Funktionsprofilbewertung von Lactobacillus fermentum TCUESC01: Ein neuer potenzieller probiotischer Stamm, der während der Kakaogärung isoliert wurde

Zusammenfassung

Die Verwendung von probiotischen Darmbakterien ist in der Lebensmittelindustrie sehr verbreitet und stand im Mittelpunkt der meisten Forschungsarbeiten auf diesem Gebiet. In den letzten Jahren hat die Forschung an extraintestinalen Mikroorganismen aufgrund ihres bekannten Potenzials als Probiotika jedoch stark zugenommen. So untersuchten wir einen Stamm von Lactobacillus fermentum (TCUESC01), der aus fermentierendem Kakao extrahiert wurde. Zunächst untersuchten wir den Einfluss des pH-Werts auf das Wachstum dieses Stammes und untersuchten sein Überleben unter ähnlichen Bedingungen wie im menschlichen Magen-Darm-Trakt. L. fermentum TCUESC01 zeigte Resistenz gegen Bedingungen, die den menschlichen Magen und Darm nachahmen, und wuchs gut zwischen pH 5 und pH 7. Als nächstes unterwarfen wir L. fermentum TCUESC01 einer Lagerung bei 4 ° C in einer Milchlösung und stellten fest, dass es 28 Tage gut überlebte. Schließlich haben wir die Anfälligkeit dieses Stammes für zahlreiche Antibiotika und seine Tendenz zur Autoaggregation gemessen. L. fermentum TCUESC01 zeigte eine signifikante Autoaggregation sowie eine Empfindlichkeit gegenüber den meisten getesteten Antibiotika. Insgesamt unterstützen unsere Ergebnisse die mögliche Verwendung dieses extraintestinalen Bakteriums als diätetisches Probiotikum.

1. Einleitung

Die Suche nach neuen Probiotika wird durch das Wissen motiviert, dass jeder Stamm von Mikroorganismen unterschiedliche Eigenschaften besitzt und einzigartige Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit haben könnte. In der Vergangenheit wurde angenommen, dass die Milchsäurebakterien in probiotischen Produkten aufgrund der Spezifität des Wirts vom Menschen stammen mussten . Aber auch extraintestinale Mikroorganismen, die aus fermentierten laktosehaltigen Lebensmitteln oder fermentiertem Gemüse isoliert wurden, zeigen vielversprechende probiotische Wirkungen . Vorläufige Beweise aus unserem Labor zeigen, dass Lactobacillus-Stämme, die aus der Fermentation von hochwertigem Kakao stammen, probiotische Eigenschaften aufweisen: Sie reduzieren histologische Schäden, reduzieren die systemische Konzentration entzündlicher Zytokine und erhöhen die Serum-IgA-Spiegel in einem In-vivo-Versuchsmodell von Colitis . Die mögliche Verwendung dieser Stämme in kommerziellen Produkten hängt jedoch von einer Reihe von Tests ab, die von internationalen Organisationen empfohlen werden. Nach Angaben der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) und der Weltgesundheitsorganisation (WHO) sollten potenzielle probiotische Stämme auf ihre funktionellen und technologischen Eigenschaften hin bewertet werden, einschließlich ihrer Resistenz während des Magen-Darm-Transits und ihrer Stabilität während der Lagerung . Daher haben wir die funktionellen Eigenschaften und die Sicherheit des Lactobacillus fermentum-Stammes TCUESC01 bewertet, der während der Fermentation von hochwertigem Kakao isoliert wurde.

2. Materialien und Methoden

2.1. Mikroorganismen und Wachstumsbedingungen

Lactobacillus fermentum TCUESC01 Stamm (accession number KU244478, GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/KU244478)) wurde in Lactobacilli MRS Brühe (1% Pepton, 0,8% Fleischextrakt, 0,4% Hefeextrakt, 2% Glycose, 0,5% Natriumacetat, 0,2% Dikaliumhydrogenphosphat, 0,02% Magnesiumsulfat Heptahydrat, 0.005% Mangansulfattetrahydrat und 0,02% Zitronensäuretriammoniumsalz) (HIMEDIA®, Indien) 18 h bei 37°C gelagert und bei -80°C in einer 10%igen Milchlösung (Molico®, Brasilien) mit 30% Glycerin gelagert.

