Молочные бактерии что это

Роль молочнокислых бактерий в жизни человека

На базе ИЛЦ Филиала ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве» в ЗАО города Москвы проводятся исследования пищевой продукции. По интересующимся вопросам Вы можете обратиться в службу «Одного Окна» по телефонам: 8-499-142-06-17, 8-499-144-08-93

Молочнокислые бактерии (МКБ) являются важной группой бактерий-симбионтов для животных и растений. В природе они встречаются на поверхности растений, фруктов и овощей, а также в молоке, наружных и внутренних эпителиальных покровах человека, животных, птиц и рыб. Основным свойством МКБ является способность образовывать молочную кислоту в качестве основного продукта брожения

Существует несколько подходов к систематизации кисломолочных продуктов. Самой распространённой является классификация по типу брожения:

Продукты молочнокислого брожения

Бактерии расщепляют молочный сахар с образованием молочной кислоты, казеин выпадает в виде хлопьев. Усвоение подобных веществ, при сравнении с молоком, значительно выше. К данной группе относят: творог, сметану, йогурт, ряженку, простоквашу, катык, айран, снежок

Продукты смешанного брожения

Наряду с молочной кислотой образуется углекислый газ, спирт и ряд летучих кислот, которые также обеспечивают хорошее усвоение всех питательных веществ. Продуктами данной категории являются: кефир, кумыс, шубат

Продукты ферментации молока содержат ценные аминокислоты (валин, аргинин, лизин и т.п.), насыщенные жирные кислоты, молочнокислые бактерии и дрожжи, витамины (А, В2, В12, В6, В8, D, РР), микро- и макроэлементы (кальций, магний, фосфор, натрий, калий, медь, селен, цинк). Именно этот состав и обеспечивает весь спектр полезных эффектов

В современной науке микрофлора кишечника рассматривается как дополнительный орган в организме человека. И изменения в качественном и количественном её составе вызывает заболевания, связанные с нарушением обмена веществ с нарушением работы иммунной системы. Бактерии синтезируют для организма витамины, биологически активные вещества, участвуют в пищеварении, адсорбируют и инактивируют патогенные для организма человека вирусы, бактерии и другие микроорганизмы
Здоровая микрофлора организма человека неоднородна. В кишечнике человека есть полезные бактерии — это молочнокислые бактерии, среди которых преобладают бифидобактерии самые многочисленные, ацидофильная палочка, молочнокислые стрептококки — эти бактерии не вызывают заболеваний. И есть условно-патогенные бактерии — цитобактер, энтерококки, стафилококки, кишечная палочка, которые выполняют полезные функции, но стоит измениться условиям среды обитания, и условно-патогенные бактерии сразу же становятся патогенными. Они способны, вызвать заболевание самостоятельно, или в симбиозе с другими патогенными бактериями, попавшими в организм

Какие изменения внутренней среды кишечника могут привести к агрессии собственных условно-патогенных бактерий? Это снижение кисломолочных бактерий и кислотности в полости кишечника, как результат недостаточного потребления кисломолочных продуктов. Популяция условно-патогенных бактерий начинает превышать норму — нарушается баланс. Результатом дисбаланса становится гнилостная или бродильная кишечная диспепсия. Бурное развитие болезнетворной кокковой флоры приводит уже к инфекционным заболеваниям кишечника

Кисломолочные продукты получают из цельного молока, или его производных (сливок, обезжиренного молока и сыворотки) путём кисломолочного или смешанного (кисломолочное + спиртовое) сбраживания. В первом случае получают; сметану, простоквашу, ряженку, ацидофилин, йогурт. Во втором случае (кефир, ацидофильно-дрожжевое молоко, кумыс, курунга, шубат). Самый распространённый в нашей стране напиток смешанного брожения — это кефир. Кефир получают с применением кефирных «грибков» — симбиоза нескольких видов микроорганизмов: молочнокислых стрептококков и палочек, уксуснокислых бактерий и дрожжей (всего около двух десятков). Кефир, как и другие кисломолочные продукты, оказывает пробиотическое воздействие, то есть благоприятно влияет на микрофлору кишечника, и обмен веществ в целом

