ヒト由来のラクトバチルスおよびビフィドバクテリウム株によるエキソポリサッカライドの産生、および牛乳中の生産細菌の代謝活性

この研究では、ヒト腸微生物叢から分離されたラクトバチルスおよびビフィドバクテリウム株によって生成された21個のエクソポリサッカライド（EPS）の物理化学的特性、および牛乳中のEPS生産株の成長と代謝活性について報告しています。株は、Casei、Lactobacillus、Lactobacillus rhamnosus、lactobacillus plantarum、lactobacillus vaginalis、bifidobacterium longum、およびBifidobacterium pseudocatenulatumに属します。EPS画分のモル質量分布は、さまざまなサイズの2つのピークを示しました。これは、食物起源の細菌からのいくつかのEPSと共有される機能です。一般に、EPSサイズ分布とEPS生産種との関連性を検出しましたが、テストされたヒト細菌EPSの数が少ないため、最終的に相関を確立することはできませんでした。研究中のEPSの主な単糖成分は、グルコース、ガラクトース、およびラムノースであり、これは食品ポリマーに見られるものと同じです。しかし、ラムノースとグルコースの比は、一般に、ヒト細菌EPのガラクトース比よりも高かった。すべてのEPS生産株は、牛乳を成長させ、酸性化することができました。ほとんどの乳酸菌は、主な代謝物として乳酸を生成しました。ビフィドバクテリアの乳酸と酢酸比は0.7であり、理論比に近く、EPS生産株が過剰な量の酢酸を産生しなかったことを示しており、発酵ミルクの感覚特性に悪影響を与える可能性があります。粘度を強化する能力に関して、L。plantarumH2およびL. rhamnosus E41およびE43Rは、攪拌、発酵乳の粘度を、ポジティブコントロールとして使用したStreptococcus Thermophilus株と同様の程度まで増加させることができました。したがって、これらのヒトEPS生産細菌は、プロバイオティクス特性を実証できる場合、機能性食品の製剤の混合培養の補助として使用できます。これは、ヒトの腸内微生物叢から分離されたEPSの物理化学的特性を報告する最初の記事です。

This work reports on the physicochemical characterization of 21 exopolysaccharides (EPS) produced by Lactobacillus and Bifidobacterium strains isolated from human intestinal microbiota, as well as the growth and metabolic activity of the EPS-producing strains in milk. The strains belong to the species Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus vaginalis, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium longum, and Bifidobacterium pseudocatenulatum. The molar mass distribution of EPS fractions showed 2 peaks of different sizes, which is a feature shared with some EPS from bacteria of food origin. In general, we detected an association between the EPS size distribution and the EPS-producing species, although because of the low numbers of human bacterial EPS tested, we could not conclusively establish a correlation. The main monosaccharide components of the EPS under study were glucose, galactose, and rhamnose, which are the same as those found in food polymers; however, the rhamnose and glucose ratios was generally higher than the galactose ratio in our human bacterial EPS. All EPS-producing strains were able to grow and acidify milk; most lactobacilli produced lactic acid as the main metabolite. The lactic acid-to-acetic acid ratio in bifidobacteria was 0.7, close to the theoretical ratio, indicating that the EPS-producing strains did not produce an excessive amount of acetic acid, which could adversely affect the sensory properties of fermented milks. With respect to their viscosity-intensifying ability, L. plantarum H2 and L. rhamnosus E41 and E43R were able to increase the viscosity of stirred, fermented milks to a similar extent as the EPS-producing Streptococcus thermophilus strain used as a positive control. Therefore, these human EPS-producing bacteria could be used as adjuncts in mixed cultures for the formulation of functional foods if probiotic characteristics could be demonstrated. This is the first article reporting the physicochemical characteristics of EPS isolated from human intestinal microbiota.