Kaip pastebėjote, ant mūsų butelių etikečių yra išvardintos 12 bakterijų kultūrų, kurias sėkmingai kultyvuojame jau daugiau negu metus. Šių mikroorganizmų unikalios savybės leidžia mūsų gėrimams efektyviai tvarkytis su įvairiausiomis organizmo ir ypač žarnyno problemomis, todėl pristatome kiekvienos iš jų unikalias savybes, kurios gali būti reikšmingos ne tik sveikatai, o ir aplinkos apsaugai bei visai maisto pramonei.
Kiekviename aprašyme nagrinėjamos bakterijų gebėjimas gaminti bioaktyvias molekules, turinčias probiotinių, priešgrybelinių, priešuždegiminių ir kitų terapinių savybių. Bakterijų tyrimai rodo jų gebėjimą modifikuoti žarnyno mikrobiotą, pagerinti virškinimo sveikatą bei imuninės sistemos atsaką, o kai kurios iš šių bakterijų gali veiksmingai skaidyti kenksmingas medžiagas, tokias kaip cianidai, ar apsaugoti maisto produktus nuo mikrobinio gedimo ir užterštumo mikotoksinais. Pavyzdžiui, Bacillus safensis išskirtas gebėjimas skaidyti cianidą rodo jo potencialą ekologinės taršos mažinimo srityje.
Ypatingą dėmesį verta atkreipti į Bacillus subtilis, kuris žinomas dėl savo gebėjimo gaminti platų spektrą fermentų, baltymų ir antimikrobinių medžiagų. Ši bakterija yra plačiai naudojama kaip probiotikas, padedantis pagerinti žarnyno veiklą, imuninės sistemos funkciją ir netgi mažinantis virškinimo sutrikimus. Be to, Bacillus subtilis pasižymi reikšmingu priešgrybeliniu ir antibakteriniu poveikiu, todėl jis tampa vertingu natūraliu konservantu maisto pramonėje. Bakterijų, tokių kaip Lactobacillus harbinensis, Bacillus subtilis ir Lacticaseibacillus paracasei, tyrimai atskleidžia didelį potencialą kuriant sveikesnius maisto produktus, natūralias gydymo alternatyvas bei sprendžiant aplinkosaugos iššūkius.
1. Paenibacillus pasadenensis
Iš daugybės šaltinių išskirta Paenibacillus gentis apima bakterijų rūšis, svarbias žmonėms, gyvūnams, augalams ir aplinkai. Daugelis Paenibacillus rūšių gali skatinti pasėlių augimą tiesiogiai per biologinį azoto fiksavimą, fosfatų tirpinimą, fitohormono indol-3-acto rūgšties (IAA) gamybą ir sideroforų, leidžiančių gauti geležį, išskyrimą. Jie taip pat gali pasiūlyti apsaugą nuo vabzdžių žolėdžių ir fitopatogenų, įskaitant bakterijas, grybus, nematodus ir virusus. Tai pasiekiama gaminant įvairius antimikrobinius ir insekticidus bei suaktyvinant augalo padidėjusio jautrumo gynybinę reakciją, vadinamą sukeltu sisteminiu atsparumu (ISR).
Paenibacillus gauti antimikrobiniai vaistai taip pat naudojami medicinoje, įskaitant polimiksinus ir fuzaricidinus, kurie yra neribosominiai lipopeptidai, pirmą kartą išskirti iš Paenibacillus padermių. Kitos naudingos molekulės yra egzopolisacharidai (EPS) ir fermentai, tokie kaip amilazės, celiulazės, hemiceliulazės, lipazės, pektinazės, oksigenazės, dehidrogenazės, ligniną modifikuojantys fermentai ir mutanazės, kurios gali būti naudojamos plovikliams, maistui ir pašarams, tekstilės gaminiams, popieriui, biokurui ir sveikatos apsaugai.
Paenibacillus poveikis: jos įgyvendintas ir numatomas indėlis į žemės ūkį, mediciną, procesų gamybą ir bioremediaciją, taip pat jo poveikis dėl patogeniškumo ir maisto gedimo. Šioje apžvalgoje taip pat pateikiama Paenibacillus rūšis su jų išskyrimo vietomis, genomo sekos nustatymo projektais, patentais ir pramoniniu požiūriu reikšmingais junginiais bei fermentais. Paenibacillus laikui bėgant vaidins vis svarbesnį vaidmenį tvarioje žemdirbystėje ir pramoninėje biotechnologijoje.
