การพัฒนาเทคโนโลยีการผลิตสารออกฤทธิ์เชิงหน้าที่จากโพรไบโอติกกลุ่มบิฟิโดแบคทีเรียม และแลคติกแอสิดแบคทีเรีย = Development of the production of bioactive ingredients from bifidobacterium and lactic acid bacteria / Supatjaree Ruengsomwong [et al.] (CONFIDENTIAL)
โดย: Supatjaree Ruengsomwong
ผู้แต่งร่วม: Supatjaree Ruengsomwong | Sasiwimon Ponyiam | Sarunya Laovitthayangoon | Nantana Bamrungchue | Nantaporn Pinnak | Prapaipat Kluingsupya | สุภัจรี เรืองสมวงศ์ | ศศิวิมล พลเยี่ยม | ศรัญญา เหล่าวิทยางค์กูร | นันทนา บำรุงเชื้อ | นันทพร ปิ่นนาค | ประไพภัทร คลังทรัพย์
ข้อมูลการพิมพ์: Pathumthani : Thailand Institute of Scientific and Technological Research, 2024 รายละเอียดตัวเล่ม: 141 p. : tables, ill. ; 30 cm.ชื่อเรื่องอื่นๆ: รหัสโครงการ : 6618202151หัวเรื่อง: แล็กติกแอซิด | โพรไบโอติก | สารออกฤทธิ์เชิงหน้าที่สาระสังเขป: Fourteen strains of lactic acid bacteria namely SUP1-SUP14 were proven to have probiotic properties including ability to survive in simulated gastric juice at pH 2 and pH 3, ability to tolerate simulated intestinal juice with 0.3% bile salt, no resistance to 9 types of antibiotic recommended by EFFA 2018, having antimicrobial activities against Escherichia coli ATCC 8397, Salmonella Typhimurium TISTR292, S. Enteritidis DMST 15676, Listeria monocytogenes DMST 13802 and Helicobacter pylori PT14, a clinical strain and no hemolytic activity. By 16S rRNA sequencing, these strains were identified as Lacticaseibacillus paracasei (3 strains), Lactobacillus acidophillus (1 strain), Limosilactobacillus reuteri (2 strains), Lacticaseibacillus rhamnosus (1 strain), Lactobacillus crispatus (2 strains), Bifidobacterium longum (1 strain), Bifidobacterim animalis (1 strain), Lactobacillus johnsonii (1 strain), Enterococcus feacium (1 strain) and Bifidobacterium pseudolongum (1 strain). Growth of these strains was studied using MRS broth supplemented with 0.05% cysteine under anaerobic condition. It was shown L. paracasei SUP1, L. paracasei SUP3, L. reuteri SUP4, L. paracasei SUP5 and L. rhamnosus SUP6 could grow and consume glucose faster than L. acidophilus SUP2, L. crispatus SUP7, B. longum SUP8, L. crispatus SUP9, B. animalis SUP10, L. reuteri SUP11, L. johnsonii SUP12, E. faecium SUP13 and B. pseudolongum SUP14. All strains were then evaluated for their protective effect on 5 mM streptozotocin induced toxicity to rat pancreatic β-cell line (RIN-5F) using MTT assay. Except B. longum SUP8 with no protective activity, the cell free extracts of the others could decrease STZ-mediated apoptosis with protective activity ranged from 7.55 ± 1.40 to 39.86 ± 0.58 %. The cytoprotective effect was in a dose-dependent manner. Out of 14 strains, L. paracasei SUP3, L. reuteri SUP4 and B. pseudolongum SUP14 were selected for further study Biomass production of three selected strains was carried out in 10L of