2.2. Analyse von Wachstum und Lebensfähigkeit unter variiertem pH

MRS−Brühenlösungen von pH 2, pH 3, pH 4, pH 5, pH 6, pH 7, pH 8 und pH 9 wurden durch Zugabe von 1 mol · L−1 Salzsäure oder 1 mol · L-1 Natriumhydroxid hergestellt. Vor dem Versuch wurde L. fermentum TCUESC01 für 18 h kultiviert und anschließend in einer Kochsalzlösung verdünnt (0.85% Natriumchlorid) auf eine optische Dichte (OD) von 0,3, gemessen bei 600 nm (OD600 = 0,3). Die Versuche wurden in 96-Well-Mikroplatten (Costar®) durchgeführt, wobei 180 µL MRS bei jedem pH-Wert mit 20 µL aktiver Kultur oder Kochsalzlösung als Kontrolle inokuliert wurden. Die Mikroplatte wurde bei 37°C inkubiert und die OD bei 600 nm stündlich für 10 h mit einem Spektralphotometer (Molecular Devices®, Versamax tunable microplate reader) bestimmt. Parallel dazu wurden stündlich Proben von jedem pH-Wert genommen, auf MRS-Agar plattiert und unter anaeroben Bedingungen bei 37 ° C inkubiert, um die Zelllebensfähigkeit zu testen.

2.3. In Vitro Toleranz gegenüber gastrointestinalen Bedingungen

Bakterien wurden bei 37 ° C über Nacht in 40 ml MRS-Brühe kultiviert, in einer Kochsalzlösung gewaschen und in 20 ml einer 10% igen Milchlösung inokuliert. Man ließ die Milchfermentation bis zum Erreichen eines pH-Wertes von 4,5 weiterlaufen, wobei die Bakterien durch serielle Verdünnung und Plattierung auf MRS−Agar gezählt wurden (KBE·mL-1). Zusätzlich erfolgte eine serielle Verdünnung in einer Kochsalzlösung (pH 2,5) mit Pepsin (3 g/L), gefolgt von einer Inkubation bei 37°C für 1,5 h. Die Bakterien wurden durch zwei Zentrifugationszyklen (5000 × g /10 min) und Resuspendieren in einer Kochsalzlösung gewaschen, bevor sie in 20 ml 1% iger Schweinegalle bei pH 8,0 (Merck®, Deutschland) resuspendiert und 45 Minuten bei 37 ° C inkubiert wurden. Die Bestimmung der Keimzahlen (KBE*mL−1) erfolgte durch Plattieren der Bakterienlösung in MRS-Agar unter anaeroben Bedingungen bei 37°C für 48 h nach jeder Inkubationsphase.

2.4. Überleben bei Kühllagerung in angesäuerter Milch

Der L. fermentum Stamm TCUESC01 wurde in MRS-Brühe kultiviert und anschließend durch Zentrifugation geerntet (5000×g/10 min). Anschließend wurden die Bakterien durch Resuspension in Kochsalzlösung gewaschen und erneut durch Zentrifugation pelletiert. Die Kulturen wurden in eine sterile Lösung von 10% fettfreier Milch, die mit Milchsäure auf pH 4,5 angesäuert worden war (Synth®, Brasilien), inokuliert. Die Milchsäurelösung wurde bei 4 ° C gekühlt und die koloniebildenden Einheiten (KBE · mL-1) wurden durch serielle Verdünnung und Plattierung auf MRS−Agar an 0, 7, 14, 21 und 28 Tagen gezählt. Die Lebensfähigkeit des Stammes wurde in Bezug auf den Nullzeitpunkt bestimmt, der als 100% überleben angesehen wurde.