Galbūt labiausiai pastebimas Paenibacillus rūšių augalų augimą skatinantis bruožas kyla dėl daugybės jų biologinės kontrolės galimybių. Sukeldama paties augalo atsparumo mechanizmus arba gamindama biocidines medžiagas, Paenibacillus gali neutralizuoti įvairius fitopatogenus ir vabzdžius žolėdžius.
Kai kurių Paenibacillus rūšių tolerancija komerciniams fungicidams ir insekticidams rodo galimybę naudoti šiuos mikroorganizmus kartu su esamais kontroliniais tirpalais. Tačiau svarstant Paenibacillus ar jo junginius biokontrolei, svarbu pažymėti, kad konkurencija gali vykti abiem būdais. Pavyzdžiui, nors mažas fuzario rūgšties, toksino, kurį gamina grybelis Fusarium oxysporum, kiekis padidina Paenibacillus padermių priešgrybelinio fermento β-1,3-gliukanazės gamybą.
2. Bacillus subtilis
Bacillus subtilis gali padėti sumažinti cholesterolio kiekį, pagerinti odos sveikatą ir sumažinti tam tikrų rūšių vėžio riziką. Be to, nustatyta, kad Bacillus subtilis padeda sumažinti dirgliosios žarnos sindromo simptomus, sumažinti šlapimo takų infekcijų riziką ir pagerinti bendrą žarnyno sveikatą.
Probiotikas Bacillus subtilis turi teigiamą poveikį šeimininko sveikatai. Mikrobiotos-žarnyno-kraujo sistema (MGBS) vaidina lemiamą vaidmenį palaikant šeimininkų homeostazę. Tačiau mechanizmas, kuriuo probiotikas B. subtilis teigiamai veikia šeimininkų MGBS, lieka neaiškus. Panaudojant tarprūšinį gyvūnų modelį, kad ištirti priežastinius ryšius tarp šios bakterijos ir šeimininkų mikroekologijos pusiausvyros bei kraujotakos homeostazės. Rezultatai parodė, kad po probiotiko B. subtilis papildymo gerokai padidėjo šeimininkų kūno svoris (P < 0,05).
Enterococcus buvo svarbiausias mikrobų žymuo, sukeliantis pastebėtus skirtumus tarp mikroorganizmų grupių, B. subtilis papildymas sukėlė reikšmingus cirkuliuojančių metabolitų (tokie kaip serinas, argininas, adeninas, šlapimo rūgštis ir piridoksalis) pokyčius (P < 0,05), o tai rodo, kad B. subtilis moduliavo kraujotakos metabolinį profilį šeimininke. Aminorūgščių, purino ir vitamino B metabolizmas buvo pagrindiniai B. subtilis moduliuojami būdai.
Apibendrinant galima teigti, kad probiotikas B. subtilis įvedė subtilius ir teigiamus šeimininko žarnyno mikrobiomos pokyčius ir skatino šeimininko fiziologinį aktyvumą, moduliuodamas cirkuliuojančius metabolitus. Bacillus spp. kaip funkcinis maistas sulaukia didelio susidomėjimo dėl savo bioterapinio potencialo, nes gamina įvairius antimikrobinius peptidus ir mažas ekstraląstelines efektorines molekules. Ši savybė susijusi su jų gebėjimu bendrauti su vidine šeimininkų aplinka. Be to, jie yra stabilūs apdorojant ir laikant maistą, taip pat ruošiant farmacinius preparatus, todėl yra perspektyvūs kandidatai į sveikatą stiprinančias formules.
3. Paenibacillus dokdonensis
Paenibacillus dokdonensis yra fakultatyvinė anaerobinė, sporas formuojanti, mezofilinė bakterija. Gramo teigiama, endosporą formuojanti ir lazdelės formos bakterijų padermė buvo išskirta iš Elymus tsukushiensis rizosferos dirvožemio iš Dongdo salos, vienos didžiausių Dokdo salų Pietų Korėjoje. Padermė optimaliai augo esant 37 °C, pH 8,5, kai nebuvo NaCl. Remiantis filogenetine 16S rRNR genų sekų analize, padermė priklausė Paenibacillus genčiai ir buvo glaudžiausiai susijusi su Paenibacillus taichungensis BCRC 17757(T) (98,46 %).
