Identificación preliminar in vitro de propiedades probióticas en cepas de S. cerevisiae (In vitro preliminary identification of probiotic properties of S. cerevisiae strains)

Ana

Description

Resumen
Objetivo. Evaluar preliminarmente in vitro algunas propiedades probióticas de dos cepas nativas de S.cerevisiae. Materiales y métodos. Las cepas fueron utilizadas en ensayos de tolerancia a sales biliares, pH, temperatura, adherencia a Salmonella spp., E.coli y Shigella spp., y antagonismo. Se realizó un diseño factorial 33 x 3, con tres niveles de cada factor (cepa, pH y concentración inicial de sustrato) por triplicado, para establecer las condiciones de cultivo de cada cepa. Como control se empleó una cepa comercial (B). La cepa seleccionada se empleó para la producción en biorreactor de 2L
la biomasa fue sometida a secado por temperatura
0.05), el análisis de superficies reportó que la interacción entre los factores cepa y Sustrato (S0) son significativos, sugiriendo para la optimización la cepa A y concentraciones crecientes de S0. Los resultados se reprodujeron en biorreactor con mx 0.31h-1, td 2.18h y Y(x/s) 0.126g/g
la biomasa seca obtenida fue viable y reportó entre 6.3 y 6.9% N2/g. Conclusiones. Se identificaron levaduras nativas con propiedades probióticas como tolerancia a pH, sales biliares, temperatura y adherencia a Salmonella spp., E.coli y Shigella spp.
Abstract
Objective. To evaluate probiotic properties of two native strains of S. cerevisiae. Materials and methods. Strains were used in assays for tolerance to biliary salts, pH, temperature and adhesion to Salmonella spp., E. coli and Shigella spp. and antagonism. A 33 x 3 factorial design was used, with three levels for each factor (strains, pH and initial concentration of substrate (So)) by triplicate, to establish the culture conditions for each strain. A commercial strain (B) was used as control. The selected strain was cultured in a 2L bioreactor
the biomass was dryed by temperature and the resulting product was assayed to determine N 2 concentration and cellular viability. Results. Strain A (from sugar cane), tolerated pH 3 ± 0.2, 0.3% (w/v) of biliary salts and 42°C. The factorial ANOVA found significant differences between the 27 assays (p<0.05) and surface analysis found that the interaction between factors strain and So was significant, suggesting for the optimization process the use of strain A and increasing concentrations of So . Results were reproduced in bioreactor with mx 0.31h-1, dt 2.18h and Y(x/s) 0.126g/g. the dry biomass obtained was viable and yielded between 6.3 and 6.9% N2/g. Conclusions. Native strains were identified with probiotic properties such as pH, biliary salt and temperature tolerance, and adherence to Salmonella spp., E .coli and Shigella spp.

Sujets

• Saccharomyces cerevisiae
• Probiotic

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• Publié le: 01 janvier 2008
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• Langue: Español

