Riassunto analitico
Il rapido e continuo sviluppo di alimenti e bevande nel mercato probiotico umano è una delle storie di successo più importanti per quanto riguarda le industrie del settore “alimenti funzionali”. Ceppi batterici del genere Lactobacillus e Bifidobacterium sono principalmente utilizzati, ma non esclusivamente, come microrganismi probiotici. Una definizione riconosciuta di probiotici è "microrganismi vivi che, quando somministrati in quantità adeguata conferiscono un beneficio sulla salute dell'ospite" (Araya et al. , 2002). Secondo questa definizione, i requisiti per un batterio tali da essere considerato un probiotico sono semplici: il batterio deve essere vivo quando somministrato, deve avere un documentato beneficio per la salute dell’ospite, e deve essere somministrato ai livelli indicati a conferire tale beneficio. Pertanto le prime due parole chiave per un microrganismo probiotico sono: dimostrata attività in vitro e in vivo, insieme al numero di cellule vitali somministrate. Il consumo di probiotici per via orale agisce nel senso di modificare il bilanciamento del microbiota intestinale in un benefico " riequilibrio ", migliorando quindi la salute dell'apparato digerente del consumatore. In particolare, sono stati selezionati alcuni ceppi probiotici specifici (LR06 , LP01 , LPS01 e LDD01) con attività antagonistica nei confronti Klebsiella , Enterobacter , Enterococcus ed E. coli , tra cui O157 : H7 . L'azione di " effetto barriera" esercitato da questi probiotici è in grado di modificare il microbiota caratteristico del tratto gastrico‐duodenale di soggetti trattati con inibitori della pompa protonica, suggerendo un promettente uso nelle persone che assumono inibitori della pompa protonica per prevenire infezioni di patogeni molto pericolosi che riescono a passare illesi dallo stomaco. Il processo di liofilizzazione è un metodo comunemente utilizzato per incorporare probiotici negli alimenti. Una volta che il prodotto viene consumato, la maggior parte dei batteri liofilizzati assorbire acqua e sostanze nutritive dall’ambiente circostante e riprendere i processi vitali normali. La vitalità dei batteri probiotici liofilizzati è influenzata durante la lavorazione e lo stoccaggio. Per mantenere una lunga shelf ‐life dei probiotici contenuti nella polvere, l'attenzione deve essere rivolta alla stabilità dei batteri probiotici stessi a temperatura ambiente . Nel presente lavoro di ricerca sono stati sviluppati dei test di stabilità in grado di fornire prove sulla qualità della coltura liofilizzata durante lo stoccaggio e quindi sulla presunta shelf ‐ life sulla base di parametri fisici e valutazioni di conta microbiologica delle cellule. I parametri di previsione in termini di stabilità sono utili ai fabbricanti che operano nel settore ai fini di produrre colture probiotiche che mantengono un numero sufficiente di cellule vitali al momento del consumo . In parallelo ai metodi ufficiali di conteggio, è stato sviluppato un nuovo approccio basato sulla tecnica di citometria a flusso che permette una determinazione più affidabile del titolo, consentendo la discriminazione delle sottopopolazioni di cellule intatte, danneggiate e morte. Questa è una fondamentale differenza tra i dati di citometria, che danno un profilo eterogeneo di una coltura in varie sottopopolazioni, con correlazioni variabili con i dati ottenuti dal conteggio tradizionale in piastra, dove la “presenza” o “assenza” di crescita è l'unico parametro rilevabile e spesso limitante.
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Abstract
The rapid and continuing development of the human food and beverage probiotic market is one of the most prominent success stories in the functional foods industries. Members of the genera Lactobacillus and Bifidobacterium are mainly used, but not exclusively, as probiotic microorganisms. A recognised definition of probiotics is “Live microorganisms which when administered in adequate amounts confer a health benefit on the host” (Araya et al., 2002). According to this definition, the requirements for a microbe to be considered a probiotic are simple: the microbe must be alive when administered, must be documented to have a health benefit, and must be administered at levels shown to confer the benefit. Therefore the first two keywords for a probiotic microorganism are: demonstrated activity in vitro and in vivo together with the number of viable cells administered. The consumption of oral probiotics acts to modify the intestinal microbiota balance in a beneficial “rebalancing” manner and thus helps the digestive health of the consumer. Particularly, specific probiotics were selected (LR06, LP01, LPS01 and LDD01) with antagonistic activity against Klebsiella, Enterobacter, Enterococcus and E. coli, including O157:H7. The “barrier effect” action exerted by these probiotics is able to displace the microbiota established in the gastric and duodenal tracts of subjects treated with Proton Pump Inhibitors, with a promising use in people who assume PPIs by preventing infections of very dangerous pathogens which pass uninjured to the stomach. Freeze‐drying is a common method used to incorporate probiotics in foods. Once the product is consumed, most of the freeze‐dried bacteria absorb water and nutrients from their environment and resume their normal living processes. The viability of freeze‐dried probiotic bacteria is affected during processing and storage. To maintain a long shelf‐life for powder containing probiotics, attention should be paid to stability of the probiotics under ambient temperature. In the present work stability tests are developed to provide evidence on the quality of freeze‐dried culture during storage and its attended shelf‐life on the basis of physical parameters and viable cell counts evaluation. The predicting parameters in term of stability will be useful for manufacturers to produce probiotic products that maintain an enough viable counts at the time of consumption. In parallel with the official methods of counting, a new approach based on the technique of flow cytometry that allows a more reliable determination of the title allowing the discrimination of subpopulations of cells intact, damaged and death was developed. This brings into perspective the differences between cytometric data which represent a heterogeneous profiling of a culture into various subpopulation but which have variable correlation to data obtained from traditional plate counting, where the presence or absence of grow is the only discernible, and often limited, parameter.
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