Functionality of Potential Probiotic Bacteria Isolated From Vegetables

Der menschliche Darm ist ein geschäftiges Ökosystem, eine Heimat für Billionen mikroskopisch kleiner Bewohner, die bei der Verdauung von Nahrung helfen und vor Krankheiten schützen. Wenn Wissenschaftler von Probiotika sprechen, beziehen sie sich auf lebende Bakterien, die – wenn sie in den richtigen Mengen konsumiert werden – das Gleichgewicht dieser inneren Gemeinschaft in Richtung Gesundheit verschieben. Jahrzehntelang waren Milchprodukte wie Joghurt und Käse die zuverlässigsten Quellen für diese nützlichen Mikroben, wobei spezifische Bakterien kultiviert werden, um die Reise durch das Verdauungssystem zu überstehen. Die natürliche Welt bietet jedoch eine Vielzahl anderer Umgebungen, in denen diese hilfreichen Organismen verborgen sein könnten. Gemüse, Früchte und fermentierte pflanzliche Lebensmittel sind voller Leben, doch die spezifischen Bakterien, die auf einer Karotte oder einem Salatblatt leben, sind als potenzielle Quellen für neue, starke Probiotika noch weitgehend unerforscht. Die Herausforderung besteht darin, Stämme zu finden, die nicht nur freundlich, sondern auch robust genug sind, um die harte Säure des Magens und die Gallensalze des Darms zu überstehen und gleichzeitig in der Lage zu sein, schädliche Krankheitserreger zu hemmen.

Ein Team von Forschern unternahm den Versuch, dieses unerschlossene Potenzial zu untersuchen, indem es frische Proben von Karotten, Roter Bete, Gotukola und Salat sammelte. Ihr Ziel war es, die auf diesem Gemüse lebenden Milchsäurebakterien zu isolieren und zu bestimmen, ob irgendwelche von ihnen die spezifischen Eigenschaften besaßen, die erforderlich sind, um als Probiotikum zu fungieren. Sie begannen damit, die Bakterien in einer Laborumgebung zu züchten, wobei sie sorgfältig Kolonien auswählten, die sich voneinander unterschieden. Durch eine Reihe strenger Tests untersuchten sie, wie gut diese Bakterien den extremen Bedingungen des menschlichen Darms standhalten konnten. Sie setzten die Kulturen extrem sauren Umgebungen aus, die der Magensäure ähneln, und testeten ihre Fähigkeit, in Galle zu überleben, einer Verdauungsflüssigkeit, die Fette aufspaltet. Sie prüften auch, ob die Bakterien Gase produzieren konnten – eine Eigenschaft, die in Lebensmitteln oft unerwünscht ist – und maßen ihre Fähigkeit, gegen gefährliche Krankheitserreger wie Salmonella und Staphylococcus vorzugehen.

Unter den zehn isolierten Bakterienstämmen kristallisierte sich ein klarer Gewinner heraus. Dieser spezifische Isolat, der auf einer Karotte gefunden wurde, zeigte eine bemerkenswerte Resilienz. Während viele der anderen Bakterien bei der Exposition gegenüber einer hoch sauren Umgebung mit einem pH-Wert von 3 abstarben, blieb dieser Stamm robust und zeigte nur einen sehr geringen Rückgang seiner Population. Er erwies sich auch als außergewöhnlich widerstandsfähig gegen Gallensalze, indem er Konzentrationen von 0,3 Prozent und sogar 0,7 Prozent ohne Verlust seiner Lebensfähigkeit überstand. In Tests, die darauf ausgelegt waren zu sehen, ob die Bakterien vor Infektionen schützen können, produzierte derselbe Stamm eine Hemmzone von 11,5 Millimetern gegen Salmonella Typhimurium und 10,73 Millimeter gegen Staphylococcus aureus, wodurch deren Wachstum effektiv blockierte. Im Gegensatz zu einigen anderen Bakterien, die Gas produzieren, wenn sie Zucker verwerten, blieb dieser Stamm lautlos, eine wünschenswerte Eigenschaft für Lebensmittelanwendungen. Darüber hinaus zeigte er die Fähigkeit, hohe Temperaturen zu überstehen, indem er Hitze bis zu 70 Grad Celsius für eine Stunde ertrug, was darauf hindeutet, dass er verschiedene Lebensmittelverarbeitungsmethoden überstehen könnte.

Um genau zu bestätigen, um welches resistente Bakterium es sich handelte, wandten die Forscher die genetische Analyse an. Sie sequenzierten einen spezifischen Teil der DNA des Bakteriums, bekannt als 1 das 16S-rRNA-Gen, und verglichen es mit einer riesigen globalen Datenbank bekannter genetischer Codes. Die Ergebnisse waren überraschend. Obwohl der neue Stamm Ähnlichkeiten mit der bekannten Spezies Lacticaseibacillus rhamnosus aufwies, war er keine exakte Übereinstimmung. Die genetische Ähnlichkeit war hoch, aber nicht hoch genug, um ihn als bekannten Stamm zu klassifizieren. Die Unterschiede waren signifikant genug, um zu folgern, dass dies eine zuvor unbekannte Variante von Bakterien war. Die Forscher benannten diese Neuentdeckung offiziell als Lacticaseibacillus rhamnosus OUSLNIMADU und hinterlegten ihre Gensequenz in der internationalen Datenbank, womit sie einen neuen Eintrag in das wissenschaftliche Register des Lebens auf der Erde hinzufügten.

Der letzte Schritt der Studie bestand darin, diesen neuen Stamm für den potenziellen Einsatz in Lebensmittelprodukten vorzubereiten. Da Probiotika empfindlich sind und während der Herstellung oder Lagerung oft absterben, verwendeten die Forscher eine Technik namens Verkapselung, um sie zu schützen. Sie mischten die Bakterien mit einer aus Algen gewonnenen Lösung, bekannt als Alginat, und pressten die Mischung durch eine Nadel, um winzige, gelartige Kügelchen zu bilden. Dieser Prozess wirkte wie eine schützende Hülle, die die Bakterien vor der Umgebung abschirmte. Die Methode erwies sich als äußerst effektiv, wobei 91 Prozent der Bakterien erfolgreich in den Kügelchen eingeschlossen wurden. Diese hohe Effizienz deutet darauf hin, dass der neue Stamm sicher verpackt und geliefert werden kann, wobei seine gesundheitlichen Vorteile bis zum Verbraucher erhalten bleiben. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass Gemüse, insbesondere Karotten, eine lebensfähige und reiche Quelle für neuartige probiotische Bakterien ist, die die Reise durch den menschlichen Körper überstehen und Schutz gegen schädliche Krankheitserreger bieten können, was die Tür für neue, pflanzliche Gesundheitsprodukte öffnet.