Kluczowe wnioski:

  • Szczep Lactococcus lactis BL19 wyraźnie poprawia przeżywalność Bifidobacterium animalis Bbm-19 w mleku fermentowanym.
  • Pozytywny efekt wynika z lepszego metabolizmu energetycznego i większej ilości GABA oraz aminokwasów ochronnych.
  • Szczep IMAU11823 nasila konkurencję metaboliczną i obniża żywotność bifidobakterii oraz pogarsza teksturę produktu.
  • Wyniki wskazują, że o sukcesie fermentacji wieloszczepowej decyduje zgodność metaboliczna, a nie samo współwystępowanie kultur.

Wstęp: dlaczego zgodność szczepów ma znaczenie?

Wspólna fermentacja kilku kultur bakterii probiotycznych zyskuje na popularności, ponieważ pozwala uzyskać produkty o lepszych właściwościach odżywczych i sensorycznych. Kluczowym warunkiem sukcesu jest jednak wzajemna zgodność szczepów. Niekorzystne interakcje metaboliczne mogą bowiem obniżyć liczbę żywych komórek i pogorszyć jakość gotowego wyrobu.

Cel i metody badania

Naukowcy z Uniwersytetu Rolniczego Mongolii Wewnętrznej przeanalizowali wpływ dwóch szczepów Lactococcus lactis subsp. lactis – BL19 oraz IMAU11823 – na przeżywalność i metabolizm Bifidobacterium animalis subsp. lactis Bbm-19. Badania prowadzono podczas fermentacji mleka oraz przez 28 dni przechowywania w warunkach chłodniczych. Zastosowano podejście wielo-omowe, łączące analizę transkryptomu, proteomu i metabolomu.

Wyniki: szczep BL19 wspiera bifidobakterie

Obecność szczepu BL19 wyraźnie zwiększyła liczbę żywych komórek Bbm-19 zarówno w trakcie fermentacji, jak i podczas przechowywania. Mechanizm ochronny obejmował nasilenie szlaków metabolizmu energetycznego oraz syntezy rybosomów. Jednocześnie wzrosło stężenie kwasu γ-aminomasłowego (GABA) oraz lizyny i argininy – metabolitów powiązanych z odpornością probiotyków na stres.

Zmiany metaboliczne pod wpływem BL19

  • Podwyższona ekspresja genów odpowiedzialnych za wytwarzanie energii.
  • Zmniejszona synteza aminokwasów na rzecz procesów adaptacji do stresu.
  • Wyższa zawartość GABA i wybranych aminokwasów ochronnych.

Szczep IMAU11823 osłabia bifidobakterie

W obecności IMAU11823 bifidobakterie Bbm-19 traciły żywotność szybciej niż w kulturze kontrolnej. Przyspieszony metabolizm węglowodanów i aminokwasów odciągał pirogronian od szlaków energetycznych, co uruchamiało reakcje stresowe i procesy prowadzące do obumierania komórek. W efekcie produkt miał gorszą teksturę i niższą ocenę sensoryczną.

Sprawdź również:  Inhalacja olejku miętowego zmniejsza majaczenie pooperacyjne u seniorów po operacjach stawów

Konsekwencje metaboliczne współfermentacji z IMAU11823

  • Wzrost konkurencji o źródła energii i azot.
  • Aktywacja szlaków stresowych i apoptozy w komórkach Bbm-19.
  • Obniżona akceptowalność sensoryczna fermentatu.

Ocena sensoryczna i stabilność produktu

Produkty zawierające szczep BL19 uzyskały najwyższe noty za zapach, konsystencję i ogólną przyjemność spożywania. Wyniki te korespondowały z korzystnym profilem metabolicznym i wysoką przeżywalnością bifidobakterii. Wariant z IMAU11823 wypadł wyraźnie gorzej, co potwierdza, że interakcje między szczepami bezpośrednio wpływają na cechy sensoryczne.

Wnioski dla przemysłu spożywczego

Badanie po raz pierwszy opisuje na poziomie systemówowym interakcje między Lactococcus lactis subsp. lactis a Bifidobacterium animalis subsp. lactis w mleku fermentowanym. Wyniki wskazują, że sama ko-inokulacja nie gwarantuje sukcesu – decyduje o nim zgodność metaboliczna szczepów. Wiedza ta może pomóc w projektowaniu nowych, stabilnych i funkcjonalnych produktów probiotycznych o wysokiej jakości sensorycznej.

Źródło: Oryginalny artykuł