MRS medium supplemented with 0.05% L-cystein in 15L- fermenter. The optimal conditions for production of each strain were as follows: L. paracasei SUP3: 37oC, anaerobically, agitation speed 200 rpm, pH 5.7, 18 h, L. reuteri SUP4: 37oC, anaerobically, agitation speed 100 rpm, pH 5.5, 18 h and B. pseudolongum SUP14: 37oC, anaerobically, agitation speed 150 rpm, pH 5.5, 20 h. To improve cell survival rate after freeze-drying and to prolong shelf life of freeze-dried culture. Skim milk, maltodextrin and trehalose at concentration of 10% (w/v) were determined for their cryoprotectant ability. Effect of storage temperature on shelf life of freeze-dried culture was also investigated at 4oC and 25oC. The results exhibited that 10% maltodextrin and 10% trehalose showed high survival rate of 90-98% immediately after freeze-drying. The cell viability was about 1010-1011 cfu/g. The optimal storage temperature was at 4oC with shelf life more than 12 months in which the cell viability was about 109 to 1010 CFU/g The hypoglycemic activity of L. paracasei SUP3, L. reuteri SUP4 and B. pseudolongum SUP14 was firstly determined in normal male Wistar rats using oral glucose tolerance test. Blood glucose level was determined at 30,60 and 120 min. It was found that only B. pseudolongum SUP14 could significantly decrease the blood glucose level at 30 min after glucose feeding Evaluation of hypoglycemic activity of these 3 strains was subsequently performed in male diabetes Wistar rats induced by intraperitoneal injection of STZ at 65 mg/kg. Administration of the test samples were done orally for consecutive 14 days. Level of blood glucose (Fasting blood glucose, FBG) was analyzed at day 3, 7, 10 and 14 after administration of the test samples. Analysis results of blood from STZ rats revealed high level of blood glucose at 300 mg/dl indicating severe diabetes. L. paracasei SUP3 decreased the level of blood glucose from 401.83+16.45 mg/dl (STZ control) to 275.0054.28 mg/dl at day 7 and from 497.00+15.27 mg/dl (STZ control) to 422.83+ 48.94mg/dl at day 10 after the test samples feeding The results of this study suggested that L. paracasei SUP3, L. reuteri SUP4 and B. psedolongum SUP14 had low protection on RIN-5F against STZ and mild and short lived hypoglycermic activity. Therefore, these strains should be better to use for prevention of diabetes, not for treatment. In order to obtain clear and accurate information, further analysis of hypoglycemic effects of these 3 strains in rats with moderate diabetes should be done using single strain or combination of these strains Other indicators involved in anti-diabetes activity of these 3 strains should also be performed Freeze dried cultures of L. paracasei SUP3, L. reuteri SUP4 and B. psedolongum SUP14 had microbiological quality and the amount of heavy metals conforming to the Notification of Ministry of Public Health (No. 293) B.E.2548 (2005) Re. Food Supplement.