Ląstelės sienelės peptidoglikanas buvo A1γ tipo, o vyraujantis chinonas buvo menachinonas-7 (MK-7). Pagrindinės ląstelių riebalų rūgštys buvo anti-izo-C(15:0) ir C(16:0). KUDC0114(T) padermės DNR ir DNR hibridizacija su kitomis devyniomis padermėmis parodė mažiau nei 23 % giminingumo, o jos DNR G+C kiekis buvo 44,30 mol%. Remiantis genominėmis, fenotipinėmis ir filogenetinėmis analizėmis, ši padermė turėtų būti klasifikuojama kaip nauja Paenibacillus genties rūšis.
4. Bacillus altitudinis
Bacillus altitudinis mikrobai gali absorbuoti maistinių medžiagų perteklių, išskirti sunkiųjų metalų teršalus ir taip sumažinti užterštumą. Jie gali detoksikuoti toksiškus metalus. Hypocrea lixii grybelinė sausoji biomasė laboratorinėmis sąlygomis per 34–47 minutes pašalina 94 % sunkiųjų metalų.
Teigiami oksidazės, katalizės, lizino dekarboksilazės, beta-galaktozidazės, tirozino skilimo, škrobų hidrolizės, eskulino hidrolizės, želatinos hidrolizės, amilazės ir rūgšties gamybos rezultatai; D-arabinozė, D-gliukozė, D-manitolis ir D-ksilozė buvo teigiami.
Bakterijų izoliatai buvo tiriami dėl PGPR (augalų augimą skatinančių rizobakterijų) požymių in vitro, tokių kaip fosfatų tirpinimas, HCN, sideroforai, IAA, chitinazė, proteazės gamyba, taip pat fitopatogenų slopinimas. Iš visų bakterijų izoliatų nustatyta, kad viena bakterija, pavadinta BRHS/S-73, turi visus patikrintus požymius. Remiantis 16S rRNR genų sekos analize, ji buvo identifikuota kaip Bacillus altitudinis ir buvo atrinkta tyrimams in vivo.
Pastebėtas reikšmingas augimo pagerėjimas, matuojamas šaknų ilgio, ūglių ilgio ir biomasės padidėjimu, kai Vigna radiata, Cicer arietinum ir Glycine max sėklos buvo bakterizuotos prieš sėją lauko sąlygomis. Be to, bakterija taip pat gali ištirpinti dirvožemio fosfatą. Be augimo skatinimo, Thanatephorus cucumeris sukelta Vigna radiata šaknų puvinio liga buvo žymiai sumažinta 74 %, kai bakterija buvo pritaikyta rizosferoje prieš patogeną. Nustatyta, kad bakterijos biokontrolinis efektyvumas net po 30 dienų nuo patogeno inokuliacijos buvo 66,6 %.
Taip pat buvo sustiprintas pagrindinių su gynyba susijusių fermentų (fenilalanino amoniako liazės, peroksidazės, β-1, 3-gliukanazės ir chitinazės) aktyvumas tiek apdorotų augalų šaknyse, tiek lapuose. Rezultatai aiškiai rodo, kad B. altitudinis (BRHS/S-73) yra potencialus PGPR, kuris gali būti naudojamas kaip efektyvus mikroorganizmas augalų augimui skatinti ir grybelinių ligų slopinimui.
5. Bacillus pumilus
Bacillus pumilus NCTC AII6/73 gamina naują ekstraląstelinę šarminę proteinazę, kurios optimalus pH yra 9,5. Išgrynintas jonų mainų chromatografijos produktas (DEAE-celiuliozė) buvo padalintas į dvi juostas poliakrilamido-natrio dodecilsulfato (SDS) gelio elektroforezės būdu. Jų apytikslė molekulinė masė buvo atitinkamai 15,6 × 10³ ir 11,1 × 10³ daltonų, su dideliu glicino ir prolino kiekiu, sudarančiu apie 50 % visų aminorūgščių liekanų.
