Aby dane szczepy bakterii mogły zostać uznane za probiotyczne, konieczne jest naukowe udowodnienie ich prozdrowotnych właściwości. Aktualnie są one potwierdzone dla niewielu gatunków bakterii. Jednak zainteresowanie naukowców światem mikroorganizmów dostarcza nam coraz więcej dowodów na ich wielokierunkowe, korzystne działanie w organizmie człowieka.
Rodzaj Lactobacillus
Bakterie fermentacji mlekowej z rodzaju Lactobacillus należą do klasy Bacilli, rzędu Lactobacillales i rodziny Lactobacillaceae. Mają postać pałeczek i zaliczane są do fakultatywnych beztlenowców. Nie wytwarzają endospor ani katalazy, są kwasolubne i zróżnicowane pod względem strukturalnym.
Z uwagi na syntetyzowane metabolity zostały podzielone na trzy typy. Do pierwszego należą bakterie homofermentatywne. Drugi typ to bakterie względnie heterofermentatywne, a do ostatniej grupy zaliczane są drobnoustroje bezwzględnie heterofermentatywne. Do tego rodzaju należą zarówno szczepy termofilne jak i mezofile.
Naturalnie występują w rozkładających się surowcach roślinnych czy fekaliach m.in. z uwagi na fakt, iż stanowią element mikrobiomu jelitowego człowieka i zwierząt.
Dzięki swoim właściwościom znalazły szerokie zastosowanie w przemyśle spożywczym. Bakterie z rodzaju Lactobacillus są wykorzystywane do produkcji mlecznych napojów fermentowanych, kiszonej kapusty i ogórków czy pieczywa. Rodzaj Lactobacillus posiada status GRAS (ang. generalny recognized as safe), co oznacza „bezpieczne w stosowaniu”. Niektóre szczepy należące do tego rodzaju mają udowodnione właściwości prozdrowotne i zaliczane są do probiotyków. Są to gatunki Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus johnsonii czy Lactobacillus plantarum. Warto zaznaczyć, że bakterie z rodzaju Lactobacillus są wykorzystywane w przemyśle również do produkcji bakteriocyn.
Tabela 1. Przedstawiciele rodzaju Lactobacillus w produktach probiotycznych Living Food i ich właściwości prozdrowotne
| Gatunek/szczep | Działanie prozdrowotne |
| Lactobacillus rhamnosus GG (ATCC 53103) | Pozytywny wpływ na układ immunologiczny (właściwości antyalergiczne) i układ pokarmowy, sprzyja skutecznemu leczeniu nieswoistych zapaleń jelit (IBD), zmniejsza częstość występowania biegunki. Suplementy zawierające ten szczep są wykorzystywane w terapii przeciwko Helicobacter pylori, a podawane niemowlętom sprzyjają ich prawidłowemu rozwojowi. |
| Lactobacills rhamnosus LR 04 (DSM 16605) | Wysoka skuteczność w leczeniu przewlekłych biegunek u osób starszych, przyczynia się do zmniejszenia częstości występowania i nasilenia chorób układu oddechowego, wykazuje silną aktywność przeciwdrobnoustrojową przeciwko szczepom z gatunku E. coli. |
| Lactobacillus rhamnosus LR 05 (DSM 19739) | Właściwości przeciwzapalne i immunomodulacyjne, stosowany w leczeniu alergii. |
| Lactobacillus rhamnosus LR 06 (DSM 21981) | Aktywność przeciwdrobnoustrojowa przeciwko bakteriom (w tym szczepom z gatunku E. coli) i aktywnością przeciwgrzybową. Wpływa na zmniejszenie liczby bakterii redukujących siarczany, korzystnie oddziałując na stan zdrowia osób z halitozą. |