Трудно переоценить роль, которую играют бактерии в жизни человека, особенно, если учесть тот факт, что именно они, своей жизнедеятельностью в нашем организме, формируют наш иммунитет

Источник

Молочнокислые бактерии

Молочнокислые бактерии — группа микроаэрофильных грамположительных микроорганизмов, сбраживающих углеводы с образованием молочной кислоты как одного из основных продуктов. [1] Молочнокислое брожение стало известно людям на заре развития цивилизации. С тех пор им пользуются в домашних условиях и в пищевой промышленности для переработки и сохранения еды и напитков. Традиционно к молочнокислым бактериям относят неподвижных, неспорообразующих кокковидных или палочковидных представителей отряда Lactobacillales (например, Lactococcus lactis или Lactobacillus acidophilus). В эту группу входят бактерии, которые используются в ферментации молочных продуктов, овощей. Молочнокислые бактерии играют важную роль в приготовлении теста, какао и силоса. Несмотря на близкое родство, патогенные представители отряда Lactobacillales (например, пневмококки Streptococcus pneumoniae) обычно исключаются из группы молочнокислых бактерий.

С другой стороны, дальние родственники Lactobacillales из класса актинобактерий — бифидобактерии часто рассматриваются в одной группе с молочнокислыми бактериями. Некоторых представителей аэробных спорообразующих родов Bacillus (например, Bacillus coagulans) и Sporolactobacillus (например, Sporolactobacillus inulinus) иногда включают в группу молочнокислых бактерий из-за сходства в метаболизме углеводов и их роли в пищевой промышленности. [2]

В природе молочнокислые бактерии встречаются на поверхности растений (например, на листьях, фруктах, овощах, зёрнах), в молоке, наружных и внутренних эпителиальных покровах человека, животных, птиц, рыб. Таким образом, помимо своей роли в производстве пищи и кормов, молочнокислые бактерии играют важную роль в живой природе, сельском хозяйстве и нормальной жизнедеятельности человека. Влияние ускоренной индустриализации производства молочнокислых бактерий, основанной на небольшом числе адаптированных для заводов штаммов, на природное разнообразие этих бактерий и здоровье человека пока остаётся неизученным.

Молочнокислый лактококк постоянно встречается в самопроизвольно скисшем молоке. Под воздействием этой бактерии молоко обычно свертывается в течение первых 24 часов. Когда содержание молочной кислоты достигнет 6-7 г на литр, сбраживание сахара прекращается, так как более высокая кислотность губительно воздействует на молочнокислый лактококк.

Является термофильной, и лучше всего растет при температуре от 40 °C. Молоко свертывает быстро, причем содержание молочной кислоты в нем доходит до 32 г/л, что в пять раз больше, чем при заражении молочнокислым стрептококком.

Источник

Молочные бактерии что это

В повседневной обыденной жизни широко распространены и часто используются молочнокислые бактерии. Их используют при употреблении в пищу кефиров, йогуртов, молочнокислых продуктов, купленных в магазине, а в аптеке приобретают препараты для восстановления микрофлоры кишечника после приема антибиотиков.

Люди, которые страдают избыточным весом, вспоминают о чудодейственных микроорганизмах, содержащихся в кефире, а некоторые женщины экономят на косметике, прибегая к лечебному действию молочнокислых микроорганизмов.

На сегодняшний день известны такие классические культуры молочнокислых бактерий, как Streptococcus thermophilus, Lactobacterium delbrucku subsp. lactis, Lactobacterium delbrucku subsp. bulgaricus (йогуртные культуры), все более значительную роль играют специальные культуры, такие как Lactobacterium acidophilus, Lactobacterium casie subsp. rhamnosus, а также бифидобактерии Bifldobactirium lactis, Bifidobactirium longum. Их используют в биопромышленности как самостоятельно, так и в совокупности с другими молочнокислыми бактериями. Например, в йогурты добавляют не только специальные йогуртные культуры, но и бифидобактерии, ароматобразующие бактерии или ацидофильные палочки. Многие штаммы культур, которые используются в молочной промышленности, относятся к пробиотикам. Они оказывают стимулирующее и регулирующее действие на организм и обладают антагонистическими свойствами, влияющими на болезнетворные и условно-патогенные микроорганизмы желудочно-кишечного тракта.

