Działanie prozdrowotne bakterii fermentacji mlekowej

Działanie prozdrowotne bakterii fermentacji mlekowej

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

Rodzaj Bifidobacterium

 per 100 mlper serving125 ml% RWS* 
energy36 kJ/8 kcal45 kJ/10 kcal0%
fat0 g0 g0%
including saturated fatty acids0 g0 g0%
carbohydrates2,1 g2,6 g0%
including sugars0 g0 g0%
fiber0 g0 g-
protein0 g0 g0%
salt
0,02 g0,02 g0%

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

 per 100 mlper serving10 ml% RWS* 
energy84 kJ/20 kcal8 kJ/2 kcal0%
fat0 g0 g0%
including saturated fatty acids0 g0 g0%
carbohydrates4,2 g<0,5 g0%
including sugars<0,5 g0 g0%
fiber<0,5 g0 g-
protein<0,7 g0 g0%
salt<0,02 g0 g0%

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.

 per 100 mlper serving 10 ml% RWS* 
energy72 kJ/17 kcal8 kJ/2 kcal0%
fat0 g0 g0%
including saturated fatty acids0 g0 g0%
carbohydrates3,8 g<0,5 g0%
including sugars<0,5 g0 g0%
fiber<0,5 g0 g-
protein<0,5 g0 g0%
salt<0,01 g0 g0%

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.