Characterization of probiotic lactic acid bacteria producing bile-salt hydrolase for development of fermented milk product

Abstract

Current studies have suggested that probiotic lactic bacteria confers health benefits to the human. One of the benefits of probiotic lactic acid bacteria they can reduce cholesterol by synthesizing bile salt hydrolase. In this study, 55 Isolates of lactic acid bacteria from fermented food were selected to investigate for their potential bile salt hydrolase activity and evaluated for their application in milk product.

In the present study, three isolates including MN, MN2 and SM exhibited the capability to produce the strongest bile salt hydrolase activity. The species identification of these lactic acid bacteria used 16S rRNA gene sequence analysis. It showed that isolate MN was Lactobacillus paraplantarum, isolate MN was Lactobacillus plantarum and isolate SM was Lactobacillus gasseri. After that, the result showed three-strain exhibited good resistance to pH 3.0 and bile concentration at 0.3% and 0.8%. At pH2 all isolates did not survive. All 3 isolates show moderate hydrophobicity. Antibiotic sensitivity tests showed that three isolate showed resistance to nalidixic acid and streptomycin. In addition, the antimicrobial activity against pathogens isolate MN showed low inhibition against Shigella dysenteria and isolate SM showed low inhibition against Vibrio parahaemolyticus and Shigella dysenteria. All the three isolates were incapable of exhibiting hemolysis activity. In view of their application in milk product it was found that isolates MN, MN2, SM and Mixed culture could maintain bile salt hydrolase activity in fermented milk products. Thereby, with the properties of good probiotics these strains could be potentially used in health products especially where cholesterol reduction by enzyme bile salt hydrolase in food is the main target.

การศึกษาในปัจจุบัญชี้ให้เห็นว่าโพรไบโอติกแบคทีเรียกรดแลคติกสามารถให้ประโยชน์ต่อสุขภาพมนุษย์ หนึ่งในประโยชน์ของโพรไบโอติกแบคทีเรียกรดแลคติกคือสามารถนำมาใช้ลดระดับคอเลสเตอรอลโดยอาศัยกลไกลในการสร้างเอนไซม์ไบล์ซอลท์ไฮโดรเลส ในการศึกษานี้ได้นำแบคทีเรียกรดแลคติกจำนวน 55 ไอโซเลทที่แยกได้จากอาหารหมักมาศึกษาคุณสมบัติของโพรไบโอติกโดยการสร้างเอนไซม์ไบล์ซอลท์ไฮโดรเลส จากนั้นนำมาประยุกต์ใช้ในการพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์นมหมัก

ผลที่ได้จากการศึกษาการสร้างเอนไซม์ไบล์ซอลท์ไฮโดรเลสของแบคทีเรียกรดแลคติกพบว่า 3 ไอโซเลท ได้แก่ MN, MN2 และ SM สามารถสร้างเอนไซม์ไบล์ซอลท์ไฮโดรเลสมากที่สุด เมื่อนำมาศึกษาลำดับเบสยีน 16S rRNA gene sequencing (ความคล้ายคลึง 99-100%)พบว่าแบคทีเรีย ไอโซเลท MN เป็นเชื้อ Lactobacillus paraplantarum แบคทีเรียไอโซเลท MN2 เป็นเชื้อ Lactobacillus plantarum และ แบคทีเรียไอโซเลท SM เป็นเชื้อ Lactobacillus gasseri

จากการคัดเลือกแบคทีเรียกรดแลคติกที่มีความสามารถในการสร้างเอนไซม์ไบล์ซอลท์ไฮโดรเลสได้ดีที่สุด มาทดสอบความเป็นคุณสมบัติทั่วไปในการเป็นโพรไบโอติก โดย 3 ไอโซเลทถูกคัดเลือกมาทดสอบคุณสมบัติในการทดเกลือและน้ำดีในระบบทางเดินอาหาร pH 2.0, 3.0 และความเข้มข้นของน้ำดี 0.3 และ 0.8 เปอร์เซ็นต์ ผลพบว่าทุกไอโซเลทสามารถทดกรดได้ดีที่ pH 3.0 และ สามารถทนความเข้มข้นน้ำดี 0.3 และ 0.8 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งพบว่าทุกเชื้อไม่สามารถทนกรดที่ pH 2.0 ในการทดสอบคุณสมบัติไม่ชอบน้ำพบว่าทั้ง 3 ไอโซเลทมีเปอร์เซ็นต์ความไม่ชอบน้ำในระดับปานกลาง การทดสอบความไวต่อยาปฏิชีวนะพบว่า ทั้ง 3 ไอโซเลทมีการทนต่อยาปฎิชีวนะ nalidixic acid และ streptomycin มีความไวต่อ chloramphenicol, tetracycline, ampicillin และ gentamicin. นอกจากนี้ยังพบว่าทุกไอโซเลทไม่ย่อยสลายเม็ดเลือดแดงของคน การศึกษายับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรียก่อโรคพบว่า ไอโซเลท MN มีความสามารถในการยับยั้ง Shigella dysenteria เล็กน้อย และไอโซเลท SM มีความสามารถในการยับยั้ง Shigella dysenteria และ Vibrio parahaemolyticus ได้เล็กน้อย เมื่อนำแบคทีเรียกรดแลคติกที่มีความสามารถในการสร้างเอนไซม์ไบล์ซอลท์ไฮโดรเลสมาประยุกต์ใช้ในการพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์นมหมัก ผลพบว่าแบคทีเรียทั้ง 3 ไอโซเลทสามารถผลิตเอนไซม์ไบล์ซอลท์ไฮโดรเลสในนมหมักได้ขณะเก็บในอุณหภูมิ 5 องศาเซลเซียสเป็นเวลา 28 วัน จะเห็นได้ว่าด้วยคุณสมบัติที่ดีของโพรไบโอติกแบคทีเรียกรดแลคติกเหล่านี้อาจสามารถนำมาใช้ในอาหารเพื่อสุขภาพและผลิตภัณฑ์เพื่อสุขภาพโดยเฉพาะการลดคอเลสเตอรอลด้วยเอนไซม์ไบล์ซอลท์ไฮโดรเลส