สาระสังเขป: เชื้อแล็กติกแอซิดแบคทีเรีย จำนวน 14 สายพันธุ์ ได้แก่ SUP1-SUP14 มีคุณสมบัติเป็นโพรไบโอติก ได้แก่ อยู่รอดในน้ำย่อยเทียมกระเพาะที่มีสภาวะความเป็นกรดที่ pH 2 และ pH 3, อยู่รอดในน้ำย่อยเทียมลำไส้เล็กที่มีเกลือน้ำดีอยู่ร้อยละ 0.3, ไม่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะ 9 ชนิด ตามที่ EFSA 2018 ระบุ, มีฤทธิ์ต้านเชื้อก่อโรค Escherichia coli ATCC 8397, Salmonella Typhimurium TISTR292, S. Enteritidis DMST 15676, Listeria monocytogenes DMST 13802 และ Helicobacter pylori PT14 ที่แยกจากผู้ป่วย และไม่ย่อยเม็ดเลือดแดง ผลการจัดจำแนกด้วยการวิเคราะห์ลำดับเบสของ 16S rRNA ของเชื้อเหล่านี้ พบว่าเป็น Lacticaseibacillus paracasei (3 สายพันธุ์), Lactobacillus acidophillus (1 สายพันธุ์), Limosilactobacillus reuteri (2 สายพันธุ์), Lacticaseibacillus rhamnosus (1 สายพันธุ์), Lactobacillus crispatus (2 สายพันธุ์), Bifidobacterium longum (1 สายพันธุ์), Bifidobacterim animalis (1 สายพันธุ์), Lactobacillus johnsonii (1 สายพันธุ์), Enterococcus feacium (1 สายพันธุ์) และ Bifidobacterium pseudolongum (1 สายพันธุ์). ผลการศึกษาการเจริญของเชื้อเหล่านี้ด้วย MRS broth ผสม L-cysteine ร้อยละ 0.05 ภายใต้สภาวะไร้อากาศ พบว่า L. paracasei SUP1, L. paracasei SUP3, L. reuteri SUP4, L. paracasei SUP5 และ L. rhamnosus SUP6 เจริญและใช้กลูโคสได้ไวกว่า L. acidophilus SUP2, L. crispatus SUP7, B. longum SUP8, L. crispatus SUP9, B. animalis SUP10, L. reuteri SUP11, L. johnsonii SUP12, E. faecium SUP13 และ B. pseudolongum SUP14 นำเชื้อทุกสายพันธุ์มาศึกษาความสามารถในการปกป้อง pancreatic β-cell line (RIN-5F) ของหนูแรท จากการถูกทำลายด้วย 5 มิลลิโมลาร์ streptozotocin (STZ) โดยใช้ MTT assay ผลการศึกษาพบว่า เชื้อ B. longum SUP8 ไม่มีฤทธิ์ปกป้อง ในขณะที่ cell free extracts เตรียมจากเชื้อสายพันธุ์อื่นสามารถลดการตายของเซลล์ RIN-5F ที่เกิดจาก STZ โดยมีประสิทธิภาพของการปกป้องอยู่ระหว่าง ร้อยละ 7.55 ± 1.40 ถึง 39.86 ± 0.58 ทั้งนี้ ประสิทธิภาพการปกป้องนี้แปรผันตามความเข้มข้นของเชื้อที่ใช้เตรียม cell free extracts จากเชื้อทั้ง 14 สายพันธุ์ มีเพียง L. paracasei SUP3, L. reuteri SUP4 และ B. pseudolongum SUP14 ถูกคัดเลือกไว้เพื่อใช้ศึกษาในขั้นตอนต่อไป ทำการขยายขนาดการผลิตเชื้อที่คัดเลือกไว้ทั้ง 3 สายพันธุ์ เป็น 10 ลิตร โดยใช้อาหารเลี้ยงเชื้อ MRS broth ผสม L-cysteine ร้อยละ 0.05 ในถังหมักขนาด 15 ลิตร พบว่า สภาวะที่เหมาะสมสำหรับการผลิตเชื้อแต่ละสายพันธุ์ คือ L. paracasei SUP3: 37 องศาเซลเซียส, สภาวะไร้อากาศ, ความเร็วในการกวน 200 รอบต่อนาที, ค่าความเป็นกรด-เบสที่ 5.7 เป็นเวลา 18 ชั่วโมง, L. reuteri SUP4: 37 องศาเซลเซียส, สภาวะไร้อากาศ, ความเร็วในการกวน 100 รอบต่อนาที, ค่าความเป็นกรด-เบสที่ 5.5 เป็นเวลา 18 ชั่วโมง และ B. pseudolongum SUP14: 37 องศาเซลเซียส, สภาวะไร้อากาศ, ความเร็วในการกวน 150 รอบต่อนาที, ค่าความเป็นกรด-เบสที่ 5.5 เป็นเวลา 20 ชั่วโมง เพื่อเพิ่มอัตราการอยู่รอดของเชื้อหลังการทำแห้งด้วยการแช่เยือกแข็งและเพื่อยืดอายุการเก็บของผงเชื้อแห้งแบบแช่เยือกแข็ง