| Lactobacillus rhamnosus ATB-LRS905 (LMG 25626) | Produkuje β-galaktozydazy, enzymy wspierające trawienie laktozy u osób z nietolerancją tego cukru. Stymuluje prawidłową odpowiedź immunologiczną, a dzięki zdolności do wytwarzania nadtlenku wodoru wykazuje działanie bakteriobójcze. |
| Lactobacillus casei 101/37 (LMG P- 17504) | Posiada właściwości immunomodulacyjne, przyczynia się do łagodzenia objawów zespołu jelita drażliwego (IBS). |
| Lactobacillus acidophilus LA 1 (LMG P- 21904) | Przyczynia się do utrzymania prawidłowego stanu przewodu pokarmowego u pacjentów z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego (CU). |
| Lactobacillus acidophilus LA02 (DSM 21717) | Wykazuje działanie związane z tworzeniem i utrzymaniem biofilmu pochwy, utrudniając przetrwanie drożdżakom i innym grzybom, redukuje stany zapalne dróg rodnych. Łagodzi objawy IBS i reguluje procesy wchłaniania ze światła jelit. |
| Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus LB 2 (LMG P-21905) | Wykorzystywany w utrzymaniu remisji u pacjentów z CU, przyczynia się do łagodzenia objawów IBS. |
| Lactobacillus plantarum LP 02 (LMG P- 21020) | Charakteryzuje się aktywnością przeciwdrobnoustrojową przeciwko szczepom z gatunku E. coli. Przyczynia się do zmniejszenia częstości występowania chorób układu oddechowego. |
| Lactobacillus plantarum LP 01 (LMG P-21021) | Charakteryzuje się właściwościami związanymi z łagodzeniem objawów IBS, pozwala na zwiększenie częstości wypróżnień u dzieci z czynnościowymi zaparciami. Charakteryzuje się silnymi właściwościami antymikrobiologicznymi przeciwko szczepom bakterii z gatunku E. coli. |
| Lactobacillus plantarum LP 09 (DSM 25710) | Wykazuje korzystne działanie w leczeniu hipercholesterolemii i działanie inhibujące wobec bakterii z gatunku L. monocytogenes. |
| Lactobacillus fermentum LF 2 (LMG 27299) | Posiada zdolność do wytwarzania wysokich stężeń egzopolisacharydu (EPS), co przyczynia się do obniżenia poziomu cholesterolu we krwi. Wykazuje właściwości przeciwnowotworowe, przeciwwrzodowe oraz immunomodulacyjne. |
| Lactobacillus pentosus LPS 01 (LMG P-21019) | Charakteryzuje się aktywnością przeciwdrobnoustrojową przeciwko grzybom i szczepom bakterii z gatunku E. coli. |
| Lactobacillus reuteri LRE 02 (DSM 23878) | Wykazuje aktywność antyoksydacyjną. |
| Lactobacillus paracasei LPC 00 (LMG P- 21380) | Sprzyja przywróceniu równowagi mikrobioty jelitowej (eliminacja stanu dysbiozy) oraz charakteryzuje się produkcją ryboflawiny. |
Rodzaj Bifidobacterium
Rodzaj Bifidobacterium różni się znacząco pod względem filogenetycznym od pozostałych bakterii fermentacji mlekowej. Bakterie te należą do klasy Actinobacteria, rzędu Bifidobacteriales i rodziny Bifidobacteriaceae. Są to termofilne pałeczki, zaliczane do bezwzględnych beztlenowców.
Bifidobacterium prowadzą heterofermentację mlekową w wyniku czego produkowany jest głównie kwas octowy i kwas mlekowy. Bakterie z rodzaju Bifidobacterium naturalnie zasiedlają jelita ludzi i zwierząt, skąd są izolowane. Charakteryzuje je udowodnione, korzystne oddziaływanie na organizm człowieka i są zaliczane do probiotyków. W przemyśle spożywczym znajdują zastosowanie głównie w mleczarstwie.