Biocheminės charakteristikos: Teigiami beta-galaktozidazės, Voges-Proskauer testo, citrato panaudojimo, eskulino hidrolizės, želatinos hidrolizės, kazeino hidrolizės, rūgšties gamybos iš N-acetil-D-gliukozamino, L-arabinozės, arbutino, celobiozės, D-fruktozės, galaktozės, gliukozės, glicerolio, beta-gentibiozės, D-manozės, D-rafiniozės, ribozės, sacharozės, salicino, trehalozės ir D-ksilozės rezultatai.
Ekologija: Bacillus pumilus yra plačiai paplitęs klinikiniuose (žmogaus išmatose ir klubinėje žarnoje) bei veterinariniuose mėginiuose, maisto ingredientuose, kandžių vikšruose, odoje, popieriuje. Sporos yra plačiai paplitusios gamtoje (žolėse, augaluose). Bacillus pumilus turi priešgrybelinį aktyvumą, kuris yra naudojamas žemės ūkyje.
6. Paenibacillus amylolyticus
Bioaktyvūs natūralūs junginiai atlieka pagrindinį vaidmenį atrandant vaistus, o dėl daugelio atsparumo patogenų atsiradimo būtina kurti geresnius ir naujus vaistus. Paenibacillus amylolyticus – endofitinė bakterija, išskirta iš vaistinio augalo Coix lachryma-jobi – buvo ištirta dėl galimų bioaktyvių antrinių metabolitų junginių ir geno, atsakingo už poliketidų sintazes (PKS) klasteriuose.
P. amylolyticus ekstrahavimas etilo acetatu parodė reikšmingą antibakterinį aktyvumą, kuris buvo toliau apdorotas, siekiant dalinio išgryninimo ir bioaktyvaus junginio apibūdinimo. Nustatyta, kad svarbiausias biologiškai aktyvus komponentas yra dipikolino rūgštis (DPA). Antibakterinis aktyvumas buvo labai veiksmingas, palyginti su komerciniu standartiniu DPA prieš gramteigiamus ir gramneigiamus patogenus. Dalinai išgryninto DPA minimali slopinamoji koncentracija (MIC) ir minimali baktericidinė koncentracija (MBC) svyravo atitinkamai nuo 62,5 iki 125 µg/ml, o MBC – nuo 208 iki 250 µg/ml.
Geno, amplifikuoto naudojant degeneracinį pradmenį, sekos analizė atskleidė konservuotą dipikolino rūgšties sintetazės (DpsA) geno fragmentą, atsakingą už DPA gamybą daugumoje endosporas formuojančių bakterijų. Paieška struktūrinėje duomenų bazėje atskleidė reikšmingą homologinį atitikimą su enoilreduktaze, viena iš PKS 1 tipo modulio baltymų. Tai rodo, kad endofitinės P. amylolyticus bakterijos turi spoVF operoną, gaminantį DPA per dipikolino rūgšties sintetazę, tačiau jų genome nėra 1 tipo poliketido sintazės modulio klasterio geno.
Išskirtas biologiškai aktyvus junginys DPA veikia kaip stabilus, puikus antibakterinis agentas, kuris gali būti labai veiksmingas prieš daugialypio atsparumo patogenus.
7. Bacillus velezensis
Sukurtas labai jautrus kiekybinis PGR (qPCR) metodas, skirtas aptikti ir kiekybiškai įvertinti Bacillus velezensis medvilnės rizosferoje. Tyrimo tikslas buvo sukurti kiekybinį HMB26553 padermės aptikimo metodą ir ištirti ryšį tarp jos kolonizacijos medvilnės rizosferoje bei jos kontrolės poveikio. Visos padermės genomo seka buvo nustatyta atlikus genomo sekvenavimą, o unikali specifinė seka pB-gene0026 plazmidėje plaBV2 buvo identifikuota naudojant didelio našumo duomenų analizę su NCBI.
Plazmidė plaBV2 gali būti stabiliai genetiškai paveldima. Remiantis šia seka, buvo sukurti specifiniai pradmenys, skirti amplifikuoti 106 bp, ir MGB TaqMan zondas, kuris padidina metodo jautrumą. PlaBV2 padermėje buvo patvirtinti 2 plazmidės kopijų skaičiai naudojant vidinius etaloninius pradmenis ir MGB TaqMan zondą, pagrįstą namų tvarkymo genu gyrB.