Установлено, что пробиотические штаммы микроорганизмов дают многоплановый эффект. Например, пробиотики благотворно действуют при диарее, вызываемой клостридиями или ротавирусами, а также связанной с приемом антибиотиков или химиотерапией. Нет сомнений, что пробиотики способны влиять на определенные иммунологические параметры, например усиливать активность фагоцитов (макрофагов) и лимфоцитов.

Доказано, что под действием пробиотиков снижается концентрация токсических веществ в организме человека, активность канцерогенных ферментов, улучшается усвояемость лактозы (особенно важно для людей, которые имеют её непереносимость).

Пробиотики имеют и другие научно обоснованные оздоравливающие свойства: профилактика инфекционных заболеваний, остеопороза, улучшение состояния при аллергических и аутоиммунных заболеваниях, снижение уровня холестерина, регулирование моторики желудочно-кишечного тракта.

Молочный гриб появляется вследствие симбиоза около десяти различных микробов, растущих и размножающихся вместе. В состав гриба входят:

Кефирный продукт, появляющийся в результате жизнедеятельности молочного гриба, является продуктом одновременно и молочнокислого, и спиртового брожения. В кефире содержится не только молочная кислота, но также спирт и углекислый газ.

Полученный продукт обладает сильным сокогонным действием, потому что в нем содержатся молочная кислота, спирт, углекислоты и казеин. Молочная кислота придает напитку не только определенные вкусовые качества, но и определяет его диетические и профилактические свойства. Результатом её работы является активизация выделения пищеварительных ферментов в кишечный тракт и стимулирование их действия. Благодаря молочной кислоте в организме повышается усвоение фосфора и кальция.

Полезное действие кефира обусловлено его подавляющим действием по отношению к ряду микроорганизмов, в том числе и к болезнетворным организмам. Такое действие кефиров обусловлено способностью вырабатывать молочную кислоту и вещества (перекись водорода, уксусная, бензойная кислоты и др.), прекращающие развитие вредных бактерий в кишечнике, что, как правило, приводит к торможению гнилостных процессов и прекращению образования токсичных продуктов распада.

В результате молочнокислого и спиртового брожения содержание большинства витаминов в кисломолочных продуктах возрастает, за исключением ниацина. Свернутое молоко легче переваривается, чем натуральное, за счет изменения главных составных частей молока, поэтому люди, страдающие неусвоением лактозы, могут употреблять ферментированные молочные продукты без риска кишечных расстройств, так как количество лактозы в таких продуктах снижается до минимума благодаря действию микрофлоры закваски.

В кефире накапливаются антибактериальные вещества, органические кислоты, ферменты, свободные аминокислоты, витамины. Питательная ценность кефиров определяется содержанием в них углеводов, белков, минеральных солей и витаминов, которые находятся в легкоусвояемой для организма человека форме. В кефирах содержится около 250 различных веществ, 25 витаминов, 4 вида молочного сахара, пигменты и большое количество ферментов. Питательные вещества кефиров не только сами хорошо усваиваются, но и стимулируют усвоение питательных веществ других продуктов.

Бактерии, находящиеся в кефире, побуждают иммунную систему мобилизовать все силы организма на борьбу с раковыми клетками. Микроорганизмы кисломолочных продуктов играют большую роль в четком пропорциональном накоплении полезных веществ.

Пристальное внимание ученых привлекли полисахариды, содержащиеся в кефире. Результаты исследований свидетельствуют о том, что культура молочного гриба обезвреживает имеющиеся в организме токсины и снижает уровень холестерина в крови. Таким образом, кефир является прекрасным профилактическим средством против продолжительного действия на организм ядовитых веществ и заболеваний сердечно-сосудистой системы. По этой причине курящим людям, диабетикам, а также страдающим избыточным весом нужно обязательно включить в свой рацион кефир.

