การปรับตัวในสภาวะกรดของจุลินทรีย์โพรไบโอติกส์สายพันธุ์ Lactobacillus ACID STRESS RESPONSES OF PROBIOTIC LACTOBACILLUS

Abstract

บทคัดย่อ

        โพรไบโอติกส์แบคทีเรียคือแบคทีเรียที่มีชีวิตและมีประโยชน์ต่อร่างกายมนุษย์ในหลายๆ ด้านเมื่อบริโภคในปริมาณที่มากเพียงพอ สายพันธุ์แบคทีเรียหนึ่งที่มีคุณสมบัติเป็นโพรไบโอติกส์ที่ดีและนิยมใช้เติมในผลิตภัณฑ์อาหารได้แก่ Lactobacillus ซึ่งโดยทั่วไปจะนิยมเสริมโพรไบโอติกส์ในผลิตภัณฑ์นม เช่น โยเกิร์ต แต่ในปัจจุบันมีผู้ป่วยที่แพ้น้ำตาลแลคโตสในนมมากขึ้น จึงมีการพัฒนาผลิตภัณฑ์เสริมโพรไบโอติกส์ชนิดต่างๆ ที่ไม่มีส่วนผสมของนม น้ำผลไม้เสริมโพรไบโอติกส์จึงเป็นผลิตภัณฑ์หนึ่งที่น่าสนใจเนื่องจากเป็นอาหารที่มีน้ำตาลอยู่มาก     อย่างไรก็ดีน้ำผลไม้เป็นอาหารที่มีความเป็นกรดสูง ทำให้โพรไบโอติกส์ที่เสริมลงไปตายลงได้ง่ายระหว่างการเก็บรักษา จึงได้มีการศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับความสามารถในการเอาตัวรอดในสภาวะกรดของ Lactobacillus และพบว่ามีกระบวนการหลากหลายที่จุลินทรีย์นี้ใช้ในการปรับตัวทำให้แต่ละสายพันธุ์มีความสามารถในการทนกรดไม่เหมือนกัน ตัวอย่างเช่น ความสามารถในการเป็นบัฟเฟอร์ในไซโตพลาสซึม ระบบการขับโปรตรอนออกนอกเซลล์โดยเอนไซม์ H⁺-ATPase ระบบ decarboxylation และ deamination ของกรดอะมิโน และการปรับเปลี่ยนอัตราส่วนของกรดไขมันที่เป็นส่วนประกอบของเยื่อหุ้มเซลล์ อีกทั้งยังมีปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของระบบต่างๆ ดังกล่าวค่อนข้างมาก บทความนี้เป็นการรวบรวมความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับระบบต่างๆ ที่ Lactobacillus ใช้ในการปรับตัวเพื่อความอยู่รอดในภาวะที่เป็นกรด รวมถึงยีนและปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับระบบ อันจะเป็นการบ่งบอกความแตกต่างของแต่ละสายพันธุ์และเป็นประโยชน์ต่อการนำโพรไบโอติกส์สายพันธุ์ต่างๆ ไปประยุกต์ใช้ต่อไป

คำสำคัญ: สภาวะกรด Lactobacillus โพรไบโอติกส์

Abstract

            Probiotics are live bacteria that are beneficial to human health when consumed daily in adequate doses. Lactobacillus is a probiotic bacterium widely used as a supplement in fermented milks and other dairy products such as yoghurt. However, a steady rise in lactose intolerant patients has prompted a surge in efforts to develop non-dairy probiotics. Fruit juices, with their high sugar content, are good vehicles for probiotics but high acidity reduces the cell count during storage. Many recent researches have focused on the survival of Lactobacillus in acidic conditions and found a variety of mechanisms adopted by each species against low pH. These adaptations include buffering capacity of the cytoplasm, proton secretion by H⁺-ATPase, amino acid decarboxylation and deimination, and alteration of cell membrane fatty acids. Factors related to these systems are also important for cell survival. This article compiles the latest findings on systems used by Lactobacillus to adapt and survive in acidic media. Genetic factors associated with the systems are also discussed. The knowledge of the mechanical differences of each species is useful for probiotic supplemented high acid food development.

Keywords: Acid Stress, Lactobacillus, Probiotic