Хранителна микробиология

Тази статия е част от изследователската тема

Статистика за ферментиралите храни и напитки: Микробиология и ползи за здравето Вижте всички 19 статии

Редактиран от
Джоти П. Таманг

Университет Сиким, Индия

Прегледан от
Паскуале Русо

Университет в Фоджа, Италия

Алекс Галанис

Катедра по молекулярна биология и генетика, Университет Демокрит в Тракия, Гърция

Хорхе Райнхаймер

Национален университет на Литорал, Аржентина

Принадлежностите на редактора и рецензенти са най-новите, предоставени в техните профили за проучване на Loop и може да не отразяват тяхното положение по време на прегледа.

гранични

  • Изтеглете статия
    • Изтеглете PDF
    • ReadCube
    • EPUB
    • XML (NLM)
    • Допълнителни
      Материал
  • Цитат за износ
    • EndNote
    • Референтен мениджър
    • Прост ТЕКСТ файл
    • BibTex
СПОДЕЛИ НА

Преглед на СТАТИЯ

  • Лаборатория по химическа биология, Департамент по биотехнологии, Индийски технологичен институт, Рорки, Рорки, Индия

Въведение

Традиционни млечни продукти и микробиота, свързани с продуктите

Ферментиралите млечни продукти, известни също като култивирани млечни продукти, са млечни храни, които са ферментирали от консорциум от млечнокисели бактерии (LAB), отговорен за подсирването или втасването на мляко (FAO/WHO, 2003). LAB са най-подходящите организми за ферментация на мляко, като същевременно запазват вкуса и хранителните свойства. Тези бактерии са неспорообразни, предимно анаеробни по природа и са способни да растат само при богати хранителни условия, които осигуряват растежни фактори като витамини, аминокиселини и нуклеотиди. Бактериалните членове, свързани с ферментирали млечни продукти, принадлежат към родовете на Лактобацилус, Лактококи, Leuconostoc, Педиокок, Бацил, Propionibacterium, и Bifidobacterium. Тези бактерии живеят в същите екологични ниши и действат взаимно. Съществуват приблизително 400 традиционни и ферментирали млечни продукти, съдържащи разнообразна група микроорганизми, пораждащи различни сензорни свойства. Има два различни класа млечни продукти въз основа на ферментацията:

Клас I: Бактериална млечнокисела ферментация: (1) Ферментация от мезофилни бактерии (подкиселено мляко, мътеница, филмолк и лангфил), (2) ферментация от термофилни и мезофилни бактерии (кисело мляко, дахи, българска мътеница, забади).

Клас II: Гъбична и бактериална млечнокисела ферментация: Ферментация от бактерии, както и от гъбички. Напр. алкохолно мляко (мляко от дрожди на Acidophilus, Koumiss и кефир) и млечно мляко (Villi).

Сортовете млечни продукти зависят от различни видове мляко и закваски, захари, ароматни съединения и зърнени храни. Тези сортове са разработени с използване на първични закваски (които участват в първичното подкисляване) и вторични закваски (които участват в генерирането на аромат, вкус и текстура). Родовете, използвани в първичната култура, са Лактобацилус sp., Leuconostoc sp., Стрептококи sp. (Parente and Cogan, 2004), докато родовете, свързани с вторични закваски, са Propionibacterium sp., Brevibacterium sp., Дебариомицес sp., Геотрихум sp., Пеницилиум sp., и Enterococcus sp.

маса 1. Терапевтични и полезни свойства на етнически ферментирали млечни продукти и свързани микроорганизми.

Наскоро метагеномичните изследвания на естествено ферментиралите млечни продукти като churkam, churpi, mar и dahi показаха, че протеобактериите (Acetobacteraceae) и Firmicutes (Streptococcaceae, Lactobacillaceae) бяха двата най-преобладаващи члена на микробните общности в тези традиционни ферментирали продукти. L. helveticus и L. lactis са били преобладаващите млечнокисели бактерии, докато Gluconobacter и Acetobacter spp. са преобладаващите оцетно-кисели бактерии, присъстващи в тези ферментирали продукти (Shangpliang et al., 2018). Следователно тези метагеномни и културономични подходи ще осигурят по-широк спектър от микроби, свързани с тези местни продукти, заедно с по-добра перспектива на техните атрибути, допринасящи за благосъстоянието на човека.

Молекулярна перспектива на етническите млечни продукти в стомашно-чревното здраве

Фигура 1. Схема, показваща различни начини, по които пробиотиците упражняват своите полезни роли в червата. LAB, изолирани от етнически млечни продукти, са отговорни за конкурентното изключване на патогени, секрецията на важни метаболити и молекули като бактериоцини. Тези пробиотици създават слузна бариера, като стимулират бокаловите клетки. Взаимодействието на Лактобацилус с чревни епителни клетки също диференцира имунната клетка и регулира бариерната функция на чревните епителни клетки.

Редица проучвания показват ролята на кефирните зърна в намаляването на холестерола. L. plantarum MA2, изолиран от кефир, също показва хипохолестеролемична активност при мъжки плъхове Sprague – Dawley (SD), хранени с диета с висок холестерол. Huang et al. (2013) отбелязват, че пробиотикът L. plantarum Lp27, изолиран от зърна от тибетски кефир, успя да намали общия серумен холестерол, LDL-холестерола и триглицеридите при плъхове с хиперхолестеролемична SD, които консумират диета, допълнена с Лактобацилус. Освен това те установиха, че щамът Lp27 е в състояние да намали абсорбцията на холестерол в клетки Caco-2 чрез регулиране надолу на експресията на Niemann-PickC1-подобен 1 (NPC1L1) в клетки Caco-2 (Huang et al., 2013).

