Selekcja bakterii z rodzaju Lactobacillus wydajnych w syntezie egzopolisacharydów

• Autorzy: Oleksy M. , Klewicka E.

Warianty tytułu

EN

Screening of efficient exopolysaccharideproducing strains of Lactobacillus sp

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Egzopolisacharydy (EPS) bakterii z rodzaju Lactobacillus charakteryzują się korzystnymi właściwościami prozdrowotnymi, dzięki którym mogą być stosowane jako funkcjonalne składniki żywności. Ich wykorzystanie na skalę przemysłową jest jednak utrudnione ze względu na wysoki koszt oraz niską wydajność produkcji. Odpowiedni dobór szczepów wydajnych w syntezie EPS może znacznie zwiększyć szansę ich wykorzystania w technologii żywności. Celem pracy była selekcja szczepów bakterii z rodzaju Lactobacillus zdolnych do wydajnej syntezy egzopolisacharydów zarówno w formie śluzu, jak i otoczek polisacharydowych. Na podstawie przeprowadzonych analiz makro- i mikroskopowych spośród 58 szczepów wytypowano trzy szczepy z gatunku Lactobacillus rhamnosus (ŁOCK 0943, ŁOCK 0935 oraz OM1) o najkorzystniejszych cechach wpływających na właściwości reologiczne podłoża hodowlanego. W pracy wykazano, że szczepy te mogą stanowić wydajne narzędzie w produkcji bakteryjnych egzpolisacharydów. Badane bakterie syntetyzują EPS w ilości 68 ÷ 137 mg/l w zależności od rodzaju źródła węgla. Zatem skład podłoża hodowlanego jest jednym z czynników determinujących wydajność syntezy EPS przez bakterie z rodzaju Lactobacillus.

EN

Exopolysaccharides (EPS) produced by bacteria of the Lactobacillus genus are characterized by beneficial health-promoting properties owing to which EPS can be used as functional food ingredients. However, their utilization on an industrial scale is made difficult by high costs of their production and low productivity. A way to increase the prospect of utilizing EPS in food technology is to properly select strains that are efficient in the synthesis thereof. The objective of the research study was to select Lactobacillus strains capable of efficiently synthesizing EPS both in the form of slime and capsular polysaccharides. Based on the macro- and microscopic analyses, three Lactobacillus rhamnosus strains (LOCK 0943, ŁOCK 0935, and OM-1) were selected from among 58 lactobacilli strains; they had the most beneficial properties to impact the rheology of the culture medium. The study showed that those strains could be an effective tool in the production of bacterial exopolysaccharides. The tested bacteria synthesized 68 to 137 mg/L of EPS depending on the type of carbon source. Thus, the composition of the culture medium is one of the factors to determine the efficiency of EPS synthesis by Lactobacillus bacteria.

Słowa kluczowe

PL

Lactobacillus; selekcja; egzopolisacharydy; otoczki polisacharydowe; sluz; bakterie

EN

Lactobacillus; screening; exopolysaccharide; capsular polysaccharide; slime; bacteria

• Wydawca: -
• Czasopismo: Żywność Nauka Technologia Jakość
• Rocznik: 2017
• Tom: 24
• Numer: 2
• Opis fizyczny: s.130-139,tab.,fot.,wykr.,bibliogr.

Twórcy

autor

Oleksy M.

• Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Łódź, Politechnika Łódzka, ul.Wólczańska 171/173, 90-924 Łódź

autor

Klewicka E.

• Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii, Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności, Łódź, Politechnika Łódzka, ul.Wólczańska 171/173, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] Badel S., Bernardi T., Michaud P.: New perspectives for Lactobacilli exopolysaccharides. Biotechnol. Adv., 2011, 29, 54-66.
• [2] Deepak V., Ram Kumar Pandian S., Sivasubramaniam S. D., Nellaiah H., Sundar K.: Optimization of anticancer exopolysaccharide production from probiotic Lactobacillus acidophilus by response surface methodology. Prep. Biochem. Biotechnol., 2016, 46 (3), 288-297.
• [3] DuBois M., Gilles K.A., Hamilton J.K., Rebers P.A.T., Smith F.: Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Anal. Chem., 1956, 28, 350-356.
• [4] Dupont I., Roy D., Lapointe G.: Comparison of exopolysaccharide production by strains of Lactobacillus rhamnosus and Lactobacillus paracasei grown in chemically defined medium and milk. J. Ind. Microbiol. Biotechnol., 2000, 24, 251-255.
• [5] Freitas F., Alves V.D., Reis M.M.A.: Advances in bacterial exopolysaccharides: From production to biotechnological applications. Trends Biotechnol., 2011, 29 (8), 388-396.
• [6] Gomez J.: Characterization of exopolysaccharides produced by shalofilos microorganism belonging to the genera Halomonas, Alteromonas, Idiomarina, and Palleronia salipiger. PhD dissertation, University of Granada, Granada 2006.
• [7] Górska S., Grycko P., Rybka J., Gamian A.: Egzopolisacharydy bakterii kwasu mlekowego – biosynteza i struktura. Post. Hig. Med. Dośw., 2007, 61, 805-818.
• [8] Kšonžeková P., Bystrický P., Vlčková S., Pätoprstý V., Pulzová L., Mudroňová D., Kubaškováa T., Csank T, Tkáčiková L.: Exopolysaccharides of Lactobacillus reuteri: Their influence on adherence of E. coli to epithelial cells and inflammatory response. Carbohydr. Polym., 2016, 141, 10-19.
• [9] Kuzhiyil A., Lee Y., Shim A., Xiong A.: Osmotic stress induces kanamycin resistance in Escherichia coli B23 through increased capsule formation. J. Exp. Microbiol. Immunol., 2012, 16, 5-10.
• [10] Landersjo C., Yang Z., Huttunen E., Widmalm G.: Structural studies of the exopolysaccharide produced by Lactobacillus rhamnosus strain GG (ATCC 53103). Biomacromolecules, 2002, 3, 880-884.
• [11] Macedo M.G., Lacroix C., Gardner N.J., Champagne C.P.: Effect of medium supplementation on exopolysaccharide production by Lactobacillus rhamnosus RW-9595 M in whey permeate. Int. Dairy J., 2002, 12, 419-26.
• [12] Nwodo U.U., Green E., Okoh A.I.: Bacterial exopolysacchardes: Functionality and prospects. Int. J. Mol. Sci., 2012, 13, 14002-14015.
• [13] Oleksy M., Klewicka E. Lactobacillus rhamnosus strain OM-1, 16S ribosomal RNA gene, partial sequence. Accession number KY576903. GenBank National Center for Biotechnology Information database, 2016.
• [14] Oleksy M., Klewicka E.: Exopolysaccharides produced by Lactobacillus sp. – biosynthesis and applications. Crit. Rev. Food Sci. Nutr., 2016, DOI: 10.1080/10408398.2016.1187112.
• [15] Patel A., Prajapati J.B.: Food and health applications of exopolysaccharides produced by lactic acid bacteria. J. Adv. Dairy Res., 2013, 1, 1-7.
• [16] Polak-Berecka M., Waśko A., Kubik-Komar A.: Optimization of culture conditions for exopolysaccharide production by a probiotic strain of Lactobacillus rhamnosus E/N. Pol. J. Microbiol., 2014, 63 (2), 253-257.
• [17] Polak-Berecka M., Waśko A., Szwajgier D., Choma A.: Bifidogenic and antioxidant activity of exopolysaccharides produced by Lactobacillus rhamnosus E/N cultivated on different carbon sources. Pol. J. Microbiol., 2013, 62 (2), 181-189.
• [18] Smitinont T., Tansakul C., Tanasupawat S., Keeratipibul S., Navarini L., Bosco M., Cescutti P.: Exopolysaccharide – producing lactic acid bacteria strains from traditional Thai fermented foods: Isolation, identification and exopolysaccharide characterization. Int. J. Food Microbiol., 1999, 51, 105-111.
• [19] Trabelsi I., Slima B.S., Chaabane H., Riadh S.B.: Purification and characterization of a novel exopolysaccharides produced by Lactobacillus sp. Ca6. Int. J. Biol. Macromol., 2015, 74, 541-546.
• [20] Van der Berg D.J.C., Smits A., Pot B., Ledeboer A.M., Kersters K., Verbakel J.M.A., Verrips C.T.: Isolation, screening and identification of lactic acid bacteria from traditional food fermentation processes and culture collections. Food Biotechnol., 1993, 7, 189-205.
• [21] Widyastuti Y., Rohmatussolihat, Febrisiantosa A.: The role of lactic acid bacteria in milk fermentation. J. Food Nutr. Sci., 2014, 5, 425-434.

Identyfikatory

DOI

10.15193/zntj/2017/111/191