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Rev.MVZ Córdoba 13(1): 1157-1169, 2008
ORIGINAL
IDENTIFICACIÓN PRELIMINAR IN VITRO DE
PROPIEDADES PROBIÓTICAS EN CEPAS DE
S. cerevisiae
IN VITRO PRELIMINARY IDENTIFICATION OF PROBIOTIC
PROPERTIES OF S. cerevisiae STRAINS
*Ana Rubio M, Microbiol, María Hernández E, Microbiol, Andréa Aguirre R, M.Sc,
Raúl Poutou P, Ph.D.
Pontificia Universidad Javeriana. Facultad de Ciencias. Departamento de Microbiología. Grupo de Biotecnología
Ambiental e Industrial, Lab. de Biotecnología Aplicada. Bogotá, Colombia. *Correspondencia:
[e-mail]
Recibido: Octubre 16 de 2007; Aceptado: Enero 10 de 2008
RESUMEN
Objetivo. Evaluar preliminarmente in vitro algunas propiedades probióticas de dos cepas
nativas de S.cerevisiae. Materiales y métodos. Las cepas fueron utilizadas en ensayos de
tolerancia a sales biliares, pH, temperatura, adherencia a Salmonella spp., E.coli y Shigella
3 spp., y antagonismo. Se realizó un diseño factorial 3 x 3, con tres niveles de cada factor
(cepa, pH y concentración inicial de sustrato) por triplicado, para establecer las condiciones
de cultivo de cada cepa. Como control se empleó una cepa comercial (B). La cepa seleccionada
se empleó para la producción en biorreactor de 2L; la biomasa fue sometida a secado por
temperatura; al producto resultante se le determinó concentración de N y la viabilidad
2
celular. Resultados. La cepa A (obtenida de caña de azúcar), toleró pH 3 ± 0.2, 0.3% (p/v)
ode sales biliares y 42 C. El ANOVA del diseño factorial reportó diferencias significativas entre
los 27 ensayos (p≤0.05), el análisis de superficies reportó que la interacción entre los
factores cepa y Sustrato (S ) son significativos, sugiriendo para la optimización la cepa A y
0
concentraciones crecientes de S . Los resultados se reprodujeron en biorreactor con
0
-1m 0.31h , td 2.18h y Y 0.126g/g; la biomasa seca obtenida fue viable y reportó entre
x (x/s)
6.3 y 6.9% N /g. Conclusiones. Se identificaron levaduras nativas con propiedades probióticas
2
como tolerancia a pH, sales biliares, temperatura y adherencia a Salmonella spp., E.coli y
Shigella spp.
Palabras clave: Saccharomyces cerevisiae, probióticos, superficie de respuesta.
11571158 REVISTA MVZ CÓRDOBA • Volumen 13 (1), Enero - Abril 2008
ABSTRACT
Objective. To evaluate probiotic properties of two native strains of S. cerevisiae. Materials
and methods. Strains were used in assays for tolerance to biliary salts, pH, temperature
3
and adhesion to Salmonella spp., E. coli and Shigella spp. and antagonism. A 3 x 3 factorial
design was used, with three levels for each factor (strains, pH and initial concentration of
substrate (S )) by triplicate, to establish the culture conditions for each strain. A commercial
0strain (B) was used as control. The selected strain was cultured in a 2L bioreactor; the
biomass was dryed by temperature and the resulting product was assayed to determine N
2concentration and cellular viability. Results. Strain A (from sugar cane), tolerated pH 3 ±
°0.2, 0.3% (w/v) of biliary salts and 42 C. The factorial ANOVA found significant differences
between the 27 assays (p<0.05) and surface analysis found that the interaction between
factors strain and S was significant, suggesting for the optimization process the use of