Tabela 2. Przedstawiciele rodzaju Bifidobacterium w produktach probiotycznych Living Food i ich właściwości prozdrowotne
| Gatunek/szczep | Działanie prozdrowotne |
| Bifidobacterium breve BL 10 (LMG P- 17500) | Pozytywnie oceniany w utrzymaniu remisji u pacjentów z CU, przyczynia się do łagodzenia objawów IBS. |
| Bifidobacterium breve BR 03 (DSM 16604) | Przyczynia się do zwiększenia liczby wypróżnień i przywrócenia równowagi mikrobiomu w IBS. Wykazuje właściwości przeciwzapalne i aktywność przeciwdrobnoustrojową przeciwko szczepom bakterii z gatunku E. coli. Łagodzi objawy astmy, celiakii i atopowego zapalenia skóry. Sprzyja procesom regeneracji po treningach. |
| Bifidobacterium breve Bbr 8 (LMG P-17501) | Charakteryzuje się pozytywnym działaniem w utrzymaniu remisji u pacjentów z CU i przyczynia się do łagodzenia objawów IBS. |
| Bifidobacterium animalis subsp. lactis Bi 1 (LMG P- 17502) | Charakteryzuje się pozytywnym działaniem w utrzymaniu remisji u pacjentów z CU i przyczynia się do łagodzenia objawów IBS. |
| Bifidobacterium animalis ssp. lactis BS 01 (LMG P – 21384) | Przyczynia się do zwiększenia częstości wypróżnień u dzieci z czynnościowymi zaparciami i do zmniejszenia częstości występowania chorób układu oddechowego. |
| Bifidobacterium longum BL 03 (DSM 16603) | Przyczynia się do zwiększenia częstości wypróżnień u dzieci z czynnościowymi zaparciami. |
| Bifidobacterium longum ATB-BLM802 (LMG 26652) | Szczep produkujący β-galaktozydazy, enzymy pomagające w trawieniu laktozy u osób z nietolerancją tego dwucukru. |
| Bifidobacterium longum W 11 (LMG P-21586) | Przyczynia się do zwiększania częstotliwości wypróżnień u pacjentów z zaparciami, do zmniejszenia bólu brzucha, łagodzi wzdęcia i dolegliwości związane z antybiotykoterapią. Wspomaga leczenie encefalopatii wątrobowej. |
| Bifidobacterium bifidum BB 01 (DSM 22892) | Neutralizuje stan dysbiozy mikrobiomu jelitowego. |
| Bifidobacterium breve ATB-BBE804 (LMG 13208) | Posiada zdolność biotransformacji kwasu linolowego (LA) w sprzężony kwas linolowy (CLA). |
Rodzaj Streptococcus
Bakterie z gatunku Streptococcus salivarius ssp. thermophilus, dawniej Streptococcus thermophilus, należą do typu Firmicutes, klasa Bacilli, rząd Lactobacillales, rodzina Streptococaceae, rodzaj Streptococcus. Są to gram-dodatnie, termofilne bakterie o optymalnej temperaturze wzrostu 45°C, zaliczane do paciorkowców. Bakterie Streptococcus salivarius ssp. thermophilus znalazły zastosowanie w przemyśle spożywczym, w produkcji jogurtów, serów i innych przetworów fermentowanych.
Głównym efektem metabolizmu tej grupy bakterii jest biosynetza mleczanu z laktozy, dzięki czemu bardzo dobrze funkcjonują w środowisku mlecznym. Bakterie Streptococcus salivarius produkują czynnik bakteriocynogeniczny i ureazaę, a także wykazują zdolność do syntezy polisacharydów (np. kwasu hialuronowego) oraz tolerują środowisko tlenowe.
Tabela 3. Przedstawiciele rodzaju Streptococcus w produktach probiotycznych Living Food i ich właściwości prozdrowotne.
| Gatunek/szczep | Działanie prozdrowotne |
| Streptococcus thermophilus 9Y (LMG P-17225) | Wykazuje aktywność w modulacji odpowiedzi immunologicznej, przyczynia się do utrzymania remisji u pacjentów z CU i łagodzenia objawów IBS. |
| Streptococcus thermophilus Z 57 (LMG P-21908) | Przyczynia się do łagodzenia objawów IBS. |
| Streptococcus thermophilus FP 4 (DSM 18616) | Sprzyja regeneracji organizmu po treningach i przyczynia się do zmniejszenia napięcia mięśni po ćwiczeniach siłowych. |
Rodzaj Leuconostoc
Rodzaj Leuconostoc to ziarniaki zaliczane podobnie jak Lactobacillus do klasy Bacilli i rzędu Lactobacillales. Różnią się jednak rodziną. Leuconostoc należy do rodziny Leuconostocaceae.
Są to gram dodatnie obligatoryjnie heterofermentatywne mezofile. Należą do względnych beztlenowców i są katalazoujemne.
Podstawowymi metabolitami wytwarzanymi przez bakterie z rodzaju Leuconostoc jest kwas mlekowy (enancjomer D -) oraz alkohol etylowy. Bakterie z rodzaju Leuconostoc występują powszechnie na powierzchni roślin zielonych. Zastosowanie znajdują w przemyśle mleczarskim, gdzie wykorzystywane są do produkcji mlecznych napojów fermentowanych, śmietany, serów dojrzewających czy masła. Niektóre szczepy mają zdolność do wytwarzania ditlenku węgla co powoduje powstawanie dziur w serze. Bakterie z rodzaju Leuconostoc syntetyzują diacetyl, który odpowiada za charakterystyczny „maślany” zapach. Czasami obecność bakterii rodzaju Leuconostoc jest niekorzystna. Mogą stanowić czynnik powodujący śluzowacenie wyrobów przemysłu cukrowniczego.