Лабораторные эксперименты показали, что молочнокислые бактерии, в больших количествах содержащиеся в кефире, нейтрализуют действие так называемых ферментов, которые являются главными виновниками разрастания раковых клеток в кишечнике. Доказано, что молочнокислые бактерии препятствуют развитию рака молочной железы и рака толстой кишки, а также способствуют лечению данных болезней. Ученые считают, что ежедневное употребление кефира в количестве 500 грамм является эффективной мерой профилактики рака.

На основании полученных результатов исследований множества авторов можно утверждать, что культуры микроорганизмов, входящие в состав кефирного продукта молочного гриба, возможно использовать в биотехнологии при производстве пробиотических препаратов, применяемых для профилактики болезней желудочно-кишечного тракта животных и даже человека.

Рецензенты:

Николаенко В.П., д.вет.н., профессор, г.н.с. лаборатории инфекционных, незаразных и паразитарных болезней ФГБНУ «ВНИИОК», г. Ставрополь;

Луцук С.Н., д.вет.н., профессор, зав. кафедрой паразитологии и ВСЭ, анатомии и патанатомии им. С.Н. Никольского, ФГБОУ ВПО «Ставропольский государственный аграрный университет», г. Ставрополь.

Источник

Молочные пропионовокислые бактерии

МОЛОЧНЫЕ ПРОПИОНИБАКТЕРИИ: УНИВЕРСАЛЬНЫЕ ПРОБИОТИКИ

ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ О МОЛОЧНЫХ ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЯХ

Резюме. Молочные пропионибактерии используются в пищевой промышленности в качестве стартеров (заквасок) для созревания сыра, биоконсервантов и полезных добавок. Основной вид, Propionibacterium freudenreichii, известен как GRAS (общепризнанный Безопасным, США, FDA). В дополнение к другому молочному виду, Propionibacterium acidipropionici, они включены в список QPS ( квалифицированная презумпция безопасности ). В дополнение к их хорошо известному технологическому применению молочные пропионибактерии все больше привлекают внимание своими многообещающими пробиотическими свойствами. Целью настоящего обзора является обобщение пробиотических характеристик молочных пропионибактерий, представленных в обновленной литературе (на 2017 г.). Действительно, они отвечают критериям отбора пробиотических бактерий, таким как способность переносить стрессовые условия пищеварения и прилипать к эпителиальным клеткам кишечника. Это является необходимым условием для персистенции бактерий в кишечнике. Отмеченные положительные эффекты ранжируются по типу свойств: модуляция микробиоты, иммуномодуляция и модуляция рака. Обсуждаются предложенные молекулярные механизмы. Молочные пропионибактерии описываются как продуценты нутрицевтиков и полезных метаболитов, которые отвечают за их универсальные пробиотические свойства, включая короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs), конъюгированные жирные кислоты, поверхностные белки и 1,4-дигидрокси-2-нафтойновую кислоту (DHNA). Эти метаболиты обладают полезными свойствами, и их продуцирование зависит от штамма и питательной среды. Таким образом, выбор ферментированной пищевой матрицы может определять пробиотические свойства потребляемого продукта. Этот обзор подходит к молочным пропионовокислым бактериям, проявляя интерес как к технологическим способностям, так и к пробиотическим свойствам.

1. Вступление

Род Propionibacterium включает в себя как кожные виды (в том числе хорошо известный P. acnes), которые могут действовать как условно-патогенные микроорганизмы, так и молочные виды, у которых нет зарегистрированных побочных эффектов. На рисунке 1 показаны различные виды, а также их филогенетическое перераспределение, как описано McDowell et al. (2013) [2]. Молочные виды Propionibacterium freudenreichii и Propionibacterium acidipropionici явно отличаются от кожных видов. P. freudenreichii имеет статус GRAS (общепризнанный как безопасный) в соответствии с длительной и документированной историей безопасного использования в пищевых продуктах [3]. P. freudenreichii широко культивируется и потребляется людьми в кисломолочных продуктах, таких как сыр швейцарского типа, и в пищевых пробиотических добавках. P. freudenreichii и P. acidipropionici также были включены в список QPS (квалифицированная презумпция безопасности) европейским органом по безопасности пищевых продуктов ( EFSA ) [3]. В более общем плане молочные пропионибактерии привлекли внимание как мощные пробиотики. Пробиотик определяется как «живой микроорганизм, который при введении в достаточном количестве приносит пользу здоровью хозяина» [4]. Последние данные также предполагают способность некоторых метаболитов молочных пропионибактерий использоваться в качестве пребиотиков [5,6], таких как 1,4-дигидрокси-2-нафтойновая кислота (DHNA): селективно ферментированный ингредиент, который способствует специфическим изменениям, как в составе, так и/или активности в желудочно-кишечной микрофлоре, которые дают преимущества [7,8,9,10,11,12,13].