Nustatyta aptikimo technika, pagrįsta šiais pradmenimis ir zondais, turėjo aukštą specifiškumą ir jautrumą, palyginti su tradiciniu plokštelių skaičiavimo metodu. Aptikimo riba buvo 1,5 genomo kopijos. Naudojant šį metodą, tyrimas atskleidė galimą ryšį tarp kolonizacijos kiekio medvilnės rizosferoje ir veiksmingumo prieš Rhizoctonia sukeltą medvilnės slopinimą, po sėklų mirkymo ir drėkinimo paderme.
Taigi, šis metodas suteikia mokslinę paramą racionaliam padermės pritaikymui ateityje.
8. Bacillus vallismortis
Buvo nustatyta, kad penkios Bacillus padermės, išskirtos iš Mirties slėnio (Kalifornija) dirvožemio, priklauso anksčiau neidentifikuotai rūšiai, kuri siūloma pavadinti Bacillus vallismortis. Tipinė padermė yra DV1-F-3 (= NRRL B-14890). Remiantis anksčiau paskelbtais restrikcijos virškinimo duomenimis, B. vallismortis yra artimiausiai susijusi su Bacillus subtilis. Šiuo metu B. vallismortis gali būti atskirta nuo B. subtilis pagal visos ląstelės riebalų rūgščių sudėties skirtumus, DNR sekas ir genominės DNR reasociacijos lygius.
Lakazės panaudojimas maisto polimerų kryžminiam ryšiui
Lakazės gali transformuoti maisto polimerus per kryžminį ryšį. Kryžminis ryšys gali vykti per aromatines grupes, esančias baltymuose ar angliavandeniuose, arba per specifines aminorūgščių dalis baltymuose. Kryžminimas gali būti tiesiogiai fermentiškai katalizuojamas arba vykti per netiesioginį fermentų gamybos procesą, pavyzdžiui, gaminant kryžminį ryšį sudarantį agentą, kaip H₂O₂ ar lipidų kilmės radikalus. Fermentai, tokie kaip glutaminas, lizinas, tirozinas ir cisteinas, dalyvauja šiose reakcijose, kurios priklauso nuo naudojamo fermento tipo ir biopolimero struktūros.
Angliavandenių atveju tik ferulo rūgšties turintys polisacharidai, tokie kaip arabinoksilanai ir pektinai, gali formuoti kryžminius ryšius. Potencialūs kryžminimo fermentai yra transglutaminazės ir oksidazės, tokios kaip tirozinazės, gliukozės oksidazės ir lakazės (Isaschar-Ovdat & Fishman, 2018).
Lakazė iš Funalia trogii buvo sėkmingai panaudota kryžminant cukrinių runkelių pektiną su valgomuoju geliu (Khalighi, Berger ir Ersoy, 2020b). Susidarę ferulo rūgšties dehidrodimerai lėmė kryžminio ryšio cukrinių runkelių pektino gelių susidarymą, kurie pasižymi dideliu atsparumu karščiui ir gali būti naudojami farmacijoje ir maisto pramonėje. Jie taip pat yra tinkama alternatyva veganiškam, halal ir košeriniam maistui.
Lakazė iš Trametes versicolor buvo naudojama ruošiant ryžių glutelino ir cukrinių runkelių pektino gelius (Wang et al., 2021), kurių savybes pagerino kalcio jonai. Panašiai lakazė iš Myceliophthora thermophila buvo naudojama modifikuojant citrusinių vaisių pektiną (Karaki et al., 2017), kurių rezultatai parodė, kad modifikuotas pektinas turėjo penkis kartus daugiau fenolinių junginių nei natūralus, žymiai pagerindamas jo antioksidacines savybes.
Arabinoksilanai iš kviečių sėlenų buvo kryžminami lakazėmis iš Funalia trogii ir Pleurotus pulmonarius (Khalighi, Berger ir Ersoy, 2020a), o gauti geliai buvo kieti ir stabilūs, savo struktūra prilygstantys tradiciniams želatininiams geliams.
Sukurtas metodas chitozanui funkcionalizuoti su 4-heksiloksifenoliu naudojant lakazę kaip katalizatorių (Liu et al., 2018). Naujas kompozitas pasižymėjo antioksidacinėmis ir hidrofobinėmis savybėmis, todėl jis gali būti naudojamas kaip maisto pakavimo medžiaga arba dangos komponentas.