Rodzaj Lactococcus
Rodzaj Lactococcus reprezentują gram dodatnie bakterie zaliczane do klasy Bacilli i rzędu Lactobacillales. Przynależą do rodziny Streptococcaceae. Prowadzą homofermentację mlekową i klasyfikowane są jako mezofile.
Głównym metabolitem produkowanym przez ten rodzaj bakterii jest kwas L (+) mlekowy. Lactococcus lactis to gatunek z rodzaju Lactococcus, który ma istotne znaczenie w przetwórstwie żywności. W największym stopniu wykorzystywany jest przez przemysł mleczarski, jednak uczestniczy także w produkcji fermentowanych surowców roślinnych. Ponadto gatunek Lactococcus lactis jest producentem nizyny, stosowanej w przemyśle spożywczym jako konserwant żywności (Dz. U. nr 232 poz. 1525). Dodatkowo stwierdzono jego pozytywne oddziaływanie na przeżywalność bakterii z rodzaju Bifidobacterium.
Bibliografia:
- Gajewska J., Błaszczyk M. K., 2012. Probiotyczne bakterie fermentacji mlekowej (LAB). Postępy Mikrobiologii, tom 51, nr 1, s. 55-65.
- Hemme D., Foucaud-Scheunemann K., 2004. Leuconostoc, characteristics, use in dairy technology and prospects in functional foods. International Dairy Journal, nr 14, s. 467-494.
- Holland R., 2011. Lactic acid bacteria. Leuconostoc spp. Encyclopedia of Dairy Sciences (Second Edition), s. 138-142.
- Jurkowski M., Błaszczyk M., 2012. Charakterystyka fizjologiczno-biochemiczna bakterii fermentacji mlekowej. Kosmos. Problemy nauk biologicznych, tom 61, nr 3, s. 493-504.
- Libudzisz Z., 2013. Bakterie fermentacji mlekowej, w Libudzisz Z., Kowal K., Żakowska Z.. Mikrobiologia techniczna. Tom 2. Mikroorganizmy w biotechnologii, ochronie środowiska i produkcji żywności. Wydawnictwo Naukowe PWN.
- Moneta J., Piątkiewicz A., 2010. Bakterie, w Libudzisz Z., Kowal K., Żakowska Z.. Mikrobiologia techniczna. Tom 1. Mikroorganizmy i środowiska ich występ Wydawnictwo Naukowe PWN.
- Odamki T., Yonezawa S., Sugahara H., Xiao J., Yaeshima T, Iwatsuki K., 2011. A one step genotypic identification of Lactococcus lactis subspecies at the species/strain levels. Systematic and Applied Microbiology, nr 34, s. 429-434.
- Petrov K., Urshev Z., Petrova P., 2008. L(+)-Lactic acid production from starch by a novel amylolytic Lactococcus lactis subsp. lactis B84. Food Microbiology, nr 25, s. 550-557.
- Samet A., Bronk M., 2008. Bifidobacterium – drobnoustroje probiotyczne. URL: http://www.alergologia.org/spis-publikacji/44-iv-zimowe-warsztaty-sekcji- dermatologicznej-pta-/719-Bifidobacterium-drobnoustroje-probiotyczne
- Słońska A., Klimuszko D., 2010. Bakteriocyny probiotycznych pałeczek z rodzaju Lactobacillus. Postępy Mikrobiologii, tom 10, nr 2, s. 87-96.
- Steinka I., 2009. Innowacje technologiczne a bezpieczeństwo żywności. Annales Academiae Medicae Gedanensis, nr 39, s. 123-132.
- Steinka I., 2011. Wybrane aspekty stosowania probiotyków. Annales Academiae Medicae Gedanensis, nr 41, s. 97-108.
- Trojanowska K., Giebel H., Gołębiowska B., 2009. Mikrobiologia żywności. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu.
- Yonezawa S., Xiao J. Z., Odamaki T., Ishida T., Miyaji K., Yamada A., Yaeshima T., Iwatsuki K., 2010. Improved growth of bifidobacteria by co- cultivation with Lactococcus lactis subspecies. lactis. Journal of Dairy Science, nr 93, s. 1815-1823.
- Zielińska D., Kołożyn–Krajewska D., Sidarenka A. V., Novik I. G., 2012. Wzrost i przeżywalność bakterii z rodzaju Bifidobacterium w napoju sojowym. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość., tom 83, nr 4, s. 86-97.
