื้อบริสุทธิ์สามารถควบคุมคุณภาพให้คงที่และมีความปลอดภัยมากขึ้น งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์ในการคัดแยกเชื้อแบคทีเรียกรดแลคติกที่มีคุณสมบัติเป็นโพรไบโอติกจากผลิตภัณฑ์ปลาส้ม เพื่อนำมาประยุกต์ใช้เป็นต้นเชื้อบริสุทธิ์ในการผลิตปลาส้ม โดยนำตัวอย่างปลาส้มในตลาดสดจังหวัดพะเยา 8 ตัวอย่างมาคัดแยกแบคทีเรียกรดแลคติกโดยใช้อาหาร De Man Rogosa Sharpe จากนั้นนำไปทดสอบคุณสมบัติความเป็นโพรไบโอติก พบว่า มี 5 ไอโซเลทที่มีคุณสมบัติความเป็นโพรไบโอติก ได้แก่ BPS2, BPS4, BPS5, BPS6 และ BPS7 เมื่อระบุสายพันธุ์ด้วยวิธีทางชีวโมเลกุล พบว่า BPS2 คือ Pediococcus pentosaceus BPS4 และ BPS5 คือ P. acidilactici และ BPS6, BPS7 คือ Lactiplantibacillus plantarum จากนั้นนำ P. acidilactici และ L. plantarum มาใช้เป็นต้นเชื้อบริสุทธิ์ในการผลิตปลาส้มในระดับห้องปฏิบัติการแบบเชื้อเดี่ยวและเชื้อผสม ทำการหมักที่ 30 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 5 วัน ผลการทดลองพบว่า การทดลองชุดที่เติมต้นเชื้อบริสุทธิ์แบบเชื้อผสมของ P. acidilactici กับ L. plantarum มีค่า pH ต่ำที่สุด ปริมาณกรดแลคติกสูงที่สุด ปริมาณแบคทีเรียกรดแลคติกสูงที่สุด ปริมาณจุลินทรีย์ทั้งหมดต่ำที่สุด องค์ประกอบทางเคมีของอาหารมีค่าโปรตีน ไขมัน และเยื่อใยสูงที่สุด ส่วนการทดสอบทางประสาทสัมผัส ให้ค่าคะแนนความชอบสูงที่สุดใน 3 คุณลักษณะ นอกจากนี้เมื่อนำผลิตภัณฑ์ปลาส้มที่มีการเติมต้นเชื้อบริสุทธิ์แบบเดี่ยวและแบบผสมไปทำการศึกษาโครงสร้างชุมชนแบคทีเรียด้วยเทคนิคเมต้าจีโนมิกส์ พบแบคทีเรียทั้งหมด 5 Phylum ได้แก่ Actinobacteria, Bacteroidetes, Cyanobacteria, Firmicutes และ Proteobacteria โดยแบคทีเรียใน Phylum Firmicutes มี Taxonomy abundance สูงที่สุด 99.6 เปอร์เซ็นต์ เมื่อนำไปจัดจำแนกตาม Species พบทั้งหมด 49 Species โดย Leuconostoc lactis, Pediococcus acidilactici, Lactiplantibacillus plantarum, Weissella confuse, Lactococcus cremoris, Lacticaseibacillus zeae และCompanilactobacillus musae พบว่ามีความโดดเด่นซึ่งพบเป็นจำนวน 25.3, 25, 14.7, 9.7, 5.2, 3.7 และ 3.5 เปอร์เซ็นต์ ตามลำดับ และยังพบว่าในชุดการทดลองที่มีการเติมต้นเชื้อบริสุทธ์แบบผสม P. acidilactici มีจำนวนมากกว่า L. plantarum จากผลการศึกษาครั้งนี้ สามารถนำไปต่อยอดในการพัฒนาเป็นต้นเชื้อบริสุทธิ์สำหรับผลิตภัณฑ์อาหารหมักอื่น ๆ ได้ในอนาคต