| Abstract | Rezultati nedavnih istraživanja pokazuju važan utjecaj crijevne mikrobiote na opće zdravlje i stanje ljudskog organizma. Nove vrste prebiotika, poput polisaharida iz kvasaca i nekih vrsta viših gljiva, pokazuju potencijal kao sastojci novih formulacija tzv. sinbiotika – dodataka prehrani koji kombiniraju probiotike i prebiotike u svrhu postizanja sinergističkih učinaka. Međutim, malo je poznato o osnovama mehanizma prebiotičkog djelovanja takvih spojeva, kao i o pojedinačnim preferencijama različitih vrsta probiotičkih bakterija po pitanju vrste i izvora polisaharida iz gljiva.
U ovome istraživanju različiti ekstrakti polisaharida iz gljiva, pripremljeni metodom ekstrakcije vrućom vodom ili nabavljeni iz komercijalnih izvora, ispitani su po pitanju prebiotičkih svojstava. Uzorci su testirani pomoću metoda enzimatske kvantifikacije kako bi se odredio udio glukana u njihovom sadržaju. Kako bi se ispitala prebiotička svojstva pripremljenih ekstrakata, uvedena je nova visokoprotočna metoda koja se temelji na mjerenju promjene optičke gustoće. Ova metoda omogućila je istovremeno ispitivanje utjecaja više različitih ekstrakata na različite sojeve probiotičkih bakterija. Provedeni su eksperimenti u kojima se istražio utjecaj polisaharida iz gljiva na kinetiku rasta probiotičkih sojeva iz roda Lactobacillus, kao i na patogene bakterije, što je dalo informacije o ključnim parametrima poput duljine trajanja LAG faze te o stopi rasta. Druga svojstva su također istražena, poput promjene sastava bakterijske stanice te preživljenja antibiotika.
Rezultati su pokazali da različite vrste ekstrakata iz gljiva, poglavito pročišćenih beta-glukana iz gljive Pleurotus ostreatus te kvasca Saccharomyces cerevisiae, potiču rast i proliferaciju određenih vrsta iz roda Lactobacillus te moduliraju njihovo svojstvo preživljenja antibiotika. Uz dodatak polisaharida iz gljiva, svih 7 sojeva iz roda Lactobacillus - L. casei VIIB/6, L. helveticus XA/2, L. plantarum IIA/5, L. acidophilus 145, L. rhamnosus GG, L. paracasei VIIB5, i L. paracasei spp. paracasei 1753, imali su kraće trajanje LAG faze (prosječno skraćenje od 7 do 8 sati), dok su stope rasta svih sojeva osim L. paracasei VIIB5, i L. paracasei spp. paracasei 1753 bile povećane (prosječno dvostruko povećanje). Različite magnitude učinaka primijećene su u različitim kombinacijama ekstrakata i sojeva.
Ovo istraživanje pružilo je osnovu za razjašnjenje mehanizma stimulacije rasta koju polisaharidi iz gljiva uzrokuju kod probiotičkih sojeva bakterija, kao i za brži probir njihovih optimalnih kombinacija u svrhu formuliranja inovativnih sinbiotika. |
| Abstract (english) | Recent studies have emphasized the role of gut microbiota on the overall health and wellbeing of humans. Novel types of prebiotics, such as fungal polysaccharides found in yeast and mushrooms, show potential in the formulation of new formulas of synbiotics – dietary supplements which combine probiotics and prebiotics to induce synergistic effects. However, little is known of the underlying mechanism of prebiotic action of such compounds, or the specific preferences of different probiotic bacteria in terms of fungal polysaccharide types and sources.
In this research, different fungal polysaccharide extracts, prepared either by hot-water extraction or acquired from commercial producers, were tested for their prebiotic properties. Samples were tested for glucan content using enzymatic quantification methods. To assess the prebiotic properties of prepared extracts, a novel, high-throughput method was introduced using optical density measurement. This allowed screening of the effects of multiple extracts on different strains of probiotic bacteria, simultaneously. Experiments were conducted to evaluate the effect of fungal polysaccharides on the growth kinetics of probiotic strains from the genus Lactobacillus, as well as pathogenic bacteria, providing information on key parameters such as LAG phase duration and growth rate. Other properties, such as bacterial cell composition and antibiotic survival were also investigated.
Results show that different types of fungal extracts, especially purified beta-glucan extracts from Pleurotus ostreatus and Saccharomyces cerevisiae, induce the growth and proliferation of certain Lactobacillus species and modulate their antibiotic survival. When supplemented with fungal polysaccharides, all 7 Lactobacillus strains - L. casei VIIB/6, L. helveticus XA/2, L. plantarum IIA/5, L. acidophilus 145, L. rhamnosus GG, L. paracasei VIIB5, and L. paracasei spp. paracasei 1753 had shorter LAG phases (average 7-8h reduction), while the growth rates of all strains, except L. paracasei VIIB5, and L. paracasei spp. paracasei 1753, were increased (average 2-fold increase). Different magnitude of effects was observed in different strain-extract combinations.
This research provides the basis for elucidation of the mechanism of growth stimulation of fungal polysaccharides on probiotic bacteria, as well as for faster screening of their optimal combinations in the aim of formulating innovative synbiotics. |
