Functionality of Potential Probiotic Bacteria Isolated From Vegetables

De menselijke darm is een bruisend ecosysteem, de thuisbasis van biljoenen microscopische bewoners die helpen bij het verteren van voedsel en beschermen tegen ziekte. Wanneer wetenschappers over probiotica spreken, verwijzen ze naar levende bacteriën die, wanneer ze in de juiste hoeveelheden worden geconsumeerd, het evenwicht van deze interne gemeenschap in de richting van gezondheid kantelen. Decennialang waren de meest betrouwbare bronnen van deze gunstige microben zuivelproducten zoals yoghurt en kaas, waar specifieke bacteriën worden gekweekt om de reis door het spijsverteringsstelsel te overleven. De natuur biedt echter een enorme variëteit aan andere omgevingen waar deze nuttige organismen zich zouden kunnen verbergen. Groenten, fruit en gefermenteerde plantaardige voedingsmiddelen bruisen van het leven, maar de specifieke bacteriën die op een wortel of een blad sla leven, blijven grotendeels onverkend als potentiële bronnen voor nieuwe, krachtige probiotica. De uitdaging ligt in het vinden van stammen die niet alleen vriendelijk zijn, maar ook robuust genoeg om de harde zuurgraad van de maag en de galzouten van de darmen te doorstaan, terwijl ze ook in staat zijn om schadelijke pathogenen te remmen.

Een team van onderzoekers zette zich scharpe om dit onontgonnen potentieel te onderzoeken door verse monsters van wortelen, bieten, gotukola en sla te verzamelen. Hun doel was om de melkzuurbacteriën die op deze groenten leven te isoleren en te bepalen of een van hen de specifieke eigenschappen bezat die vereist zijn om als probioticum te functioneren. Ze begonnen met het kweken van de bacteriën in een laboratoriumsetting, waarbij ze zorgvuldig kolonies selecteerden die er verschillend van elkaar uitzagen. Door middel van een reeks rigoureuze tests onderzochten ze hoe goed deze bacteriën de extreme omstandigheden van de menselijke darm konden weerstaan. Ze stelden de culturen bloot aan zure omgevingen die vergelijkbaar zijn met maagzuur en testten hun vermogen om te overleven in gal, een spijsverteringsvloeistof die vetten afbreekt. Ze controleerden ook of de bacteriën gas konden produceren, een eigenschap die vaak onwenselijk is in voedsel, en maten hun vermogen om strijd te leveren tegen gevaarlijke pathogenen zoals Salmonella en Staphylococcus.

Onder de tien geïsoleerde bacteriestammen viel één stam duidelijk als winnaar uit de bus. Dit specifieke isolaat, gevonden op een wortel, vertoonde een opmerkelijke veerkracht. Terwijl veel van de andere bacteriën stierven bij blootstelling aan een zeer zure omgeving met een pH van 3, bleef deze stam robuust en vertoonde slechts een zeer kleine daling in de populatie. Het bleek ook uitzonderlijk sterk tegen galzouten, waarbij het concentraties van 0,3 procent en zelfs 0,7 procent overleefde zonder aan levensvatbaarheid in te boeten. In tests ontworpen om te zien of de bacteriën bescherming konden bieden tegen infectie, produceerde deze zelfde stam een remmingszone van 11,5 millimeter tegen Salmonella Typhimurium en 10,73 millimeter tegen Staphylococcus aureus, waardoor de groei effectief blokkeerde. In tegen tegenstelling tot sommige andere bacteriën die gas produceren wanneer ze suiker eten, bleef deze stam stil, een wenselijke eigenschap voor voedseltoepassingen. Bovendien toonde het het vermogen om hoge temperaturen te overleven, waarbij het hitte tot 70 graden Celsius gedurende een uur doorstond, wat suggereert dat het verschillende voedselverwerkingsmethoden kan weerstaan.

Om te bevestigen wat deze veerkrachtige bacterie precies was, gebruikten de onderzoekers genetische analyse. Ze sequencen een specifiek deel van het DNA van de bacterie, bekend als het 16S rRNA-gen, en vergeleken dit met een enorme wereldwijde database van bekende genetische codes. De resultaten waren verrassend. Hoewel de nieuwe stam overeenkomsten vertoonde met een bekende soort genaamd Lacticaseibacillus rhamnosus, was het geen exacte match. De genetische gelijkenis was hoog, maar niet hoog genoeg om het als een bekende stam te classificeren. De verschillen waren aanzienlijk genoeg om tot de conclusie te komen dat dit een voorheen onbekende variant van de bacterie was. De onderzoekers noemden deze nieuwe ontdekking officieel Lacticaseibacillus rhamnosus OUSLNIMADU en plaatsten de genetische sequentie in de internationale database, waarmee ze een nieuwe vermelding toevoegden aan het wetenschappelijke verslag van het leven op aarde.

De laatste stap in het onderzoek omvatte het voorbereiden van deze nieuwe stam voor potentieel gebruik in voedselproducten. Omdat probiotica kwetsbaar zijn en vaak sterven tijdens de productie of opslag, gebruikten de onderzoekers een techniek genaamd inkapseling om ze te beschermen. Ze mengden de bacteriën met een oplossing afgeleid van zeewier, bekend als alginaat, en persten het mengsel door een naald om kleine, gelachtige bolletjes te vormen. Dit proces fungeerde als een beschermende schil die de bacteriën tegen de omgeving afschermde. De methode bleek zeer effectief, waarbij 91 procent van de bacteriën succesvol in de bolletjes werd gevangen. Deze hoge efficiëntie suggereert dat de nieuwe stam veilig kan worden verpakt en geleverd, waarbij de gezondheidsvoordelen behouden blijven tot het de consument bereikt. De studie concludeert dat groenten, in het bijzonder wortelen, een levensvatbare en rijke bron zijn van nieuwe probiotische bacteriën die de reis door het menselijk lichaam kunnen overleven en bescherming kunnen bieden tegen schadelijke pathogenen, wat de deur opent naar nieuwe, plantaardige gezonde voedingsmiddelen.