細菌増殖の阻害因子とγを理解する

Scientific Reports volume 13、記事番号: 11464 (2023) この記事を引用

375 アクセス

1 オルトメトリック

メトリクスの詳細

γ-アミノ酪酸 (GABA) は、不安や憂鬱を解放し、記憶力を向上させるメンタルヘルスサポート物質です。 GABA 産生細菌である Lactiplantibacillus plantarum SKKL1 は、腸脳軸製品を配合するために導入されました。 しかし、牛乳中の L. plantarum SKKL1 の増殖と糖消費には効果がありませんでした。 この障害は、さまざまな種類の牛乳、砂糖、発酵温度、時間を変えて調査されました。 その結果、酵母エキスや麦芽エキスに含まれる可溶性タンパク質の添加を除いて、これらのパラメーターはいずれも牛乳中の増殖と細菌の代謝を改善しないことが明らかになりました。 L. plantarum SKKL1 のプロテアーゼ欠損が発見されましたが、それは細胞増殖に対する主な障壁ではありませんでした。 この研究の洞察により、可溶性タンパク質は成長、栄養素の消費、プロテアーゼ合成に必須の代謝活性化因子であり、乳酸とGABAの生成を刺激することが明確に示されました。 一方、溶解度の低い複雑なタンパク質構造であるミルクカゼインおよびカゼイン加水分解物は、L. plantarum SKKL1によって利用されませんでした。 この研究の新規性は、プロテアーゼおよびグルタミン酸ナトリウムの添加を伴わない唯一のスターターとしてのL. plantarum SKKL1による濃縮GABAミルク発酵に対する可溶性タンパク質の有意な効果を確認した最初の詳細な研究である。

γ-アミノ酪酸 (GABA) は、脱炭酸反応から合成される非タンパク質アミノ酸です。 この反応には、酸性環境下で基質としてグルタミン酸、生体触媒としてグルタミン酸デカルボキシラーゼ (GAD) (EC 4.1.1.15)、および補酵素としてビタミン B6 が必要です1。 GABA は、中枢神経系において抑制性神経伝達物質として重要な役割を果たします。 それは哺乳類の性格やストレス管理に直接影響を与え、その結果、人間の脳が弛緩し、睡眠が改善され、血圧が低下します2。 GABA は、茶葉やトマトなど、多くの種類の植物に含まれています3。 さらに、それは乳酸菌の細菌代謝産物の1つです。

一部の乳酸菌は潜在的にプロバイオティクスであり、低 pH、胆汁酸塩、消化酵素に耐えることによって人間の消化管内で生存できる有益な生物として定義されます。 結腸内に生存可能なプロバイオティクスが存在すると、腸内細菌叢のバランスを整え、コレステロール値を低下させ、免疫力を刺激することで宿主に多くの利益をもたらします4。 多くの研究は、腸-脳微生物叢の系が中枢神経系と腸神経系の間の双方向通信を有し、脳の感情および認知中枢と末梢腸を結びつけるため、腸-脳微生物叢軸が存在するという概念に基づいて、腸が人類の第二の脳であることを提案しています。機能5.

腸脳微生物叢を促進するために、GABA を生成するプロバイオティクスが発酵食品に導入されています。 Lactiplantibacillus plantarum 株 SKKL1、SKKP1、および NBK10 は、タイの伝統的な発酵食品から分離された GABA 生成プロバイオティクスです6。 しかし、L. plantarum は牛乳中で効果的に増殖できない非乳製品接種材料と考えられているため、L. plantarum を使用したヨーグルト発酵は障害に直面しています 7,8,9。 さらに、タイの食品医薬品行政の規制により、ヨーグルト製造の共培養スターターとして、サーモフィラス菌とブルガリア菌の使用が義務付けられています。 その結果、細菌の代謝産物と唯一の細菌としての L. plantarum の生産に関する研究が制限されます。 L. プランタルムを発酵乳の純粋培養として使用することの阻害要因を調査する包括的な研究は発表されていません。多くの研究では、L. プランタルムを S. サーモフィラスや L.ブルガリクス10、11、12。

一般に、牛乳は細菌の代謝と増殖に必須の成分であるタンパク質と炭素の栄養豊富な供給源であり、多くの細菌株にとって理想的な基質となっています。 さらに、牛乳には約 9.07 mg/100 g の遊離グルタミン酸 13 と最大 0.52 mg/L のビタミン B614 が含まれているため、一般に GABA 生合成の優れた基質です。 その結果、特に機能性 GABA 含有食品の製造には、牛乳にグルタミン酸ナトリウムを追加添加する必要がない可能性があります。 今回の研究結果は、GABA産生プロバイオティクスの摂取により腸内微生物叢にGABA産生細菌が定着する可能性があるという仮説を裏付ける証拠の1つとして貢献することになる。 これにより、GABAを含むプロバイオティック食品を摂取する必要なく、個人にGABAが提供されることになる。 このようにして、GABA は継続的に生産され、利用可能になります。