2.5. Analyse der Autoaggregation

L. fermentum TCUESC01 wurde in 20 ml MRS-Brühe über Nacht bei 37°C kultiviert. Das Bakterienpellet wurde gesammelt und in Kochsalzlösung auf einen OD von 0,3 bei 600 nm resuspendiert (OD600 = 0,3). Die Kapazität von L. fermentum TCUESC01 zur Autoaggregation wurde getestet, indem die Suspension bei 37 ° C inkubiert und die OD stündlich für 5 h überwacht wurde. Die prozentuale Aggregation () wurde wie folgt berechnet: Wobei die anfängliche optische Dichte zum Nullzeitpunkt und die optische Dichte zum Zeitpunkt der Messung ist. Die gezeigten Ergebnisse waren die Mittelwerte plus / minus der Standardabweichungen aus drei Experimenten.

2.6. Antibiotika-Empfindlichkeitstest

L. fermentum TCUESC01 wurde 18 h in MRS-Brühe bei 37 °C gezüchtet und auf der McFarland-Skala in einer Kochsalzlösung auf 0,5 verdünnt. Antibiotika-Discs wurden auf Mueller-Hinton-Agarplatten gelegt, die dann mit 100 µL der aktiven Bakteriensuspension inokuliert wurden. Anschließend wurden die Platten unter anaeroben Bedingungen für 24 h bei 37°C inkubiert. Die Hemmzonen um die Scheiben herum wurden gemessen und die Bakterien als resistent (), mäßig empfindlich (MS) oder empfindlich () klassifiziert, basierend auf den in Tabelle 1 aufgeführten Standards. Die im Empfindlichkeitstest verwendeten Antibiotika-Discs waren Amoxicillin (AMO, LABORCLIN®, Brasilien, 10 µg), Ciprofloxacin (CIP, LABORCLIN, Brasilien, 5 µg), Amikacin (AMI, CECON®, Brasilien, 30 µg), Azithromycin (AZI, CECON, Brasilien, 15 µg), Amoxicillin und Clavulansäure (AMC, SENSIFAR®, Brasilien, 30 µg), Norfloxacin (NOR, LABORCLIN, Brasilien, 10 µg), Sulfonamid (SUL, NEWPROV®, Brasilien, 300 µg), Vancomycin (VAN, SENSIFAR, Brasilien, 30 µg), Streptomycin (EST, LABORCLIN, Brasilien, 10 µg), Erythromycin (ERI, CECON, Brasilien, 15 µg), Tetracyclin (TET, SENSIFAR, Brasilien, 30 µg), Imipenem (IPM, CECON, Brasilien, 10 µg), Cefalotin (CFL, LABORCLIN, Brasilien, 30 µg), Gentamicin (GEN, CECON, Brasilien, 10 µg), Cefotaxim (CTX, SENSIFAR, Brasilien, 30 µg), Cotrimoxazol (Trimethoprim und Sulfamethoxazol) (SUT, SENSIFAR, Brasilien, 25 µg), Chloramphenicol (GEN, SENSIFAR, Brasilien, 30 µg), Clindamycin (CLI , CECON, Brasilien, 2 µg), Penicillin G (PEN10, CECON, Brasilien, 10 µg) und Cefoxitin (CFO, LABORCLIN, Brasilien, 30 µg).

2.7. Statistische Analysen

Die Berechnungen der Mittelwerte und Standardabweichungen, die Varianzanalysen, die Mehrfachvergleichstests von Tukey und alle statistischen Analysen wurden mit dem Softwareprogramm GraphPad® Prism 5.0 durchgeführt. Alle Grafiken wurden ebenfalls mit dem Programm GraphPad Prism 5.0 erstellt.

3. Ergebnisse

3.1. Einfluss des pH-Werts auf das Wachstum und die Lebensfähigkeit von L. fermentum TCUESC01

L. fermentum TCUESC01 konnte in Medien bei pH 5, pH 6 und pH 7 wachsen (Abbildung 1). Außerhalb dieses pH-Bereichs wurde jedoch kein Wachstum beobachtet (Abbildung 1).

