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Nutritional enhancement of probiotics and prebiotics: technology aspects on microbial viability, stability, functionality and on prebiotic function

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Die Stärkung der Stressresistenz bei Bakterien in funktionellen Lebensmitteln

Das Projekt PROTECH richtete sich auf die bessere Verarbeitung von funktionellen Lebensmitteln und untersuchte die Stressreaktionen bei Bifidobakterien, einer als Lebensmittelzusatz eingesetzten gesundheitsfördernden Bakterienart.

Gesundheit

Bifidobakterien kommen verbreitet im menschlichen Verdauungstrakt vor und sind ein wichtiger Faktor bei der Homöostase sowie bei der normalen Entwicklung im Darmtrakt. Wegen ihrer gesundheitsfördernden Wirkung und weil dieser Bakterienstamm in natürlichen Lebensmitteln nicht vorkommt, wird er normalerweise in Form von lebendigen Bakterien Lebensmittelprodukten beigefügt. Babynahrung, Käse, Nahrungsergänzungsmittel und gegorene Milchprodukte sind Beispiele von Nahrungsmitteln mit Bakterienzugabe. Dennoch ist das Überleben der Bifidobakterien in Lebensmitteln aufgrund mehrerer Faktoren sehr ungewiss, was nun den genauen Forschungsgegenstand des PROTECH-Projekts bildete. Eine der Studien untersuchte die Widerstandsfähigkeit von B. longum NCC2705 gegen drei verschiedene Stressarten: oxidativer Stress, Entkräftung und Hitzeschock. Die Forscher nutzten DNA-Bereiche mit einem Gensatz von B. longum, der zur Profilierung der globalen Expression als Reaktion auf verschiedene Veränderungen des Umfelds verwendet wurde. Die Profilzusammenstellung lieferte einen wertvollen Aufschluss über Gene, die Proteine kodieren, welche wiederum unter widrigen Bedingungen nichtspezifischen Zellschutz bieten, bzw. über Gene, die aus einem spezifischen Stresstyp heraus entstehen. Unter identischen Bedingungen wurden Zellen gezüchtet und entweder einem Hitzeschock, H2O2 oder einer Stillstandsphase ausgesetzt. Diese beobachteten Profile zur Genexpression wurden mit solchen Profilen verglichen, die aus einem exponentiellen Zellwachstum resultieren. Die Ergebnisse wiesen eine Beteiligung von 21 Genen auf. Dazu gehörten dnaK, grpE, dnaJ, hspR, groEL, groES, clpB und hrcA. Darüber hinaus wurden mehrere hochregulierte Gene ermittelt, die Proteine ohne vorhersehbare Funktion kodieren und als verantwortlich für den Schutz von B.-longum-Zellen gegen ungünstigen Bedingungen angesehen werden. Besonders interessant war die Entdeckung eines sehr schnell und stark gebildeten Gens, das zu einem Stress-Marker entwickelt werden könnte. Dieser Marker erweist sich bei der Beobachtung des physiologischen Zellzustands oder auch bei der Bestimmung experimenteller Parameter zur Entwicklung einer allgemeinen Stressabwehr eventuell als nützlich.

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