จึงทำการศึกษาผลของ Skim milk, maltodextrin และ trehalose ที่ความเข้มข้น ร้อยละ 10 ในการป้องกันเซลล์ระหว่างการทำแห้งแบบแช่เยือกแข็ง นอกจากนี้ได้ศึกษาผลของอุณหภูมิการเก็บรักษาที่ 4 และ 25 องศาเซลเซียส ต่ออายุการเก็บของผงเชื้อแห้งแบบแช่เยือกแข็ง ผลการทดลอง แสดงให้เห็นว่า maltodextrin ร้อยละ 10 และ trehalose ร้อยละ 10 ช่วยให้เชื้อมีอัตราการอยู่รอดหลังการทำแห้งได้สูง ร้อยละ 90-98 และมีปริมาณเซลล์ที่รอดชีวิต เท่ากับ 1010-1011 โคโลนีต่อกรัม สำหรับอุณหภูมิที่เหมาะสมสำหรับการเก็บรักษา คือ ที่ 4 องศาเซลเซียส ช่วยให้ผงเชื้อแห้งแบบแช่เยือกแข็งมีอายุการเก็บได้นานกว่า 12 เดือน มีปริมาณเชื้อนับที่ 12 เดือน อยู่ที่ 109-1010 โคโลนีต่อกรัม การศึกษาฤทธิ์ลดระดับน้ำตาลในเลือดของ L. paracasei SUP3, L. reuteri SUP4 และ B. pseudolongum SUP14 เริ่มจากการทดสอบฤทธิ์ลดระดับนํ้าตาลในเลือดในหนูปกติสายพันธุ์ Wistar ที่มีภาวะนํ้าตาลในเลือดสูงเฉียบพลันโดยการทํา oral glucose tolerance test (OGTT) ผลการวิเคราะห์ระดับน้ำตาลในเลือดที่เวลา 30, 620 และ 120 นาทีหลังการป้อนสารละลายกลูโคส พบว่า มีเพียงเชื้อ B. pseudolongum SUP14 ที่สามารถลดระดับน้ำตาลในเลือดลงได้อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ที่เวลา 30 นาที หลังการป้อนกลูโคส การทดสอบฤทธิ์ลดระดับน้ำตาลในเลือดขั้นต่อไป คือ การศึกษาในหนูที่ถูกเหนี่ยวนำให้เป็นเบาหวานโดยการฉีด STZ ขนาด 65 มิลลิกรัมต่อกิโลกรัมน้ำหนักตัว เข้าทางช่องท้อง ป้อนสารทดสอบให้หนูเป็นเวลาติดต่อกัน 14 วัน วิเคราะห์ระดับน้ำตาลในเลือด (Fasting blood glucose, FBG) ในวันที่ 3, 7, 10 และ 14 หลังการป้อนสารทดสอบ ผลการวิเคราะห์เลือดของหนูเบาหวานในวันก่อนป้อนสารทดสอบ พบว่า มีระดับน้ำตาลในเลือดสูงมากกว่าหรือเท่ากับ 300 มิลลิกรัมต่อเดซิลิตร บ่งชี้ว่า หนูเป็นเบาหวานระดับรุนแรง และมีเพียงเชื้อ L. paracasei SUP3 ที่สามารถลดระดับระดับน้ำตาลในเลือด จาก 401.8316.45 มิลลิกรัมต่อเดซิลิตร (STZ control) ลงเป็น 275.0054.28 มิลลิกรัมต่อเดซิลิตร ในวันที่ 7 และลดจาก 497.0015.27 มิลลิกรัมต่อเดซิลิตร (STZ control) เป็น 422.8348.94 มิลลิกรัมต่อเดซิลิตร ในวันที่ 10 หลังการป้อนสารภายใต้สภาวะการทดลองของโครงการนี้ เห็นได้ว่า เชื้อ L. paracasei SUP3, L. reuteri SUP4 และ B. psedolongum SUP14 มีฤทธิ์ปกป้อง RIN-5F จากการถูกทำลายด้วย STZ ไม่สูงนัก, มีฤทธิ์อ่อนในการลดระดับน้ำตาลในเลือดของหนูที่เป็นเบาหวานระดับรุนแรง และเป็นฤทธิ์ระยะสั้นใน จึงน่าที่จะใช้เชื้อเหล่านี้เพื่อการป้องกันเบาหวาน มากกว่าที่จะใช้ในการรักษา เพื่อให้เห็นผลที่ชัดเจนมากขึ้นควรทำการศึกษาฤทธิ์ลดระดับน้ำตาลในหนูที่เป็นเบาหวานระดับปานกลาง โดยใช้ทั้งแบบเชื้อเดี่ยว หรือเชื้อผสมของเชื้อทั้ง 3 สายพันธุ์นี้ พร้อมทั้งวิเคราะห์ตัวชี้วัดอื่นที่เกี่ยวข้องกับฤทธิ์ต้านเบาหวานของเชื้อทั้ง 3 สายพันธุ์นี้ เพิ่มขึ้น ผลิตภัณฑ์ผงเชื้อแห้งเยือกแข็งของ L. paracasei SUP3, L. reuteri SUP4 และ B. pseudobacterium SUP14 มีคุณภาพทางจุลชีววิทยาและปริมาณโลหะหนัก ตามที่กำหนดไว้ในประกาศกระทรวงสาธารณสุข (ฉบับที่ 293) พ.ศ. 2548 เรื่อง ผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร
ไม่มีรายการทางกายภาพสำหรับระเบียนนี้
There are no comments on this title.