(ein)

(b)

(c)

(d)

(in)

(f)

(de)

(h)

(und)

(a)
(b)
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(f)
(g)
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(i)

Abbildung 1

Wachstum von Lactobacillus fermentum TCUESC01 im Zeitraum von 0 bis 10 Stunden Kulturen bei 37 ° C bei unterschiedlichem pH-Wert: (a) Wachstum von MRS ohne Änderung des pH-Wertes (pH 6,52); (b) Wachstum von MRS mit pH 2; (c) Wachstum von MRS mit pH 3; (d) Wachstum von MRS mit pH 4; (e) Wachstum von MRS mit pH 5; (f) Wachstum von MRS mit pH 6; (g) Wachstum der MRS mit pH 7; (h) Wachstum der MRS mit pH 8; (i) Wachstum der MRS mit pH 9. Jeder Punkt der Grafik stellt den Durchschnitt und die Standardabweichung aus drei Experimenten dar.

3.2. Toleranz von L. fermentum TCUESC01 gegenüber gastrointestinalen Bedingungen In Vitro

Die Toleranz von L. fermentum TCUESC01 gegenüber gastrointestinaler Passage wurde unter Bedingungen untersucht, die den menschlichen Gastrointestinaltrakt nachahmen sollen (Abbildung 2). Eine Bakterienlösung wurde in einer 10% igen Milchlösung auf eine Konzentration von 8,7 × 108 KBE·mL−1 gezüchtet. Nachdem wir die Bakterien 1,5 h lang einer pepsinhaltigen Lösung bei pH 2,5 unterworfen hatten, um Magensaft zu simulieren, beobachteten wir eine statistisch signifikante Reduktion () der Bakterienkonzentration auf 1,23 × 108 KBE · mL−1. Nach dem Waschen mit Kochsalzlösung wurden die Bakterien dann 45 Minuten lang einer Lösung von 1% Schweinegalle bei pH 8,0 unterworfen, um die Darmumgebung zu simulieren. Nach dieser Behandlung beobachteten wir eine Verringerung der Bakterienzahl um etwa 1 log (3,6 × 107 KBE · mL−1). Die Reduktion der Keimzahlen während der Inkubation in simuliertem Darmsaft war statistisch nicht unbedeutend.

Abbildung 2

Überleben von Lactobacillus fermentum TCUESC01 während der Passage durch den simulierten Gastrointestinaltrakt. „Fermentierte Milch“ nach Fermentation der Milch; „simulierter Magensaft“ nach Passage in Kochsalzlösung pH 2,5 + Pepsin; „simulierter Darmsaft“ nach Passage in Ochsengalle 1%. Jeder Punkt in der Grafik stellt den Durchschnitt und die Standardabweichung von drei Experimenten dar. Statistisch signifikante Reduktion () in Bezug auf „fermentierte Milch.“

3.3. Überleben von L. fermentum TCUESC01 unter kommerziellen Lagerbedingungen

Um ihr Überleben während der Lagerung zu bewerten, wurden L. fermentum-Bakterien 28 Tage lang bei 4 ° C in einer ansonsten sterilen 10% igen fettfreien Milch gekühlt, die mit Milchsäure auf pH 4,5 angesäuert wurde (Abbildung 3). Der Bakterienstamm hatte anfangs eine Konzentration von 3,6 × 109 KBE · mL−1, aber nach 7 Tagen Lagerung beobachteten wir eine statistisch signifikante Verringerung der Bakterienzahl um etwa 1 log. Von Tag 7 bis Tag 21 gab es ein unerwartetes Wachstum von 4,3 × 108 KBE · mL−1 auf 9,0 × 108 KBE · mL−1. Am Tag 28 war die Bakterienkonzentration auf 2,83 × 108 KBE · mL-1 gesunken.

Abbildung 3

Überleben von Lactobacillus fermentum TCUESC01 in fermentierter Milch von 0 bis 28 Tagen bei 4 ° C. Jeder Punkt repräsentiert den Durchschnitt und die Standardabweichung von drei Experimenten. „a“: statistisch signifikanter Unterschied in Bezug auf Tag Null (); „b“: statistisch signifikanter Unterschied in Bezug auf Tag 14; „c“: statistisch signifikanter Unterschied in Bezug auf Tag 21.

3.4. Autoaggregation von L. fermentum TCUESC01

Die Bakterien aggregierten zunehmend bis zur fünften Stunde der In-vitro-Kultur, wobei ein Maximum von 70,19 ± 1,78% Aggregation beobachtet wurde (Abbildung 4). Die stündliche Zunahme der prozentualen Aggregation war jedoch nur bis zur dritten Stunde des Experiments statistisch signifikant ().

