Исследования генов и белков Открытый доступ

Абстрактный

Производство γ-аминомасляной кислоты в соке сывороточного белка во время ферментации Lactobacillus plantarum

Фатеме Зарей, Лейла Натеги, Мохамад Реза Эшаги, Марьям Эбрахими Тадж Абади, Назила Горбан Хоссейни и Марьям Зарей

Пробиотики — это микроорганизмы, принадлежащие к группе молочнокислых бактерий (LAB), которые улучшают здоровье человека и животных при использовании в достаточных количествах. Однако пробиотики могут быть эффективными только тогда, когда они находятся в желудочно-кишечном тракте. Идентификация и изоляция микроорганизмов из природных ресурсов — это эффективный подход к поиску видов бактерий с более высокой функциональной активностью, чем у обычно используемых видов. С одной стороны, из-за широкого генетического разнообразия Ирана и, с другой стороны, импорта пробиотиков в страну, следует исследовать местные пробиотические штаммы и их промышленное применение. В Иране LAB ранее извлекались из молочных продуктов на западе Ирана; в основном они принадлежали Lactobacillus (L.) paracasei, L. plantarum и Pediococcus (P.) acidilactici. В целом, LAB с пробиотическими свойствами в основном используются в различных ферментированных продуктах, особенно в молочных продуктах. Основываясь на их способности синтезировать гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК), скрининг LAB может открыть новые горизонты для молочных продуктов, обогащенных ГАМК. ГАМК — небелковая аминокислота (АА) с химической формулой C4H9NO2 и молекулярной массой 103,12 г моль-1. В 1950 году было показано, что большое количество ГАМК выделяется центральной нервной системой (ЦНС) млекопитающих (около 1 мг мл-1). Этот агент вырабатывается активностью глутаматдекарбоксилазы (ГАД) в митохондриях посредством необратимого декарбоксилирования L-глутамата в присутствии пиридоксаль-5'-фосфатного кофермента. Биологические функции ГАМК включают снижение артериального давления у людей, диуретическое действие, регуляцию сна, смягчение бессонницы и депрессии, подавление аутоиммунного ответа, лечение хронических заболеваний, связанных с алкоголем, снижение стресса и стимуляцию иммунных клеток. Поэтому большое внимание уделяется ГАМК как функциональному биоактивному агенту с потенциальными целебными свойствами в пищевых продуктах и ​​фармацевтических препаратах. Натуральная ГАМК была впервые обнаружена в картофеле и обнаружена в небольших количествах в нескольких
Эта работа частично представлена ​​на 10-й Международной конференции по геномике и молекулярной биологии, 21–23 мая 2018 г., Барселона, Испания
Сельскохозяйственные продукты, такие как ячмень, кукуруза, злаки, фрукты и овощи, включая шпинат, брокколи, помидоры, яблоки и виноград. В развитых странах ГАМК используется в качестве аминокислоты для здоровья. Кроме того, она популярна в качестве дополнительной добавки в различные продукты питания и безрецептурные препараты, используемые при многих симптомах, таких как нарушения сна и стресс. Относительно положительные результаты показали исследования по использованию добавок ГАМК у здоровых людей в дозе до 18 г в течение 4 дней или 120 мг в течение 12 месяцев. В настоящее время использование функциональных продуктов, содержащих ГАМК, растет во всем мире из-за значительной пользы для здоровья. Способность вырабатывать ГАМК различается в зависимости от различных штаммов МКБ. Однако на выработку ГАМК влияют несколько факторов, таких как источник углерода, концентрация глутамата, время ферментации, кофермент пиридоксаль-5-фосфат, температура и pH. Из этих факторов концентрация глутамата, время ферментации, температура и pH являются наиболее важными факторами у всех видов бактерий. Использование продуктов с высоким содержанием LAB для синтеза ГАМК создало новое видение для производства продуктов, обогащенных ГАМК. Насколько известно авторам, не проводилось исследований по разработке функциональных продуктов с использованием пробиотиков, извлеченных из местных молочных продуктов на западе Ирана. Поэтому основными целями данного исследования были оптимизация питательных сред и изучение потенциала бактериальной продукции ГАМК в пробиотиках, извлеченных из иранских молочных продуктов, с использованием двух питательных сред: бульона Де Мана, Рогозы и Шарпа (MRS) и сывороточного белка.
Материалы и методы: Lactobacillus plantarum вводили 108 в сывороточный белковый сок, содержащий концентрат банана и клубники, с добавлением 250 мМ глутаминовой кислоты. Жизнеспособность, pH, продукция ГАМК и сенсорная оценка обработок оценивались в течение 30 дней при 4 и 25 °C.
Результаты: Lactobacillus plantarum имеет потенциал для продукции ГАМК во всех лечебных напитках. Наибольшее количество продукции ГАМК (195,5 ppm), жизнеспособность пробиотических бактерий (8,01 log10 КОЕ/мл) и pH (3,81) после 30 дней хранения в сывороточном напитке, содержащем банановый концентрат, хранящемся при 25 °C. Оказалось, что результаты сенсорной оценки показали, что общие баллы приемлемости всех обработок существенно не различались (p>0,05).
Заключение и значимость: Подводя итог, можно сказать, что целями текущего исследования были оценка потенциальной продукции ГАМК тремя пробиотическими бактериями, выделенными из местных молочных продуктов западного Ирана в двух питательных средах из сывороточного белка и бульона MRS. Из трех изученных штаммов L. plantarum показал самый высокий потенциал продукции ГАМК (115,24 мг кг-1) в бульоне MRS. Чтобы увеличить количество ГАМК, продуцируемой L.
Эта работа частично представлена ​​на 10-й Международной конференции по геномике и молекулярной биологии, 21-23 мая 2018 г. Барселона, Испания
plantarum, были оптимизированы условия питательной среды, включая pH (4-6), температуру (30-50â„ÂÆ'), время (12-72 ч) и концентрацию глутаминовой кислоты (25-250 мМ). L. plantarum может иметь жизнеспособную функцию и производить ГАМК в сывороточном напитке, содержащем концентрат банана и клубники, без нежелательных эффектов на сенсорные свойства напитка. Напитки ГАМК на основе пробиотиков можно рассматривать как позитивный шаг в разработке функциональных продуктов и укреплении здоровья потребителей.