9. Bacillus safensis
Norint padidinti cianido bioremediacijos procesų efektyvumą ir patenkinti pramonės poreikius, būtina suprasti cianido skaidymo biochemiją ir metabolinius kelius. Iš vandens, susiliečiančio su kasyklų atliekomis Limoje, Peru, išskyrėme ir sekvenavome Bacillus padermę, galinčią skaidyti cianidą. Remiantis 16S rRNR genų sekos ir branduolio genomo analize, ši padermė buvo klasifikuojama kaip Bacillus safensis ir pavadinta B. safensis PER-URP-08.
Tyrimo metu buvo ieškoma galimų fermentų, atsakingų už cianido skaidymą, ir padermės genome buvo aptiktas tariamas cianido dihidratazės (CynD) genas, panašus į anksčiau apibūdintą CynD iš Bacillus pumilus C1. Atlikus CynD sekos analizę iš B. safensis ir B. pumilus, buvo identifikuoti C-galiniai likučiai, kurie skiria šias dvi CynD formas.
Toliau klonavome, ekspresavome ir išgryninome rekombinantinį CynD iš B. safensis PER-URP-08 (CynD PER-URP-08) Escherichia coli terpėje. Pastebėjome, kad skirtingai nuo CynD iš B. pumilus C1, rekombinantinis CynD išlieka aktyvus iki pH 9. Taip pat nustatėme, kad CynD PER-URP-08 oligomerizacija mažėja didėjant pH lygiui.
Galiausiai parodėme, kad B. safensis PER-URP-08 transkriptai stipriai aktyvuojami esant cianidui, o tai rodo, kad ši bakterija gali būti efektyvi biologiniam cianido valymui. Šie rezultatai skatina tolesnius tyrimus dėl B. safensis PER-URP-08 ir CynD PER-URP-08 naudojimo cianido bioremediacijoje.
Svarbu: nepaisant cianido toksiškumo, jis vis dar plačiai naudojamas daugelyje pramonės procesų. Todėl biologiniai cianido valymo metodai yra labai svarbūs ir turėtų tapti visuomenės bei politikos darbotvarkės dalimi. Šio tyrimo metu mes pateikiame duomenis apie bakterijų padermę, išskirtą iš pramoninės kasybos vietos Peru, ir apibūdiname jos cianido skaidymo gebėjimus bei cianido dehidratazės (CynD) homologą.
10-11. Lacticaseibacillus paracasei
Įrodyta, kad probiotikai yra naudingi pacientams, sergantiems vidurių užkietėjimu ir depresija, tačiau ar jie konkrečiai palengvina vidurių užkietėjimą pacientams, sergantiems depresija, lieka neaišku. Šio tyrimo tikslas buvo ištirti Lacticaseibacillus paracasei padermės Shirota (LcS), anksčiau Lactobacillus casei padermės Shirota, poveikį vidurių užkietėjimui pacientams, sergantiems depresija, su specifine etiologija, žarnyno mikrobiota bei depresijos režimais.
Buvo įdarbinti 82 pacientai, sergantys vidurių užkietėjimu. Tiriamieji vartojo 100 ml LcS gėrimo (108 KSV/ml) arba placebą kasdien 9 savaites. Nors iš visų pacientų vidurių užkietėjimo simptomų (PAC-SYM) balai neparodė reikšmingų skirtumų tarp LcS ir placebo grupių, tam tikri simptomai, tokie kaip tiesiosios žarnos ašarojimas arba kraujavimas po tuštinimosi (7 punktas), bei išmatų simptomų poskalė (8–12 punktai) buvo labiau palengvėję LcS grupėje.
Becko depresijos indekso (BDI) ir Hamiltono depresijos vertinimo skalės (HAMD) balai reikšmingai sumažėjo tiek placebo, tiek LcS grupėse (p < 0,05), tačiau nebuvo reikšmingų skirtumų tarp šių grupių. Tačiau LcS intervencija padidino naudingų bakterijų, tokių kaip Adlercreutzia, Megasphaera ir Veillonella, kiekį, tuo pat metu sumažindama bakterijas, susijusias su psichinėmis ligomis, pvz., Rikenellaceae_RC9_gut_group, Sutterella ir Oscillibacter.
