การแยกและพิสูจน์เอกลักษณ์แบคทีเรียกรดแลคติกที่สร้างไบล์ซอลท์ไฮโดรเลสซึ่งมีศักยภาพเป็นโพรไบโอติกลดคอเลสเตอรอลจากตัวอย่างน้ำนมดิบในประเทศไทย
คำสำคัญ:
นมดิบ, แบคทีเรียกรดแลคติก, โพรไบโอติก, แลคโตบาซิลลัส, แลคติคาเซอิบาซิลลัส, ไบล์ซอลท์ไฮโดรเลส, คอเลสเตอรอลบทคัดย่อ
ปัจจุบันโพรไบโอติกเป็นจุลินทรีย์ที่นำมาใช้ในชีวิตประจำวัน โดยจุลินทรีย์โพรไบโอติกที่มักพบทั่วไปจะเป็นแบคทีเรียกรดแลคติกซึ่งพบได้ในอาหารหมักดอง เป็นจุลินทรีย์ประจำถิ่นในร่างกายคน สัตว์ หรือพืช และในสิ่งแวดล้อมต่างๆ สำหรับในการศึกษานี้ มุ่งเน้นในการคัดแยกจุลินทรีย์โพรไบโอติกที่สร้างเอนไซม์ไบล์ซอลท์ไฮโดรเลส ซึ่งเป็นเอนไซม์ที่มีรายงานว่าเกี่ยวข้องกับการลดระดับคอเลสเตอรอลได้ โดยในตัวอย่างน้ำนมดิบที่ได้จากฟาร์ม หรือสหกรณ์โคนมในประเทศไทย 21 แห่ง คัดแยกได้แบคทีเรียกรดแลคติก 103 ตัวอย่าง ผลการทดสอบพบว่าเป็นจุลินทรีย์ 15 ตัวอย่าง ที่สร้างเอนไซม์ไบล์ซอลท์ไฮโดรเลสนี้ได้มากจึงคัดเลือกมา 3 ตัวอย่างที่เห็นว่าสร้างเอนไซม์ไบล์ซอลท์ไฮโดรเลสสูงสุดให้ชื่อว่า TM1, TM7 และ TM14 เมื่อนำไปจำแนกด้วยวิธีการเปรียบเทียบลำดับสารพันธุกรรม 16S rDNA กับฐานข้อมูล GenBank ด้วยเครื่องมือ BLAST ให้ผลการเปรียบเทียบว่า TM1 มีความคล้ายคลึงกับลำดับสารพันธุกรรม 16S rDNA ของ Lactobacillus gasseri ATCC33323 มากที่สุด ในขณะที่ลำดับสารพันธุกรรม 16S rDNA ของทั้ง TM7 และ TM14 ให้ผลการเปรียบเทียบว่า มีความคล้ายคลึงกับลำดับสารพันธุกรรม 16S rDNA ของ Lacticaseibacillus rhamnosus strain NBRC 3425 มากที่สุด โดยมีความใกล้ชิดกับ TM14 มากกว่า TM7 ซึ่งสอดคล้องกับการวิเคราะห์จากแผนภูมิต้นไม้วิวัฒนาการ โดย TM7 มีการแยกสายวิวัฒนาการออกจาก TM14 และสมาชิกของกลุ่มวิวัฒนาการร่วมบรรพบุรุษกับ Lacticaseibacillus rhamnosus ซึ่งมีความเป็นไปได้ว่า TM7 จะเป็น Lacticaseibacillus rhamnosus สายพันธุ์ใหม่ การทดสอบความสามารถในการทนกรดและเกลือน้ำดี พบว่า แบคทีเรียกรดแลคติกที่แยกได้ มีคุณสมบัติที่สามารถทนต่อกรดที่ pH 3.0 และ 4.0 และสามารถมีชีวิตรอดได้ภายในระยะเวลาที่ปกติของอาหารแต่ละมื้อถูกย่อยในกระเพาะอาหาร โดย TM14 ยังสามารถโตได้ในสภาวะกรดที่ pH 4.0 ได้ด้วย ส่วนการทนเกลือน้ำดี TM1 จะชอบและสามารถโตในเกลือน้ำดีได้ดี แม้ความเข้มข้นจะเพิ่มขึ้น ส่วน TM7 และ TM14 สามารถพบเซลล์ที่มีชีวิตเหลืออยู่ภายหลังการทดสอบ สามารถบ่งบอกได้ถึงความสามารถในการทนต่อสภาวะที่มีเกลือน้ำดีได้ และเชื้อที่คัดแยกได้ทั้งสามตัวอย่างยังมีความสามารถในการยับยั้งเชื้อ Vibrio parahaemolyticus, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli และ Serratia marcescens โดยไม่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะ (ampicillin, chloramphenicol และ tetracycline) ที่ใช้ในการทดสอบอีกด้วย อันเป็นตัวบ่งชี้ถึงแนวโน้มที่ดีในการศึกษาเพิ่มเติมและพัฒนาใช้เป็นโพรไบโอติกได้ต่อไป
เอกสารอ้างอิง
Martino C, Dilmore AH, Burcham ZM, et al. Microbiota succession throughout life from the cradle to the grave. Nat Rev Microbiol 2022;20:707-20. doi:10.1038/s41579-022-00768-z.