В друго проучване, проведено върху SD плъхове, хранени с диета, съдържаща висок холестерол, Zheng et al. (2013) отбелязват, че три щама, L. kefiri D17, L. plantarum B23 и L. acidophilus LA15, също успяха да понижат серумните нива на общия холестерол, LDL и триглицеридите (Zheng et al., 2013). В подобен in vivo проучване, мляко, ферментирало с Lactococcus lactis подс. лактис Установено е, че IS-10285 е отговорен за намаляване на LDL холестерола, общия серумен холестерол и общите жлъчни киселини (Pato et al., 2004). В скорошно клинично проучване върху жени с наднормено тегло с хипертония, въздействието на Lactobacillus casei 01 (концентрация -10 8 cfu/g), когато е включено в сирене Minas Frescal, е изследвано пилотно. Клиничното проучване разкри това L. casei включването подобри холестерола на липопротеините с ниска и висока плътност, общия холестерол, триацилглицеридите, хематокрита и броя на хемоглобина (Sperry et al., 2018).

В неотдавнашно проучване бяха използвани 115 култури, изолирани от етнически ферментирало мляко от тибетски Як, за да се провери способността за намаляване на холестерола. L. plantarum Установено е, че Lp3 намалява холестерола със 73,3%, когато се прилага при плъхове, хранени с богата на холестерол диета. Открит е и значителен спад в холестерола в черния дроб и серума (Ding et al., 2017). Изследване върху ферментирал продукт от мляко от яко се заключава, че Лактобацилус изолирано от етническо Як мляко има по-висока способност за намаляване на холестерола в сравнение с други млечни продукти (Pan et al., 2011). Проучването показа, че механизмът на понижаващия ефект на Lp3 е чрез асимилация и отстраняване на холестерол във фекалиите поради деконюгация на жлъчните киселини.

Противоракови атрибути на ферментирали млечни продукти и свързаната с тях микробиота

Фигура 2. Схема, представяща противоракови атрибути на микроорганизми, свързани с традиционните ферментирали млечни храни. LAB индуцира апоптоза, повишени противовъзпалителни цитокини, произвеждат биоактивни пептиди за ограничаване на рак на дебелото черво и на дебелото черво.

Dubey et al. (2016) показа обещаващ ефект от P. pentosaceus GS4 за смекчаване на рака на дебелото черво. P. pentosaceus Щам GS4 е изолиран от khadi, индийска ферментирала храна на млечна основа. Той показа антипролиферативна активност на клетките на бозайници от HCT-16 и повишена експресия на про-апоптотични молекули NF-κB и p-Akt. При животински модел той намалява тежестта на рака, повишен оксидативен стрес и некроза (Dubey et al., 2016). Авторите демонстрират ефекта на конюгираните линолеви киселини върху смекчаването на рака. Миробиотата в червата вероятно помага на биохидрогенирането да произвежда конюгирана линолова киселина (CLA), което от своя страна предизвиква апоптоза, каспазна активност и разцепване на поли-ADP рибозна полимераза (PARP). Преди това беше демонстрирано, че P. pentosaceus може да увеличи съотношението Bax/Bcl-2, което впоследствие увеличава медиираната от митохондриите мембранна пропускливост и инхибира раковите клетки. Вижда се, че локалното доставяне на CLA може да модулира чревната микросреда при смекчаване на рака на дебелото черво (Bassaganya-Riera et al., 2012; Dubey et al., 2015). Намерената в червата линолова киселина може да бъде био трансформирана в CLA от чревна микробиота, което обяснява проапоптотичния и антипролиферативния ефект (Edionwe и Kies, 2001).

De LeBlanc et al. (2005) показа това Lactobacillus helveticus R389 (щам, изолиран от швейцарско сирене) при хранене на мишка с рак на гърдата, повишени IgA и CD4 положителни клетки 4 дни след инжектирането. Щамът също така показва намалена IL-6 и повишена експресия на IL-10. Ферментиралото мляко от L. helveticus R389 увеличава IgA положителните клетки, в крайна сметка стимулира имунната система и инхибира растежа на имунозависимия фибросаркозом в миши модел. L. helveticus също забави растежа на рака на гърдата при Balb/c мишка. Беше направено извода, че метаболитите могат да модулират ендокринната система, тъй като намалената експресия на IL-6 потиска естроген-зависимото развитие на тумора (De LeBlanc et al., 2005). L. helveticus упражнява и антимутагенен ефект при теста на Ames, където млякото, ферментирало от протеолитичния щам, може значително да инхибира мутагенезата (Matar et al., 1997).

Ферментиралите продукти от камилско мляко като Chal и Shubat са много важна част от ежедневната кухня в Северна Африка и средна западна Азия. И все пак има ограничена литература за механистично прозрение на противораковите свойства на ферментиралото камилско мляко. В скорошно проучване, противораково свойство на водоразтворими екстракти (Ключови думи: пробиотици, етнически ферментирала храна, Лактобацилус, млечни продукти, рак, ферментация

Цитиране: Ghosh T, Beniwal A, Semwal A и Navani NK (2019) Механистични прозрения в пробиотичните свойства на млечнокиселите бактерии, свързани с етнически ферментирали млечни продукти. Отпред. Микробиол. 10: 502. doi: 10.3389/fmicb.2019.00502

Получено: 18 октомври 2018 г .; Приет: 27 февруари 2019 г .;
Публикувано: 26 март 2019 г.

Паскуале Русо, Университет на Фоджа, Италия
Алекс Галанис, Тракийски университет на Демокрит, Гърция
Хорхе Райнхаймер, Национален университет в Прибрежието, Аржентина