Секвенирование генома P. freudenreichii и P. acidipropionici выявило генетическую основу их большой способности адаптироваться к различным средам [14,15]. Кроме того, они проявляют специфический ферментативный метаболизм, который основан на пропионовой ферментации и может использовать различные источники углерода и энергии, высвобождая во внеклеточной среде различные полезные метаболиты. В последнее время накопление многообещающих данных, как in vitro, так и in vivo, свидетельствует о большом потенциале пробиотических бактерий в пищевых продуктах, способных благотворно модулировать кишечную микробиоту, обмен веществ, физиологию и иммунитет через ценные метаболиты [5]. Таким образом, этот обзор будет сосредоточен на их полезных эффектах, их молекулярном механизме действия и их применениях.

2. Кишечная персистенция молочных Пропионибактерий

2.1. Пищеварительная стрессоустойчивость

Желудочно-кишечный тракт представляет собой сложную экосистему, где физико-химическая среда неблагоприятна для экзогенных микроорганизмов. Пробиотический микроорганизм должен быть способен сохраняться в кишечнике хозяина, доставлять и производить полезные метаболиты. Таким образом, толерантность к пищеварительным стрессам является одним из основных факторов, ограничивающих использование микроорганизмов в качестве живого пробиотического агента [16,17]. Желудочная кислота и желчные соли являются защитными механизмами, встречающимися во время кишечного транзита, тогда как секреция поджелудочной железы может также оказывать некоторую антимикробную активность через пищеварительные ферменты. Молочные пропионибактерии являются особенно выносливыми и крепкими по сравнению с другими пробиотиками, что соответствует их экологии. Они демонстрируют высокую толерантность in vitro к стимулированным состояниям верхних отделов желудочно-кишечного тракта человека, в зависимости от вида и типа штамма. Среда для роста или доставки также может обеспечивать защиту [18,19,20,21,22,23,24]. Реакция толерантности приводит к различным модификациям, таким как морфологические изменения или экспрессия белков. При воздействии кислых и желчных солей P. freudenreichii экспрессирует общие стрессовые белки и индуцирует регуляторные гены, участвующие в клеточном ответе на возмущение мембран, окислительный стресс и повреждение ДНК [25,26,27,28]. P. acidipropionici показал такую ​​же высокую толерантную реакцию на кислотный стресс [29,30]. Конкуренция микробиоты за питательные вещества также является ограничивающим фактором для устойчивости молочных пропионибактерий в кишечнике. Однако молочные пропионибактерии способны метаболизировать различные источники углерода и азота с образованием резервных соединений, таких как полифосфат, гликоген и трегалоза, которые также играют роль осмопротекторов [22,31]. Эти результаты были подтверждены исследованиями in vivo; Было показано, что P. freudenreichii, помимо выживания, поддерживает метаболическую активность в пищеварительном тракте человека и животных [9,32,33,34,35]. Действительно, P. freudenreichii ориентирует экспрессию своего генома на использование доступных через кишечник субстратов, таких как пропандиол, глюконат и лактат, для поддержания своего метаболизма, что позволяет избежать голодания во время пищеварительного транзита [35]. Их концентрация достигла достаточного количества бактерий в кишечнике для пробиотических применений.