Jin M, Qian Z, Yin J, et al. The role of intestinal microbiota in cardiovascular disease. J Cell Mol Med 2019;23:2343-50. doi:10.1111/jcmm.14195.
Papa A, Santini P, De Lucia SS, et al. Gut dysbiosis-related thrombosis in inflammatory bowel disease: Potential disease mechanisms and emerging therapeutic strategies. Thromb Res 2023;232:77-88. doi:10.1016/j.thromres.2023.11.005.
Dahal RH, Kim S, Kim YK, et al. Insight into gut dysbiosis of patients with inflammatory bowel disease and ischemic colitis. Front Microbiol 2023;14:1174832. doi:10.3389/fmicb.2023.1174832.
Patra D, Banerjee D, Ramprasad P, et al. Dasgupta S. Recent insights of obesityinduced gut and adipose tissue dysbiosis in type 2 diabetes. Front Mol Biosci 2023;10:1224982. doi:10.3389/fmolb.2023.1224982.
Hamjane N, Mechita MB, Nourouti NG, et al. Gut microbiota dysbiosis –associated obesity and its involvement in cardiovascular diseases and type 2 diabetes. A systematic review. Microvasc Res 2023;151:104601. doi:10.1016/j.mvr.2023.104601.
Aslan I, Tarhan Celebi L, Kayhan H, et al. Probiotic Formulations Containing Fixed and Essential Oils Ameliorates SIBO-Induced Gut Dysbiosis in Rats. Pharmaceuticals (Basel) 2023;16. doi:10.3390/ph16071041.
Kim S, Lee S, Kim TY, et al. Newly isolated Lactobacillus paracasei strain modulates lung immunity and improves the capacity to cope with influenza virus infection. Microbiome 2023;11:260. doi:10.1186/s40168-023-01687-8.
Kleniewska P, Kopa-Stojak PN, Hoffmann A, et al. The potential immunomodulatory role of the gut microbiota in the pathogenesis of asthma: An in vitro study. Sci Rep 2023;13:19721. doi:10.1038/s41598-023-47003-0.
Takeuchi T, Kubota T, Nakanishi Y, et al. Gut microbial carbohydrate metabolism contributes to insulin resistance. Nature 2023;621:389-95. doi:10.1038/s41586-023-06466-x.
Gominak SC. Vitamin D deficiency changes the intestinal microbiome reducing B vitamin production in the gut. The resulting lack of pantothenic acid adversely affects the immune system, producing a “proinflammatory” state associated with atherosclerosis and autoimmunity. Med Hypotheses 2016;94:103-7. doi:10.1016/j.mehy.2016.07.007.
Jia B, Zou Y, Han X, et al. Gut microbiomemediated mechanisms for reducing cholesterol levels: implications for ameliorating cardiovascular disease. Trends Microbiol 2023;31:76-91. doi:10.1016/j.tim.2022.08.003.
Hernandez-Gomez JG, Lopez-Bonilla A, Trejo-Tapia G, et al. In Vitro Bile Salt Hydrolase (BSH) Activity Screening of Different Probiotic Microorganisms. Foods 2021;10. doi:10.3390/foods10030674.
Jittapranerat J, Saetiew K, Limtrakul A, et al. Isolation and characterization of lactic acid bacteria with bile salt hydrolase activity. J Med Health Sci 2020;27:77-91.
Kaya Y, Kök MŞ, Öztürk M. Molecular cloning, expression and characterization of bile salt hydrolase from Lactobacillus rhamnosus E9 strain. Food Biotechnology 2017;31:128-40. doi:10.1080/08905436.2017.1303778.
Shehata MG, El Sohaimy SA, El-Sahn MA, et al. Screening of isolated potential probiotic lactic acid bacteria for cholesterol lowering property and bile salt hydrolase activity. Annals of Agricultural Sciences 2016;61:65-75. doi:10.1016/j.aoas.2016.03.001.
Jamjuree P, Kasorn A, Vitheejongjaroen P, et al. Characterization and product formulation of cholesterol-lowering probiotic strains for prevention of metabolic syndrome. J Med Health Sci 2023;30:114-30.
S AF, G Z, O SOA, et al. Antimicrobial activity and Probiotic Properties of Lactic Acid Bacteria Isolated From Traditional Fermented Dairy Products. Journal of Modern Research 2020;2:40-8. doi:10.21608/jmr.2020.22931.1015.
B S, J M, L OM, et al. Is the mucosal route of administration essential for probiotic function? Subcutaneous administration is associated with attenuation of murine colitis and arthritis. Gut. Gut 2004;53:694-700. doi:10.1136/gut.2003.027789.
