Investigación en Genes y Proteínas Acceso abierto

Abstracto

Producción de ácido β-aminobutírico en jugo de proteína de suero durante la fermentación por Lactobacillus plantarum

Fatemeh Zarei, Leila Nateghi, Mohamad Reza Eshaghi, Maryam Ebrahimi Taj Abadi, Nazila Ghorban Hosseini y Maryam Zarei

Los probióticos son microorganismos pertenecientes al grupo de las bacterias del ácido láctico (BAL) que mejoran la salud humana y animal cuando se utilizan en cantidades adecuadas. Sin embargo, los probióticos pueden ser efectivos solo cuando residen en el tracto gastrointestinal. La identificación y el aislamiento de microorganismos de recursos naturales es un enfoque eficaz para encontrar especies bacterianas con actividades funcionales adicionales a las especies comúnmente utilizadas. Por un lado, debido a la amplia diversidad genética de Irán y, por otro lado, la importación de probióticos al país, se deben investigar las cepas probióticas nativas y sus aplicaciones industriales. En Irán, las BAL se han extraído anteriormente de productos lácteos en el oeste de Irán; en su mayoría pertenecían a Lactobacillus (L.) paracasei, L. plantarum y Pediococcus (P.) acidilactici. En general, las BAL con propiedades probióticas se utilizan principalmente en varios alimentos fermentados, particularmente productos lácteos. Basándose en su capacidad para sintetizar ácido gamma-aminobutírico (GABA), el cribado de las BAL podría abrir nuevos horizontes a los productos lácteos enriquecidos con GABA. El GABA es un aminoácido no proteico (AA) con la fórmula química C4H9NO2 y un peso molecular de 103,12 g mol-1. En 1950 se demostró que el sistema nervioso central (SNC) de los mamíferos liberaba una gran cantidad de GABA (casi 1 mg ml-1). Este agente se produce por la actividad de la glutamato descarboxilasa (GAD) en las mitocondrias a través de la descarboxilación irreversible del L-glutamato en presencia de la coenzima piridoxal-5'-fosfato. Las funciones biológicas del GABA incluyen la disminución de la presión arterial en humanos, efectos diuréticos, regulación del sueño, mitigación del insomnio y la depresión, supresión de la respuesta autoinmune, tratamiento de enfermedades crónicas relacionadas con el alcohol, reducción del estrés y estimulación de las células inmunitarias. Por lo tanto, se presta mucha atención al GABA como agente bioactivo funcional con posibles propiedades curativas en alimentos y productos farmacéuticos. El GABA natural se identificó por primera vez en las patatas y se encontró en pequeñas cantidades en varias
Este trabajo se presenta parcialmente en la 10ª Conferencia Internacional sobre Genómica y Biología Molecular, del 21 al 23 de mayo de 2018 Barcelona, ​​España
Productos agrícolas como la cebada, el maíz, los cereales, las frutas y las verduras, incluidas las espinacas, el brócoli, los tomates, las manzanas y las uvas. En los países desarrollados, el GABA se utiliza como un AA saludable. Además, es popular como suplemento adicional en varios alimentos y medicamentos sin receta que se utilizan para muchos síntomas, como los trastornos del sueño y el estrés. Relativamente, los estudios sobre el uso de suplementos de GABA en individuos sanos hasta 18 g durante 4 días o 120 mg durante 12 meses han mostrado resultados positivos. Hoy en día, el uso de alimentos funcionales que contienen GABA está aumentando en todo el mundo debido a los importantes beneficios para la salud. La capacidad de producción de GABA varía entre varias cepas de LAB. Sin embargo, algunos factores afectan la producción de GABA, como la fuente de carbono, la concentración de glutamato, el tiempo de fermentación, la coenzima piridoxal 5-fosfato, la temperatura y el pH. De estos factores, la concentración de glutamato, el tiempo de fermentación, la temperatura y el pH son los factores más importantes en todas las especies bacterianas. El uso de productos con alto contenido de LAB para sintetizar GABA ha creado una nueva visión para la producción de productos enriquecidos con GABA. Hasta donde saben los autores, no se han realizado estudios sobre el desarrollo de productos funcionales utilizando probióticos extraídos de productos lácteos locales en el oeste de Irán. Por lo tanto, los principales objetivos de este estudio fueron optimizar los medios de cultivo e investigar el potencial de la producción bacteriana de GABA en probióticos extraídos de productos lácteos iraníes utilizando dos medios de cultivo de caldo De Man, Rogosa y Sharpe (MRS) y proteína de suero.
Materiales y métodos: Se inyectó Lactobacillus plantarum con 108 a jugo de proteína de suero que contenía concentrado de plátano y fresa agregando 250 mM de ácido glutámico. La viabilidad, el pH, la producción de GABA y la evaluación sensorial de los tratamientos se evaluaron durante 30 días a 4 y 25 °C.
Hallazgos: Lactobacillus plantarum tiene el potencial de producir GABA en todas las bebidas de tratamiento. La mayor cantidad de producción de GABA (195,5 ppm), la viabilidad bacteriana probiótica (8,01 log10 ufc/ml) y el pH (3,81) después de 30 días de almacenamiento en bebida de suero que contenía concentrado de plátano mantenido a 25° C. Resultó que los resultados de la evaluación sensorial mostraron que las puntuaciones de aceptación general de todos los tratamientos no fueron significativamente diferentes (p>0,05).
Conclusión y significado: En resumen, los objetivos del estudio actual fueron la evaluación de la producción potencial de GABA por tres bacterias probióticas extraídas de productos lácteos locales del oeste de Irán en dos medios de cultivo de proteína de suero y caldo MRS. De las tres cepas estudiadas, L. plantarum mostró el mayor potencial de producción de GABA (115,24 mg kg-1) en caldo MRS. Para aumentar la cantidad de GABA producido por L.
Este trabajo se presenta parcialmente en la 10ª Conferencia Internacional sobre Genómica y Biología Molecular, del 21 al 23 de mayo de 2018, Barcelona, ​​España.
plantarum, se optimizaron las condiciones del medio de cultivo, incluyendo pH (4-6), temperatura (30-50°C), tiempo (12-72 h) y concentración de ácido glutámico (25-250 mM). L. plantarum puede tener una función viable y producir GABA en una bebida de suero que contiene concentrado de plátano y fresas, sin efectos indeseables en las propiedades sensoriales de la bebida. Las bebidas con GABA a base de probióticos pueden considerarse un paso positivo en el desarrollo de productos funcionales y la promoción de la salud del consumidor.