Abbildung 4

Prozentsatz der Autoaggregation von Lactobacillus fermentum TCUESC01, ausgewertet von der 1. bis 5. Kultivierungsstunde in MRS-Brühe bei 37 ° C. „a“: statistisch signifikanter Unterschied in Bezug auf die 1. Aggregationsstunde; „b“: statistisch signifikanter Unterschied in Bezug auf die 2. Aggregationsstunde, . Jeder Punkt repräsentiert den Durchschnitt und die Standardabweichung von 3 Experimenten.

3.5. Empfindlichkeit von L. fermentum TCUESC01 gegenüber Antibiotika

Dieser Stamm von L. fermentum showed susceptibility to the majority of antibiotics tested (Table 2). The few exceptions were the fluoroquinolones norfloxacin and ciprofloxacin, the nucleic acid synthesis inhibitors sulfonamide and cotrimoxazole (sulfamethoxazole and trimethoprim), the cell wall synthesis inhibiting glycopeptide antibiotic vancomycin, and the cell wall synthesis inhibiting β-lactam cefoxitin. L. fermentum TCUESC01 war anfällig für Amoxicillin, Amoxicillin und Clavulansäure, Penicillin G, die β-Lactame Cefotaxim und Cefalotin, die Aminoglykoside Amikacin und Gentamycin, das Lincosamid Clindamycin, das Carbapenem Imipenem, die Makrolide Azithromycin und Erythromycin, das Phenicol Chloramphenicol und Tetracyclin. Der Stamm war auch mäßig anfällig für Streptomycin.

4. Diskussion

Richtlinien der FAO und der WHO bekräftigen die Notwendigkeit, die funktionellen Eigenschaften und die Sicherheit von Bakterien zu analysieren, bevor ihre Verwendung in einer Lebensmittelmatrix vorgeschlagen wird . Wir untersuchten zunächst die Fähigkeit dieser Art von Lactobacillus, bei unterschiedlichen pH-Werten zu wachsen und zu überleben, und obwohl sie nur im Bereich von pH 5 bis pH 7 wuchs, blieb sie während 10-stündiger Inkubationen bei allen bewerteten pH-Werten lebensfähig, mit Ausnahme von pH 2. Studien haben eine große Variabilität des Magen-pH-Wertes gezeigt, wenn der Magen leer ist , mit Durchschnittswerten unter pH 4 . Die Darmumgebung ist stabiler und variiert zwischen pH 6 und pH 8, abhängig von der untersuchten Darmregion . Obwohl dieses Milchsäurebakterium nicht die Fähigkeit gezeigt hat, sich unter pH 2, 5 zu vermehren oder zu überleben, bleibt es daher im intestinalen pH-Bereich lebensfähig und kann daher möglicherweise in dieser Umgebung funktionieren. In Übereinstimmung mit unseren Daten zeigten Lactobacillus plantarum (ST194BZ, ST414BZ und ST664BZ), Lactobacillus rhamnosus (ST461BZ, ST462BZ) und Lactobacillus paracasei (ST242BZ, ST284BZ), die aus einem häufig konsumierten fermentierten Getränk (Boza) von der Balkanhalbinsel isoliert wurden, gute Wachstumsraten während 10 h Inkubation zwischen pH 5 und pH 7 . L plantarum 423 isoliert aus Sorghum Drink, L. plantarum 241 isoliert aus Schweineilum, L. curvatus DF38 isoliert aus Salami und Lactococcus lactis ssp. lactis HV219, das aus menschlichen Vaginalsekreten isoliert wurde, zeigte in ähnlichen Experimenten ebenfalls ein Wachstum zwischen pH 5 und pH 6,5 . Insgesamt zeigen unsere Ergebnisse, dass L. fermentum TCUESC01 eine ähnliche Wachstums- und pH-Resistenz aufweist wie andere potenzielle extraintestinale probiotische Bakterien. Darüber hinaus kann die Empfindlichkeit des Stammes gegenüber pH-Werten unter 2,5 durch den Einsatz von Methoden, die die Bakterien schützen, wie z. B. Mikroverkapselung, überwunden werden . Unsere Ergebnisse unterstützen die mögliche Anwendung dieses Stammes als probiotischer Zusatzstoff in Lebensmitteln mit deutlich sauren Eigenschaften, z. B. Käse, Säften und fermentierter Milch.

