西アフリカの自然発酵穀物および乳製品から分離したサッカロミセス・セレビシエとクルイベロミセス・マルキシアヌスのプロバイオティクスの潜在能力

Probiotic potential of Saccharomycescerevisiae and Kluyveromycesmarxianusisolated fromWest Africanspontaneously fermentedcereal and milk products.

• Grace Adzo Motey
• Pernille Greve Johansen
• James Owusu-Kwarteng
• Linda Aurelia Ofori
• Kwasi Obiri-Danso
• Henrik Siegumfeldt
• Nadja Larsen
• Lene Jespersen

抄録

酵母種Saccharomyces cerevisiaeとKluyveromycesmarxianusは西アフリカの土着食品の発酵に関連している。本研究の目的は、西アフリカの牛乳製品lait cailléとnunuと穀物ベースの製品mawèから分離されたS. cerevisiaeとK. marxianusの潜在的なプロバイオティクス特性を明らかにすることであった。26S rRNA遺伝子配列解析により14株を同定し，消化管ストレス（胆汁塩や低pH）での生存率とCaco-2腸管上皮細胞への接着性を調べた。腸管上皮細胞株Caco-2を用いて、腸管上皮電気抵抗性(TEER)への影響、および消化管pH(3.5および6.5)での灌流中の細胞内pH(pH)の維持について試験を行った。胆汁塩中での生育は株に依存しており，最大比成長速度(μ )は0.58-1.50時間であった。pH2.5では，マウェから分離した酵母では生育が遅く（0.06-0.80時間），他の酵母では生育がほとんど阻害された。酵母のCaco-2細胞への付着率は株ごとに異なり，8.0%から36.2%であった．その結果、S. cerevisiaeとK. marxianusの一部の株は、消化管pHの恒常性を維持し、Caco-2単分子膜のTEERを上昇させることができ、腸管バリア機能の改善に有効であることが示唆された。以上の結果から、サッカロミアの菌株が最も高いプロバイオティクスポテンシャルを示しており、西アフリカの発酵食品のスターター培養物としての開発が推奨される可能性があると考えられる。

The yeast species Saccharomyces cerevisiae and Kluyveromycesmarxianus are associated with fermentation of WestAfrican indigenous foods. The aim of this study was to characterize potential probiotic properties of S. cerevisiae and K. marxianus isolates from the West African milk products lait caillé and nunu, and a cereal-based productmawè. The strains (14 in total) were identified by 26S rRNA gene sequencing, and characterized for survivalat gastrointestinal stress (bile saltsand low pH) and adhesionto Caco-2 intestinal epithelial cells. Selected yeast isolates were tested for their effect on the Transepithelial Electrical Resistance (TEER),using the intestinal epithelialcell line Caco-2,and for maintenance of intracellular pH (pH ) during perfusion with gastrointestinal pH (3.5 and 6.5). All tested yeastswere able to grow in bile saltsin a strain-dependent manner, exhibiting maximum specific growth rate (μ ) of0.58- 1.50 h . At pH 2.5, slow growth was observed for the isolates from mawè (μ of 0.06-0.80 h ), while growth of yeasts from other sources was mostly inhibited. Yeast adhesion to Caco-2 cells was strain-specific and varied between 8.0% and36.2%. Selectedstrains of S. cerevisiae andK. marxianuswere able to maintain the pH homeostasis atgastrointestinal pH and to increase TEER across the Caco-2monolayers,indicating theirpotential to improve intestinal barrier functions. Based on overall results, strainsof K. marxianusandS. cerevisiaefrom mawèexhibited the highest probiotic potential, and might be recommended for further development as starter cultures in WestAfrican fermented products.

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