Be to, interleukino (IL)-1β, IL-6 ir naviko nekrozės faktoriaus-α (TNF-α) lygis reikšmingai sumažėjo tiek placebo, tiek LcS grupėse (p < 0,05), o IL-6 lygis buvo žymiai mažesnis LcS grupėje nei placebo grupėje po intervencijos (p < 0,05).
Apibendrinant galima pasakyti, kad kasdienis LcS vartojimas per 9 savaites sumažino vidurių užkietėjimą, galimai pagerino depresijos simptomus pacientams, sergantiems depresija, ir žymiai sumažino IL-6 lygį. Be to, LcS papildas taip pat reguliuoja žarnyno mikrobiotą, susijusią su psichinėmis ligomis.
Kefyras (rauginto pieno gėrimas) ir vandens kefyras (fermentuotas nepieninis gėrimas) yra ypatingai svarbūs amatininkų fermentuotų gėrimų kontekste, nes jų grūdai yra natūralūs saugių ir potencialiai probiotinių padermių rezervuarai. Pastaraisiais metais buvo paskelbta daug tyrimų apie Lacticaseibacillus paracasei (anksčiau Lactobacillus paracasei), išskirtus iš abiejų šių fermentuotų gėrimų, atskleidžiant jų sveikatą stiprinančias savybes.
Nors ši bakterijų rūšis nėra vyraujanti kefyro ar vandens kefyro rūšis, ji gali turėti teigiamą poveikį sveikatai, susijusį su fermentuotų gėrimų vartojimu. Atsižvelgiant į tai, kad L. paracasei klasifikacija yra sudėtinga, šiame darbe aptariama tinkamo identifikavimo metodo svarba, siekiant išvengti klaidingo ženklinimo gaminiuose, mokslinėse publikacijose ir viešai prieinamose DNR sekose.
12. Lactobacillus harbinensis
Lactobacillus harbinensis buvo aprašytas kaip pasižymintis dideliu priešgrybeliniu aktyvumu. Dauguma tyrimų siejo šią veiklą su gaminamomis organinėmis rūgštimis, tokiomis kaip pieno rūgštis, acto rūgštis ir heksano rūgštis. Šio tyrimo tikslas buvo išgryninti ir identifikuoti kitas dar neaprašytas priešgrybelines molekules, kurias gamina L. harbinensis, kai jos naudojamos jogurto fermentacijai. Aktyvieji junginiai buvo ekstrahuojami naudojant įvairius organinius tirpiklius ir baltymų nusodinimą. Dominančios frakcijos buvo išgrynintos naudojant greitą chromatografiją ir preparatinę HPLC specifiniam apibūdinimui.
Bioaktyvių junginių identifikavimas buvo atliktas naudojant branduolinio magnetinio rezonanso (NMR) ir masės spektrometriją (MS). Tyrimai su Penicillium expansum ir Yarrowia lipolytica parodė, kad aktyvūs L. harbinensis junginiai yra benzenkarboksirūgštis ir poliaminas, identifikuotas kaip spermino analogas, apie kurį anksčiau nebuvo pranešta. Tačiau didžiausią aktyvumą parodė trumpų (n = 2–5) policiklinių laktatų mišinys.
Mūsų bendri rezultatai rodo siūlomo ekstrahavimo / gryninimo metodo efektyvumą. Čia aprašyti nauji junginiai turi daug žadantį priešgrybelinį poveikį, tačiau vis dar reikia atlikti tolesnius tyrimus, kad būtų iššifruoti jų veikimo mechanizmai ir gamybos būdai. Nepaisant to, šie junginiai gali būti įdomiai pritaikyti maisto, pašarų bei farmacijos pramonėje ir gali tapti alternatyva cheminiams priedams.
Raktažodžiai: sperminas, polilaktatai, laktobacilos, ekstrakcija, valymas, MS, NMR
Didėja susirūpinimas dėl pieno produktų mikrobiologinės saugos, nes jų užterštumas gali sukelti didelių ekonominių nuostolių. Maisto matricų užterštumas mikotoksinais ar kitais nepageidaujamais grybelių metabolitais tapo rimta maisto pramonės problema (Moretti ir kt., 2017). Pelėsių atsiradimas maiste gali būti atsitiktinis arba susijęs su aplinkos veiksniais, skatinančiais grybų augimą. Grybelinis užterštumas, sukeliantis pieno produktų gedimą, dažniausiai susijęs su organoleptiniais pažeidimais, tokiais kaip nemalonūs kvapai, skonio defektai ir spalvos bei tekstūros pokyčiai.
