Ингибирование автоокисления аскорбата новыми штаммами молочнокислых бактерий

Аскорбат натрия является сильным восстановителем и способен вступать в неферментативные реакции с активными формами кислорода. Настоящая работа была посвящена скринингу штаммов молочнокислых бактерий (МКБ) из коллекции кафедры микробиологии (биологический факультет, МГУ имени М.В. Ломоносова) и отбору наиболее перспективных штаммов, относящихся к родам Lactobacillus и Lactococcus. Исследовали 16 новых штаммов МКБ на предмет возможного ингибирования их клетками автоокисления аскорбата. Наибольший ингибирующий эффект вызвали следующие штаммы: Lactobacillus plantarum КМ МГУ 161 (42,9%), Lactobacillus plantarum КМ МГУ 520 (36,6%), Lactobacillus plantarum КМ МГУ 508 (33%) и Lactobacillus paracasei КМ МГУ 527 (38,1%). Практически не оказали влияния на автоокисление аскорбата штаммы Lactobacillus acidophilus КМ МГУ 146, Lactobacillus plantarum КМ МГУ 162, Lacticaseibacillus rhamnosus КМ МГУ 529, Lactobacillus paracasei КМ МГУ 544, Lactobacillus caucasicus КМ МГУ 155, Lactococcus lactis ssp. lactis КМ МГУ 170. Данные штаммы сравнили со штаммами из других коллекций. В частности, большинство штаммов Lactobacillus plantarum, а также Lactobacillus brevis КМ МГУ 535 (20,7%) из коллекции кафедры микробиологии МГУ имени М.В. Ломоносова продемонстрировали более высокую эффективность ингибирования автоокисления аскорбата по сравнению со штаммами лактобацилл из коллекций ATCC и DSMZ. Показано, что данный метод можно использовать в качестве экспресстеста для выявления общей способности клеток молочнокислых бактерий к противостоянию активным формам кислорода и оценки их антиоксидантного статуса. Таким образом, способность к ингибированию автоокисления аскорбата возможно применять в качестве одного из факторов отбора перспективных пробиотических штаммов МКБ.

1. Terpou A., Papadaki A., Lappa I.K., Kachrimanidou V., Bosnea L.A., Kopsahelis N. Probiotics in food systems: significance and emerging strategies towards improved viability and delivery of enhanced beneficial value // Nutrients. 2019. Vol. 11. N 7: 1591.

2. Gao D., Gao Z., Zhu G. Antioxidant effects of Lactobacillus plantarum via activation of transcription factor Nrf2 // Food Funct. 2013. Vol. 4. N 6. P. 982–989.

3. Alp D., Kuleaşan H. Adhesion mechanisms of lactic acid bacteria: conventional and novel approaches for testing // World J. Microbiol. Biotechnol. 2019. Vol. 35. N 10: 156.

4. Redanz S., Cheng X., Giacaman R.A., Pfeifer C.S., Merritt J., Kreth J. Live and let die: hydrogen peroxide production by the commensal flora and its role in maintaining a symbiotic microbiome // Mol. Oral Microbiol. 2018. Vol. 33. N 5. P. 337–352.

5. Mozaffari H., Daneshzad E., Larijani B., Surkan P.J., Azadbakht L. Association of dietary total antioxidant capacity to anthropometry in healthy women: a crosssectional study // Nutrition. 2020. Vol. 69: 110577.

6. Aguilar-Toalá J.E., Garcia-Varela R., Garcia H.S., Mata-Haro V., González-Córdova A.F., Vallejo-Cordoba B., Hernández-Mendoza A. Postbiotics: an evolving term within the functional foods field // Trends Food Sci. Technol. 2018. Vol. 75. P. 105–114.

7. Virtanen T., Pihlanto A., Akkanen S., Korhonen H. Development of antioxidant activity in milk whey during fermentation with lactic acid bacteria // J. Appl. Microbiol. 2007. Vol. 102. N 1. P. 106–115.

8. Njus D., Kelley P.M., Tu Y.-J., Schlegel H.B. Ascorbic acid: the chemistry underlying its antioxidant properties // Free Radic. Biol. Med. 2020. Vol. 159. P. 37–43.

9. Azcárate-Peril M.A., Sikes M., Bruno-Bárcena J.M. The intestinal microbiota, gastrointestinal environment and colorectal cancer: a putative role for probiotics in prevention of colorectal cancer? // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 2011. Vol. 301. N 3. P. G401–G424.

10. Rahate K.A., Madhumita M., Prabhakar P.K. Nutritional composition, anti-nutritional factors, pre-treatmentscum-processing impact and food formulation potential of faba bean (Vicia faba L.): a comprehensive review // LWT – Food Sci. Technol. 2021. Vol. 138: 110796.

11. Nishikimi M. Oxidation of ascorbic acid with superoxide anion generated by the xanthine-xanthine oxidase system // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1975. Vol. 63. N 2. P. 463–468.

12. Hou Y., Li X., Liu X., Zhang Y., Zhang W., Man C., Jiang Y. Transcriptomic responses of Caco-2 cells to Lactobacillus rhamnosus GG and Lactobacillus plantarum J26 against oxidative stress // J. Dairy Sci. 2019. Vol. 102. N 9. P. 7684–7696.

13. Zhitkovich A. Nuclear and cytoplasmic functions of vitamin C // Chem. Res. Toxicol. 2020. Vol. 33. N 10. P. 2515–2526.

14. Spyropoulos B.G., Misiakos E.P., Fotiadis C., Stoidis C.N. Antioxidant properties of probiotics and their protective effects in the pathogenesis of radiation-induced enteritis and colitis // Dig. Dis. Sci. 2011. Vol. 56. N 2. P. 285–294.

15. Amaretti A., di Nunzio M., Pompei A., Raimondi S., Rossi M., Bordoni A. Antioxidant properties of potentially probiotic bacteria: in vitro and in vivo activities // Appl. Microbiol. Biotechnol. 2013. Vol. 97. N 2. P. 809–817.

16. Klimko A.I., Cherdyntseva T.A., Brioukhanov A.L., Netrusov A.I. In vitro evaluation of probiotic potential of selected lactic acid bacteria strains // Probiotics Antimicrob. Proteins. 2020. Vol. 12. N 3. P. 1139–1148.

17. Mishra O.P., Kovachich G.B. Inhibition of the autoxidation of ascorbate and norepinephrine by extracts of Clostridium butyricum, Megasphaera elsdenii and Escherichia coli // Life Sci. 1984. Vol. 35. N 8. P. 849–854.