Caracterização do potencial probiótico e tecnológico de cepas de lactobacillus isoladas de subprodutos do processamento de frutas

A variety of human health benefits have been related with the use of probiotic microorganisms, which are represented mainly by lactic bacteria but primarily by species belonging to the Lactobacillus genus. Fruit processing byproducts has been known as potential sources of Lactobacillus; however, studies on the probiotic properties of Lactobacillus strains isolated from these materials are still scarce. In this context, this study examined nine Lactobacillus strains (L. plantarum 53, L. fermentum 56, L. fermentum 60, L. paracasei 106, L. fermentum 250, L. fermentum 263, L. fermentum 139, L. fermentum 141 and L. fermentum 296) isolated from fruit processing for a series of safety (e.g., antibiotic susceptibility, haemolytic activity and mucin degradation), physiological functionalities (e.g., acid and bile salts tolerance, bile salts desconjugation, cell surface hydrophobicity, autoaggregation, coaggregation with pathogens, antagonistic activity against pathogens and capability of surviving during exposure to simulated gastrointestinal conditions), and technological properties (e.g., proteolytic and lipolytic activity, tolerance to NaCl, exopolysaccharide and diacetyl production), that could enable their use as probiotics. Considering the safety aspects, the resistance to antibiotics varied among the examined strains, and none of the strains presented hemolytic and mucinolytic activity. Regarding the physiological functionality properties, none of the strains was able to deconjugate bile salts; all of them presented low to moderate cell hydrophobicity, were able to autoaggregate, coaggregate with Listeria monocytogenes and Escherichia coli and antagonize pathogenic bacteria. The exposure to pH 2 sharply decreased the survival of the examined strains after 1 or 2 h-exposure; variable decreases were noted after 3 h-exposure to pH 3. Overall, the exposure to pH 5 and to bile salts (0.15, 0.3 and 1%) did not decrease the survival of the examined strains. The examined strains presented better ability to survive the exposure to simulated gastrointestinal conditions in laboratorial media and milk than in grape juice. Considering the technological properties, all the strains were positive for proteolytic activity, EPS and diacetyl production, and most of them had good tolerance to 1 - 4% NaCl. Overall, L. fermentum 139, L. fermentum 263 and L. fermentum 296 showed the best performance for most of the evaluated properties. These results indicate that wild Lactobacillus strains isolated from fruit processing byproducts could be candidates for use as new probiotics.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESVários benefícios para a saúde humana têm sido relacionados ao uso de microrganismos probióticos, os quais são representados majoritariamente por bactérias láticas, com destaque para espécies do gênero Lactobacillus. Subprodutos do processamento de frutas têm sido reconhecidos como potenciais fontes de Lactobacillus, porém há uma escassez de estudos que avaliem o potencial de cepas de Lactobacillus isoladas destes materiais para uso como probióticos. Nesse contexto, este estudo avaliou nove cepas de Lactobacillus (L. plantarum 53, L. fermentum 56, L. fermentum 60, L. paracasei 106, L. fermentum 250, L. fermentum 263, L. fermentum 139, L. fermentum 141 e L. fermentum 296) isoladas de subprodutos do processamento de frutas em relação a uma série de propriedades de segurança (susceptibilidade a antibióticos, atividade hemolítica e degradação da mucina), funcionalidades fisiológicas (tolerância a pH ácido e sais biliares, desconjugação de sais biliares, hidrofobicidade da superfície celular, autoagregação, coagregação com patógenos, atividade antagonista frente a patógenos e capacidade de sobreviver durante a exposição a condições gastrointestinais simuladas) e tecnológicas (atividade proteolítica e lipolítica, tolerância a NaCl, produção de exopolissacarídeo e diacetil), as quais podem revelar o potencial uso destas cepas como probióticos. Considerando os aspectos de segurança, a resistência fenotípica para antibióticos variou entre as cepas de Lactobacillus testadas, e nenhuma das cepas apresentou atividade hemolítica e mucinolítica. Em relação às propriedades de funcionalidade fisiológica, nenhuma das cepas foi capaz de desconjugar sais biliares; todas elas apresentaram hidrofobicidade celular variado de baixa à moderada, foram capazes de autoagregar, coagregar com Listeria monocytogenes e Escherichia coli e exercer atividade antagônica frente bactérias patogênicas. A exposição a pH 2 causou diminuição acentuada nas taxas de sobrevivência das cepas examinadas após 1 ou 2 h de exposição; por sua vez, reduções variadas forma observadas após 3 horas de exposição a pH 3. De forma geral, a exposição a pH 5 e aos sais biliares (0.15, 0.3 e 1%) não diminuíram a sobrevivência das cepas testadas. As cepas examinadas apresentaram melhor capacidade para sobreviver à exposição às condições gastrointestinais simuladas em meio laboratorial e leite integral do que em suco de uva. Considerando as propriedades tecnológicas, todas as cepas testadas foram positivas para atividade proteolítica, produção de EPS e diacetil, e a maioria delas apresentou boa tolerância para 1 - 4% de NaCl. De forma geral, L. fermentum 139, L. fermentum 263 e L. fermentum 296 demonstraram as melhores performances para a maioria das propriedades avaliadas. Estes resultados indicam que cepas de Lactobacillus isoladas de subprodutos do processamento de frutas podem ser candidatas para utilização como novas cepas probióticas