2.2. Адгезия к кишечному эпителию

Рисунок 2. Электронно-микроскопический анализ Propionibacterium freudenreichii. Пропионибактерии культивировали отдельно (А, В) или в контакте с культивируемой клеточной линией кишечника человека Caco2 (С). Наблюдение проводилось с помощью просвечивающей (A) [46] или сканирующей (B) [26] и (C) электронной микроскопии.

3. Модуляция микробиоты молочными пропионибактериями

4. Иммуномодуляция молочными пропионибактериями

Воспалительные заболевания, такие как воспалительные заболевания кишечника (ВЗК), аллергия, астма или ревматоидный артрит, являются проблемой общественного здравоохранения и затрагивают главным образом развитые страны. Эти заболевания сложны, и их точная этиология остается плохо изученной. По-видимому, здесь участвуют факторы риска, связанные с иммунной системой, окружающей средой, генотипом и особенно кишечной микробиотой. Все чаще появляются указания на потенциал потребления пробиотиков в качестве дополнения к лечению, чтобы ограничить возникновение некоторых воспалительных заболеваний [63]. В настоящем разделе основное внимание уделяется иммуномодуляции молочными пропионибактериями в контексте ВЗК. Однако клинические исследования показали благотворное влияние молочных пропионибактерий в сочетании с другими пробиотическими бактериями на позитивную модуляцию иммунной системы.

ВЗК включает две основные патологии: язвенный колит (ЯК) и болезнь Крона (БК). Считается, что они являются результатом нарушения иммунного ответа кишечника по отношению к определенным компонентам кишечной флоры, возникающего у генетически предрасположенных людей. Существуют аргументы, указывающие на то, что потребление отдельных штаммов пробиотических микроорганизмов может играть благоприятную роль в лечении ЯК [64,65]. Данные in vitro и in vivo свидетельствуют о способности молочных пропионибактерий, в частности P. freudenreichii, модулировать иммунную систему кишечника и облегчать воспаление в контексте ВЗК. У обычных мышей колит, вызванный тринитробензолсульфоновой кислотой ( TNBS ), предотвращался потреблением P. freudenreichii в зависимости от штамма. Штаммы, индуцирующие высокий уровень регуляторного цитокина интерлейкина-10 (IL-10) в мононуклеарных клетках периферической крови человека ( РВМСs ), были наиболее эффективными при ослаблении TNBS-индуцированного колита [66,67]. Иммуномодуляция, оказываемая отобранными штаммами P. freudenreichii, была дополнительно подтверждена у свиней со снижением плазменного гаптоглобулина и провоспалительных цитокинов в виде IL-8 и фактора некроза опухоли-α (TNF-α) в слизистой оболочке кишечника после стимуляции липополисахаридами (LPS) ex vivo [8]. Недавно пробиотическая смесь, содержащая как Lactobacillus rhamnosus, так и P. freudenreichii, была испытана на гуманизированных мышах, потребляющих пищу с высоким содержанием жиров. Она имела тенденцию подавлять как кишечные, так и системные провоспалительные изменения, вызванные диетой [68]. При тестировании у пациентов с синдромом раздраженного кишечника (СРК) она облегчал симптомы СРК и стабилизировала микробиоту кишечника [69]. В пилотном исследовании у пациентов с активным язвенным колитом, получавших BGS, наблюдалось улучшение показателя индекса клинической активности [49,70]. Молочные пропионибактерии оказывают противовоспалительное действие через различные компоненты, которые, по-видимому, запускают разные молекулярные механизмы.

4.1. Белки поверхностного слоя

4.2. Короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA)

4.3. Конъюгированные жирные кислоты

4.4. DHNA

5. Противоопухолевое Действие

По данным ВОЗ, раковые заболевания являются одной из ведущих причин заболеваемости и смертности во всем мире, при этом в 2012 году около 8,2 миллиона случаев смерти были вызваны раком. Колоректальный рак, четвертая наиболее распространенная причина смерти от рака, считается вестернизированным заболеванием с высокими показателями заболеваемости (в Северной Америке, Австралии, Новой Зеландии и Европе (>40 случаев на 100 000). С одной стороны, значительные ассоциации между нездоровыми диетическими факторами и риском развития колоректального рака были продемонстрированы в нескольких исследованиях [97, 98]. С другой стороны, кишечная микробиота, по-видимому, управляет воспалением кишечника и развитием колоректального рака, особенно через его метаболиты. Управление модуляцией микробиоты кишечника путем потребления пробиотиков и пребиотиков может модифицировать метаболизм микробиоты кишечника для достижения цели профилактики колоректального рака, особенно в западных обществах [97, 98].

