Evaluation of the probiotic properties of lactic acid bacteria isolated from fermented plant-based beverages

Nos cantos silenciosos da ciência dos alimentos, os pesquisadores frequentemente olham para o passado em busca do futuro. Por séculos, as pessoas confiaram na fermentação para preservar alimentos e criar novos sabores, um processo impulsionado por minúsculos trabalhadores invisíveis conhecidos como bactérias ácido-láticas. Esses microrganismos são o motor por trás do iogurte, do chucrute e do fermento de massa azeda (sourdough), transformando ingredientes simples em produtos complexos e estáveis. Além de apenas fazer a comida ter um sabor agradável, algumas dessas bactérias são consideradas "probióticos", o que significa que podem sobreviver à jornada através do sistema digestivo humano e oferecer benefícios à saúde ao ajudar a equilibrar a comunidade natural de micróbios do intestino. Embora os cientistas estudem essas bactérias há muito tempo em produtos lácteos como leite e queijo, há uma curiosidade crescente sobre se elas podem ser encontradas prosperando em bebidas à base de plantas. Esses fermentados vegetais, feitos de vegetais, grãos e frutas, podem abrigar linhagens únicas de bactérias que são naturalmente adaptadas a ambientes severos, oferecendo potencialmente novas ferramentas para a criação de alimentos funcionais e mais saudáveis.

Uma equipe de pesquisadores na Ucrânia partiu para explorar esse potencial ao voltar sua atenção para três bebidas fermentadas tradicionais: kvass de beterraba, kvass de aveia e um kvass "monástico" complexo feito de centeio, malte e frutas. O objetivo deles não era apenas encontrar bactérias, mas ver se as linhagens específicas que vivem nessas bebidas poderiam sobreviver às condições difíceis do corpo humano e combater germes prejudiciais. Eles começaram coletando amostras dessas bebidas e cultivando as bactérias em um ambiente laboratorial. Do kvass de beterraba, eles isolaram treze colônias bacterianas distintas; o kvass de aveia rendeu quinze; e o kvass monástico forneceu oito. No total, eles reuniram trinta e seis isolados bacterianos únicos para estudar. Sob um microscópio, essas bactérias apareciam como células curtas, em forma de bastonete, algumas permanecendo isoladas e outras ligadas em cadeias curtas, uma forma típica da família do ácido láctico.

Para entender quem eram essas bactérias, os pesquisadores testaram como elas se comportavam sob diferentes condições. Eles verificaram se as bactérias podiam crescer em água salgada, em altas temperaturas ou em ambientes ácidos. Eles também observaram se as bactérias podiam transformar açúcares em gás ou quebrar proteínas específicas. Usando essas pistas comportamentais, eles identificaram as linhagens. As bactérias do kvass de beterraba, que eles nomearam linhagem BK, pertenciam a um grupo conhecido como Lactiplantibacillus plantarum. As bactérias dos kvasses de aveia e monástico, linhagens OK e MK, foram identificadas como Limosilactobacillus fermentum. Essa distinção era importante porque diferentes tipos de bactérias possuem diferentes forças. Por exemplo, a linhagem derivada da beterraba era incapaz de crescer em temperaturas muito altas e não produzia gás a partir do açúcar, enquanto as linhagens das bebidas à base de grãos podiam fazer ambas as coisas.

O próximo passo foi ver se essas bactérias poderiam sobreviver à jornada através de um estômago e intestinos humanos, o que é o primeiro teste para qualquer probiótico potencial. Os pesquisadores simularam o ambiente severo do estômago expondo as bactérias a um líquido altamente ácido com um pH de 2,0, semelhante ao suco gástrico forte. Eles descobriram que todas as bactérias tiveram dificuldades, mas a linhagem da beterraba foi a sobrevivente mais resistente. Após três horas neste banho ácido, ela ainda apresentava uma população saudável de células vivas, enquanto as linhagens do kvass de aveia e do monástico viram seus números diminuírem significativamente. Os pesquisadores então testaram sua capacidade de sobreviver na presença de sais biliares, um fluido digestivo que quebra gorduras e pode ser tóxico para muitas bactérias. Novamente, a linhagem derivada da beterraba mostrou a maior resiliência, embora todos os três tipos tenham conseguido permanecer vivos. Eles também testaram como as bactérias lidavam com o etanol, o álcool encontrado em bebidas fermentadas. Embora altas concentrações de álcool tenham retardado o crescimento de todas as bactérias, a linhagem da beterraba resistiu melhor que as outras, sugerindo que é bem adaptada ao ambiente de bebidas fermentadas.

Além da sobrevivência, os pesquisadores queriam saber se essas bactérias poderiam proteger ativamente o corpo combatendo invasores prejudiciais. Eles colocaram as bactérias benéficas ao lado de vários patógenos conhecidos, incluindo Staphylococcus aureus, uma causa comum de infecções de pele e feridas, e Pseudomonas aeruginosa, uma bactéria frequentemente encontrada em ambientes hospitalares. Os resultados mostraram que as bactérias eram, de fato, capazes de defesa. A linhagem do kvass de beterraba foi particularmente eficaz, criando uma zona clara ao seu redor onde o Staphylococcus prejudicial não conseguia crescer, com um diâmetro de pouco mais de dez milímetros. As outras linhagens também mostraram alguma capacidade de inibir bactérias prejudiciais, embora seus efeitos fossem menos pronunciados. Curiosamente, nenhuma das bactérias mostrou qualquer capacidade de quebrar proteínas ou amidos, nem possuía a capacidade de quebrar sais biliares, um traço às vezes usado para reduzir o colesterol. Essa falta de certas atividades enzimáticas sugere que elas são especializadas para outros papéis.

Finalmente, a equipe verificou a segurança dessas bactérias testando sua reação a antibióticos comuns. Um probiótico seguro não deve carregar resistência a antibióticos que os médicos usam para tratar infecções graves, pois isso poderia potencialmente transmitir essa resistência para bactérias prejudiciais no intestino. O estudo descobriu que as bactérias eram naturalmente resistentes a alguns tipos específicos de antibióticos, como penicilina e vancomicina, o que é uma característica normal para essa família de bactérias devido à sua estrutura celular. No entanto, elas permaneceram sensíveis à maioria dos outros antibióticos, incluindo aqueles usados para tratar uma ampla gama de infecções. Esse perfil sugere que elas são seguras para uso em alimentos. Os pesquisadores também observaram como as bactérias se comportavam quando deixadas em repouso em um líquido; elas se agrupavam, um processo chamado autoagregação. Essa capacidade de aderir a si mesmas é frequentemente um sinal de que elas também podem aderir às paredes do intestino humano, um passo fundamental para estabelecer uma presença saudável no intestino. A linhagem do kvass monástico mostrou a tendência mais forte de se agrupar.

O estudo conclui que essas bebidas tradicionais à base de plantas são uma fonte rica de bactérias benéficas e resistentes. Embora a linhagem do kvass de beterraba tenha emergido como a sobrevivente mais robusta contra o ácido e o álcool, todas as linhagens mostraram potencial para uso futuro em alimentos funcionais. Elas podem sobreviver ao trato digestivo, combater germes prejudiciais e aderir umas às outras de forma eficaz. Os pesquisadores sugerem que essas bactérias naturalmente existentes, adaptadas ao longo do tempo aos seus ambientes vegetais específicos, podem ser ferramentas valiosas para o desenvolvimento de novos alimentos que apoiem a saúde humana, unindo as tradições antigas de fermentação e a ciência nutricional moderna.