Yang Z, Li C, Wang T, et al. Novel gellan gum-based probiotic film with enhanced biological activity and probiotic viability: Application for fresh-cut apples and potatoes. Int J Biol Macromol 2023;239:124128. doi:10.1016/j.ijbiomac.2023.124128.
Hamdy SM, Danial AW, Halawani EM, et al. Biofabrication strategy of silvernanodrug conjugated polyhydroxybutyrate degrading probiotic and its application as a novel wound dressing. Int J Biol Macromol 2023;250:126219. doi:10.1016/j.ijbiomac.2023.126219.
Kamel DG, Hammam ARA, Nagm El-Diin MAH, et al. Abdel-Rahman AM. Nutritional, antioxidant, and antimicrobial assessment of carrot powder and its application as a functional ingredient in probiotic soft cheese. J Dairy Sci 2023;106:1672-86. doi:10.3168/jds.2022-22090.
Haghani S, Hadidi M, Pouramin S, et al. Application of Cornelian Cherry (Cornus mas L.) Peel in Probiotic Ice Cream: Functionality and Viability during Storage. Antioxidants (Basel) 2021;10. doi:10.3390/antiox10111777.
Labenz J, Borkenstein DP, Heil FJ, et al. Application of a multispecies probiotic reduces gastro-intestinal discomfort and induces microbial changes after colonoscopy. Front Oncol 2022;12: 1078315. doi:10.3389/fonc.2022.1078315.
Park MK, Ngo V, Kwon YM, et al. Lactobacillus plantarum DK119 as a probiotic confers protection against influenza virus by modulating innate immunity. PLoS One 2013;8:e75368. doi:10.1371/journal.pone.0075368.
Maruscakova IC, Schusterova P, Bielik B, et al. Effect of Application of Probiotic Pollen Suspension on Immune Response and Gut Microbiota of Honey Bees (Apis mellifera). Probiotics Antimicrob Proteins 2020;12:929-36. doi:10.1007/s12602-019-09626-6.
Javed S, Munir A, Javed GA, et al. Genetic diversity, cholesterol reduction, and presence of conserved bile salt hydrolase gene in probiotic strains from human milk. Lett Appl Microbiol 2023;76. doi:10.1093/lambio/ovad024.
Jones ML, Tomaro-Duchesneau C, Martoni CJ, et al. Cholesterol lowering with bile salt hydrolase-active probiotic bacteria, mechanism of action, clinical evidence, and future direction for heart health applications. Expert Opin Biol Ther 2013;13:631-42. doi:10.1517/14712598.2013.758706.
Solana MJ, Lopez-Herce J, Sanchez C, et al. Comparison of continuous pH-meter and intermittent pH paper monitoring of gastric pH in critically ill children. Eur J Gastroenterol Hepatol 2012;24:33-6. doi:10.1097/MEG.0b013e32834d4bac.
Ahmed S, Sharif MK, Butt MS, et al. Development of nutritious probiotic sportsman drink. Pak J Pharm Sci 2020;33:191-7. Available from: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32122848/.
Vitale K, Getzin A. Nutrition and Supplement Update for the Endurance Athlete: Review and Recommendations. Nutrients 2019;11. doi:10.3390nu11061289.
Goodman C, Keating G, Georgousopoulou E, et al. Probiotics for the prevention of antibiotic-associated diarrhoea: A systematic review and meta-analysis. BMJ Open 2021;11:e043054. doi:10.1136/bmjopen-2020-043054.
Zhang C, Gao X, Ren X, et al. BacteriaInduced Colloidal Encapsulation for Probiotic Oral Delivery. ACS Nano 2023;17:6886-98. doi:10.1021acsnano.3c00600.
Gan D, Chen J, Tang X, et al. Impact of a probiotic chewable tablet on stool habits and microbial profile in children with functional constipation: A randomized controlled clinical trial. Front Microbiol 2022;13:985308. doi:10.3389/fmicb.2022.985308.
Azhar MA, Munaim MSA. Design and optimization of a probiotic tablet for gastrointestinal tolerance by a simplexcentroid mixture. Drug Dev Ind Pharm 2021;47:189-96. doi:10.1080/03639045.2020.1862176.
Wang L, Fang M, Hu Y, et al. Characterization of the most abundant Lactobacillus species in chicken gastrointestinal tract and potential use as probiotics for genetic engineering Acta Biochimica et Biophysica Sinica 2014;46:8. doi:https://doi.org/10.1093/abbs/gmu037.
Farhangfar A, Gandomi H, Akhondzadeh Basti A, et al. Noori N. Study of growth kinetic and gastrointestinal stability of acid-bile resistant Lactobacillus plantarum strains isolated from Siahmazgi traditional cheese. Vet Res Forum 2021;12:235-40. doi:10.30466/vrf.2019.101880.2428.
Liu W, Chen M, Duo L, et al. Characterization of potentially probiotic lactic acid bacteria and bifidobacteria isolated from human colostrum. J Dairy Sci 2020;103:4013-25. doi:10.3168/jds.2019-17602.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2024 วารสารการแพทย์และวิทยาศาสตร์สุขภาพ
อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