Die gastrointestinale Umgebung kann für viele Bakterien feindlich sein; Eine Vielzahl von Stressoren wie Säure, Verdauungsenzyme und Gallensalze können ihr Überleben während des Transits in den Darm negativ beeinflussen . Der Lactobacillus in dieser Studie zeigte eine diskrete quantitative Reduktion, blieb jedoch unter Magen- und Darmbedingungen lebensfähig und widersetzte sich einer Konzentration von Galle, die dreimal so hoch war wie im menschlichen Darm (0, 3%) . Ähnlich wie unsere Daten, Kaushik et al. beobachtet, dass Lactobacillus plantarum Lp9 von seiner anfänglichen Konzentration um etwa 0,5 log abnahm, wenn es Bedingungen ausgesetzt wurde, die den Magen nachahmen (pH 2), und 1 log, wenn es Bedingungen ausgesetzt wurde, die den Darm nachahmen. In einer anderen Studie, L. rhamnosus VT1/1, isoliert aus Käse, zeigte eine Verringerung der Konzentration um etwa 2 log unter niedrigen pH-Bedingungen (pH 3) und eine Verringerung der Konzentration um 1 log bei Inkubation bei pH 7 in Gegenwart von 2% Gallensalzen . Unsere Ergebnisse legen nahe, dass sich L. fermentum durch das Magen−Darm−System bewegen und in Konzentrationen über 107 KBE · g-1 (oder KBE · mL-1) überleben könnte, was frühere Studien nahe legen würde ausreichen, um mit der Wirtsumgebung zu interagieren und / oder sie zu stören .

Die Lebensmittelmatrix ist auch ein Einflussfaktor für die Lebensfähigkeit von Mikroorganismen während ihrer Lagerung . Bei der Untersuchung des Langzeitüberlebens von L. fermentum TCUESC01 in angesäuerter Milch beobachteten wir eine anfängliche Reduktion der Keimzahlen, gefolgt von einem leichten Anstieg von Tag 7 bis Tag 21. Dieses Wachstum kann durch den fortgesetzten bakteriellen Metabolismus in der Milchlösung erklärt werden, wenn auch aufgrund der niedrigen Temperatur mit reduzierter Geschwindigkeit. In: Donkor et al. auch beobachtete quantitative Variation in probiotischen Bakterien während der Lagerung bei 4° C, insbesondere Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus Lb1466, der von Tag 7 bis Tag 14 der Kühllagerung ein Wachstum von 1 log aufwies. In einer anderen Studie reduzierte L. plantarum, das in fermentierter Milch gelagert wurde, seine Zellkonzentration während einer Lagerung von etwa 28 Tagen bei 4 ° C signifikant um 1 log. Obwohl L. fermentum am letzten Tag der Lagerung eine Abnahme von 1 log gegenüber seiner Anfangskonzentration gezeigt hatte, war seine Konzentration am Verfallsdatum der Milchsäurelösung überdurchschnittlich hoch . In ähnlicher Weise, basierend auf den Empfehlungen der Nationalen Agentur für Sanitärüberwachung (ANVISA), L. fermentum TCUESC01 könnte ähnlich wie fermentierte Milch in Lebensmittelmatrizen eingebracht werden und in ausreichenden Konzentrationen bis zum Verfallsdatum des Produkts überleben .

Mikroorganismen mit der Fähigkeit zur Autoaggregation verbleiben länger im Darm und haben somit bessere Wechselwirkungen mit Epithelzellen und dem Wirtsimmunsystem . Der Stamm L. fermentum TCUESC01 zeigte in unserer 5-h-Studie eine erhöhte Fähigkeit zur Autoaggregation. Dieses Ergebnis ist höher als das von Beganović et al. , der demonstrierte, dass L. fermentum A8 60.9 ± 3 hatte.91% Autoaggregation nach 5 h Inkubation oder die von Bao et al. , die nach einer 20-stündigen Inkubation eine Autoaggregation von weniger als 28% für 10 Stämme von L. fermentum zeigten. Basierend auf unseren Ergebnissen aggregiert L. fermentum gut und kann bei Einnahme wahrscheinlich über lange Zeiträume in der menschlichen Darmumgebung verbleiben.