5.1. Короткоцепочечные жирные кислоты

5.2. Конъюгированные жирные кислоты

Что касается исследований на людях, то более низкие уровни CLA в сыворотке крови у финских женщин в постменопаузе были связаны с высокой частотой возникновения рака, а потребление молока было обратно связано с риском развития рака молочной железы. Кроме того, различные клинические испытания показали благотворное влияние конъюгированных жирных кислот на профилактику или лечение рака. Таким образом, биогидрирование полиненасыщенных жирных кислот пробиотическими бактериями, такими как молочные пропионибактерии, открывает возможность разработки кисломолочных или растительных ферментированных продуктов питания из ингредиентов, богатых полиненасыщенными жирными кислотами, предназначенных ДЛЯ онкологических групп высокого риска.

5.3. Биоремедиация против канцерогенных компонентов

6. Влияние векторизации на свойства пробиотика

Пробиотики обычно потребляются в форме высушенных микроорганизмов, в капсулах или таблетках. Разработка функциональных пищевых продуктов, сбраживаемых молочными пропионибактериями, является перспективной областью исследований. Польза для здоровья молочных пропионибактерий зависит от штамма, но средство доставки также играет решающую роль, которая остается мало изученной. Действительно, матрица влияет на количество метаболитов и / или способность бактерий сохраняться в кишечнике. Как показали Cousin et al (2012), противовоспалительный эффект P. freudenreichii усиливался при росте в среде ультрафильтрата молока [9], что можно объяснить повышенной экспрессией Slp по сравнению с классической средой роста. Биогидрирование полиненасыщенных кислот молочными пропионибактериями может повысить содержание CFAs в ферментированных молочных продуктах, но может быть ограничено низкой доступностью полиненасыщенных кислот в матрице. Природные источники конъюгированных жирных кислот очень ограничены и относительно низки; добавление химически синтезированных CFAs не может восполнить дефицит некоторых изомеров в пищевых продуктах. Растительные матрицы, такие как соя, богатая CL и CLN, могут быть использованы для разработки новых продуктов, обогащенных конъюгированными жирными кислотами, путем молочной ферментации пропионибактерий. Точно так же производство SCFAs пропорционально связано с количеством ферментируемых субстратов в среде. Молочные продукты естественно богаты лактозой, и молочные пропионибактерии могут использовать как лактат, так и лактозу. Средство доставки также влияет на толерантность молочных пропионибактерий к пищеварительным стрессам и адгезию к клеткам в зависимости от их биохимического состава, физической микроструктуры и существующей микробной экосистемы [23,24], которые непосредственно влияют на жизнеспособное количество бактерий, достигающее кишечника. Рост молочных пропионибактерий на стрессовых средах, таких как ферментированные молочные продукты, обеспечивает высокую толерантность к кислотным и желчно-солевым стрессам in vitro и in vivo [20]. Кроме того, молочные продукты с высоким осмотическим давлением усиливают накопление трегалозы, гликогена и полифосфата, что может улучшить переносимость дефицита питательных веществ в кишечнике [22]. Некоторые клинические испытания подтвердили матричный эффект; пробиотическая смесь, включающая P. freudenreichii, также была испытана на людях в обычных капсулах, в йогурте или в сыре. Наибольшее фекальное количество P. freudenreichii было получено из йогурта [112]. Соответственно, во французском исследовании на людях было показано, что йогурт способствует не только выживанию, но и кишечной метаболической активности P. freudenreichii [34].