Raugintuose pieno produktuose grybų dauginimasis sukelia rūgštingumo sumažėjimą, kuris skatina nepageidaujamų mikroorganizmų augimą (Leyva Salas ir kt., 2017). Dėl šių problemų mokslininkai siekia sukurti tinkamus konservavimo sprendimus, kurie užkirstų kelią mikrobinei taršai.
Teisės aktai ir vartotojų reikalavimai paskatino maisto gamintojus ieškoti alternatyvų cheminiams konservantams. Šiame kontekste bioapsauginių medžiagų naudojimas yra laikomas tinkamu sprendimu. Tarp natūralių konservantų tinkamiausios yra gramteigiamos pieno rūgšties bakterijos (LAB), kurios yra plačiai naudojamos maisto fermentacijoje (Dalié ir kt., 2010).
LAB gamina įvairias antimikrobines molekules, kurios natūraliai konservuoja fermentuotus maisto produktus. Tarp šių molekulių randame organines rūgštis, fenilpieno rūgštį, reuteriną, ciklinius dipeptidus ir riebalų rūgštis.
Neseniai nauja padermė, išskirta iš karvės pieno ir identifikuota kaip Lactobacillus harbinensis, parodė stiprų priešgrybelinį poveikį šešioms rūšims, susijusioms su jogurto gedimu, tokioms kaip Debaryomyces hansenii, Rhodotorula mucilaginosa ir Yarrowia lipolytica (Delavenne ir kt., 2015). Fermentuotame jogurte šios bakterijos priešgrybelinis aktyvumas nebuvo paveiktas laikymo ar technologinių procesų, todėl tai rodo, kad L. harbinensis gali būti tinkama kaip cheminių priedų pakaitalas.
Svarbiausios išvados
1. Bakterijų padermės turi reikšmingą potencialą sveikatos ir aplinkosaugos srityse, veikdamos kaip natūralūs sprendimai įvairioms problemoms. Nuo virškinimo sveikatos gerinimo iki pramoninių teršalų, tokių kaip cianidas, bioremediacijos, šie mikroorganizmai gali pakeisti įprastinius cheminius metodus.
2. Bacillus safensis pasižymi unikaliu gebėjimu skaidyti cianidą, kas gali būti itin vertinga aplinkos apsaugos projektams, skirtoms ekologiškai tvarkyti pramonės atliekas. Ši padermė, dėl savo atsparumo įvairioms sąlygoms, taip pat turi potencialo būti naudojama pramoniniuose bioremediacijos procesuose.
3. Probiotikai, tokie kaip Lacticaseibacillus paracasei, turi dvigubą poveikį – jie ne tik padeda spręsti vidurių užkietėjimo problemas, bet ir gerina psichinę sveikatą, mažindami depresijos simptomus bei uždegimą. Tai rodo, kad žarnyno sveikata yra glaudžiai susijusi su bendru organizmo gerove, įskaitant emocinę būklę.
4. Bacillus subtilis išsiskiria priešgrybelinėmis ir antibakterinėmis savybėmis, padėdamas apsaugoti nuo patogenų ir gerindamas žarnyno mikroflorą, taip pat turi potencialą tapti svarbiu ingredientu maisto ir sveikatos pramonėje.
5. Lactobacillus harbinensis demonstruoja stiprų priešgrybelinį poveikį, ypač pieno produktų apsaugai. Šis mikroorganizmas yra perspektyvi alternatyva cheminiams priedams maisto konservavime.
6. Bendrai, šių bakterijų panaudojimo galimybės bioapsaugai, sveikatos gerinimui ir aplinkosaugai yra itin plačios. Jos atveria kelią tvaresniems ir natūralesniems sprendimams maisto, farmacijos ir aplinkosaugos sektoriuose, mažinant cheminių medžiagų naudojimą ir siekiant didesnės biologinės saugos.
Dėkojame už Dėmesį.
Straipsnis parengtas pagal mūsų enzimdario Mariaus Ališausko paieškas, analizę ir sisteminimą.