Schließlich untersuchten wir die Empfindlichkeit von TCUESC01 gegenüber einer Vielzahl von Antibiotika. Die Kenntnis der Antibiotikaempfindlichkeit ist äußerst wichtig, wenn wir drei wichtige Faktoren berücksichtigen: die seltene Möglichkeit einer Infektion durch Lactobacillus, das Risiko einer horizontalen Übertragung von Resistenzgenen auf native Mikroben und die Assoziation zwischen probiotischen Bakterien und Antibiotika-Behandlung. L. fermentum TCUESC01 zeigte eine Empfindlichkeit gegenüber den meisten Antibiotika, mit Ausnahme von Nukleinsäuresynthesehemmern (Norfloxacin, Ciprofloxacin, Sulfonamid und Cotrimoxazol) und zwei Zellwandsynthesehemmern (Vancomycin und Cefoxin). Diese Ergebnisse bestätigen die von Kirtzalidou et al. auf 74 Stämmen von Lactobacillus ssp. isoliert aus menschlichen Fäkalien, von denen 94.5% Stämme waren resistent gegen Amikacin, alle waren resistent gegen Kanamycin und Ciprofloxacin, 84,7% der Stämme waren resistent gegen Vancomycin, 1,6% Stämme waren resistent gegen Cefalotin und 8,5% der Stämme waren resistent gegen Bacitracin. Im Allgemeinen zeigen Laktobazillen eine intrinsische Resistenz gegen Chinolone, Trimethoprim, Sulfonamide, Vancomycin und die Mehrheit der Nukleinsäurehemmer, während sie mit Ausnahme von Aminoglykosiden eine Anfälligkeit für Proteinsynthesehemmer aufweisen . Es ist erwähnenswert, dass die hier beobachtete Antibiotikaresistenz der Gattung innewohnt, wie aus veröffentlichten Studien hervorgeht, und horizontaler Gentransfer ist daher ungewöhnlich. Zusammenfassend unterstützt das Resistenzprofil von L. fermentum TCUESC01 die Möglichkeit der Verwendung zusammen mit Antibiotika, die die Nukleinsäuresynthese hemmen.

5. Schlussfolgerungen

Obwohl es sich um einen extraintestinalen Stamm handelt, der während der Kakaogärung isoliert wurde, zeigt L. fermentum TCUESC01 ein starkes Potenzial als Probiotikum für die Anwendung in Lebensmitteln. Es bleibt über ein breites pH-Spektrum lebensfähig und eignet sich daher für die Aufnahme in verschiedene Arten von Lebensmitteln. Bei Lagerung in einem gekühlten Milchprodukt bleibt die Lebensfähigkeit bis zum Ablaufdatum des Produkts über den von anerkannten nationalen und internationalen Organisationen empfohlenen Werten. Unter Bedingungen, die den gastrointestinalen Transit nachahmen, überlebt es auch in Mengen, die für die Aufrechterhaltung des probiotischen Potentials ausreichen. In Bezug auf sein vorhergesagtes Verhalten im Darm zeigt L. fermentum TCUESC01 eine starke Tendenz zur Autoaggregation. Schließlich weist dieser Stamm Antibiotika-Anfälligkeits- und Resistenzprofile auf, die seine Verwendung neben medikamentösen Therapien ermöglichen. Zusammengenommen deuten diese Eigenschaften darauf hin, dass L. fermentum TCUESC01 ein großes Potenzial als sicherer probiotischer Lebensmittelzusatzstoff hat.

Interessenkonflikte

Die Autoren erklären, dass sie keine Interessenkonflikte haben.

Danksagungen

Diese Forschung wurde durch ein Stipendium der Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB) unterstützt. Der Conselho de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) und die Coordinação de Aperfeiçoamento De personnels de niveau Superior (CAPES) stellten einigen Autoren Stipendien für Produktivität und Absolventen zur Verfügung.