7. Технологические применения молочных Пропионибактерий

7.1. Производство Швейцарских Сыров

7.2. Производство питательных молекул

Молочные пропионибактерии производят несколько питательных молекул, необходимых для здоровья человека, таких как витамины группы В (включая кобаламин и фолиевую кислоту ). Действительно, P. freudenreichii является единственным производителем B12, известная как бактерия GRAS [114]. Витамин B12 (или кобаламин) синтезируется в качестве кофактора для ферментации пропионовой кислоты. Витамин B12 является важным витамином, необходимым для поддержания здоровья нервных клеток, для производства генетического материала и энергии клетки, а также для других важных функций. Витамин В12 уже давно промышленно производится химическим синтезом, который требует более 70 ступеней химического процесса [116]. Этот способ производства слишком сложен и дорог, по сравнению с биосинтезом молочных пропионибактерий [116,117]. Путь синтеза витамина B12 в P. freudenreichii был полностью охарактеризован, и были предприняты важные усилия для улучшения биосинтеза витамина B12 путем реализации случайного мутагенеза и оптимизации условий ферментации [116,117]. DHNA, описанная выше как предшественник витамина К, также имеет потенциальное применение в качестве пребиотика для усиления популяции кишечных бифидобактерий. Промышленного производства DHNA не существует, тем не менее, в некоторых исследованиях изучалось, как улучшить производство DHNA путем манипулирования условиями ферментации [56,114].

7.3. Производство антимикробных молекул

Штаммы Propionibacterium spp широко используются в качестве пищевых биоконсервантов из-за их антимикробной активности. Было показано, что они подавляют рост плесени и нежелательных микроорганизмов во многих пищевых продуктах, что продлевает срок их хранения [1,6,16,116,117]. Пропионовая кислота является основной антимикробной молекулой, вырабатываемой молочными пропионибактериями. Микробное производство пропионовой кислоты ограничено параметрами, включая низкую производительность и низкую эффективность преобразования. Однако было показано, что некоторые виды (например, P. acidipropionici) продуцируют большое количество пропионовой кислоты путем ферментации глицерина без образования уксусной кислоты [117]. Другие органические кислоты также рассматриваются как антимикробные молекулы, в том числе уксусная, янтарная и молочная кислоты [116]. Для P. jensenii было показано, что 2-пирролидон-5-карбоновая кислота, 3-фенилмолочная кислота, гидроксифенил-молочная кислота и 3-фенил-молочная кислота обладают антимикробной активностью [117]. Кроме того, были описаны и охарактеризованы различные бактериоцины, продуцируемые как молочными, так и кожными пропионибактериями. Бактериоцины являются антимикробными пептидами или белками и активны против других пропионибактерий, молочнокислых бактерий, других грамположительных бактерий, грамотрицательных бактерий, дрожжей и плесени. На дату публикации данной статьи не существует бактериоцина из молочных пропионибактерий, признанного FDA GRAS; Необходимы дополнительные исследования для оценки их потенциального применения в качестве пищевых биоконсервантов или пробиотиков, продуцирующих бактериоцины, для ингибирования кишечных патогенов.

8. Вывод

Рассмотренные здесь исследования позволили разработать различные инструменты для скрининга и выяснения полезных свойств штаммов молочных пропионибактерий. Становятся доступными не только фенотипические признаки, но и молекулярные основы пробиотических эффектов. Молочные пропионибактерии используются для различных целей и употребляются в пищу в различных пищевых продуктах. Штаммы, используемые в пищевой промышленности, подвергаются скринингу на основе технологических свойств, но не на основе свойств здоровья. С другой стороны, технологические возможности пробиотических бактерий для получения ферментированного пищевого продукта изучаются крайне редко. Скрининг широких коллекций пропионибактерий на технологические и пробиотические свойства должен привести к разработке новых функциональных продуктов питания. Действительно, конкретные группы населения с проблемами здоровья, связанными с образом жизни в развитых странах (непереносимость, аллергия, воспаление, Рак), будут нуждаться в особых диетах. В этом контексте пропионибактерии могут играть ключевую роль через модуляцию ключевых параметров, таких как воспаление.

Дополнительная информация:

Литература

Будьте здоровы!

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

Источник