0strain A and increasing concentrations of S . Results were reproduced in bioreactor with mx
0-10.31h , dt 2.18h and Y 0.126g/g. the dry biomass obtained was viable and yielded(x/s)
between 6.3 and 6.9% N /g. Conclusions. Native strains were identified with probiotic2
properties such as pH, biliary salt and temperature tolerance, and adherence to Salmonella
spp., E .coli and Shigella spp.
Key words: Saccharomyces cerevisiae, probiotic, answer surface.
INTRODUCCIÓN
Algunos de los efectos probióticos reportadosDesde la antigüedad los microorganismos se
son la producción de enzimas, vitaminas yhan utilizado para producir alimentos, de esta
aminoácidos, la adherencia amanera han formado parte integral de la dieta
microvellosidades intestinales y por exclusióndel hombre y de los animales, probablemente
competitiva desplazan a los microorganismoslos primeros alimentos que contenían
patógenos. El efecto antagónico sobre losmicroorganismos fueron las leches
mismos, la regulación del pH y disminuciónfermentadas cuyo consumo permanece
del potencial redox, la producción deactualmente. La verdadera importancia de
bacteriocinas, el aumento en la asimilaciónlos microorganismos fue comprendida a
de los alimentos, la reducción de los nivelescomienzos del siglo pasado. Levaduras como
de colesterol, la estimulación del sistemaS. cerevisiae y Pichia pastoris han sido
inmune y la aceleración del reinicio de laempleadas para la producción de proteína
actividad ovárica post-parto en vacas, entreunicelular (SCP) por ser reconocidas como
otros (3-5).seguras (GRAS), por poseer una alta
velocidad de multiplicación, por ser capaces
Para la producción de SCP a partir dede emplear un gran variedad de fuente de
levaduras, se han estudiado cepas de S.carbono, por no producir compuestos
cerevisiae subespecie boulardii, demostrandotóxicos, por presentar un contenido de
que estas producen beneficios en el tractoproteína cruda entre 55 y 60% del peso
gastrointestinal de los animalesseco; lo que ha permitido que sean
monogástricos, impidiendo la adherencia deaceptadas como alimentos o piensos (1, 2).
bacterias patógenas al tracto digestivo,
inhibiendo las toxinas bacterianas yA nivel mundial la producción de biomasa a
promoviendo condiciones favorables para elpartir de levaduras se ha incrementado con
crecimiento y producción de bacterias ácido-diversos fines, entre ellos la fabricación de
lácticas (2).preparados probióticos. La palabra probiótico
significa “para la vida”, estos biopreparados
En animales monogástricos los probióticos ason confeccionados a base de cultivos
base de levaduras han sido suministradosmicrobianos cuya función es estimular la flora
simultáneamente durante la administracióngastrointestinal en animales y humanos.Rubio - Propiedades probioticas de Saccharomyces 1159
de antibióticos, durante cambios de modificado y las temperaturas evaluadas
oformulación en las dietas, durante procesos fueron 28, 37 y 43 C ± 1. Todos los ensayos
diarreicos y en general, en todos aquellos se realizaron por triplicado y se incubaron a
oprocesos que promuevan la disminución de 30 C excepto para la tolerancia a
la microflora intestinal; lo cual ha sido temperatura, durante 24 h (8).
reevaluado cuando se emplean bacterias
ácido lácticas (BAL). Prueba preliminar de inhibición de la
adherencia de patógenos. La prueba se
En Colombia el uso de este tipo de realizó sembrando cada cepa en agar YPD,
biopreparados a partir de cepas nativas de a 30ºC 200 r.p.m., durante 24 h,
levaduras puede ser una alternativa válida, posteriormente se realizaron sub-cultivos en
ya que disminuiría la producción a gran escala 10 ml de tampón fosfato PBS, suplementado
menos dependiente de productos importados con glutaraldehido 1 mg/ml y se incubó 1 h
que generan mayor inversión. El objetivo de a 28ºC. Pasada la hora se lavó 3 veces la
este trabajo fue evaluar preliminarmente “in biomasa con PBS, se centrifugó 10 min a
vitro” algunas propiedades probióticas de 5000 g, el precipitado fue resuspendido en
dos cepas nativas de levaduras. 5 ml de PBS suplementado con glicina 10
mg/ml y se incubó 30 min a 28ºC, se
centrífugo por 10 min a 1000 g; el precipitado
fue resuspendido en 3 ml de PBSMATERIALES Y MÉTODOS
suplementado con NaN 0.02% (p/v) y se
3
conservó a 4ºC.Sitio y lugar de estudio. El trabajo fue
desarrollado en el Laboratorio de
Las suspensiones de los patógenos E. coli,Biotecnología Aplicada, Grupo de
Salmonella spp., y Shigella spp., seBiotecnología Ambiental e Industrial,
prepararon en caldo BHI a concentraciónDepartamento de Microbiología, Facultad de
815x10 células/ml. La concentración de lasCiencias, de la Pontificia Universidad
levaduras obtenidas en el paso anterior fueJaveriana. Bogotá, Colombia.
8ajustada a 3x10 células/ml. Posteriormente
se mezclaron 20 ml de cada patógeno,Conservación de cepas. Se utilizaron tres
20 ml de cada levadura y 10 ml de PBS; lascepas de S. cerevisiae., aisladas y
mezclas que fueron incubadas a 37ºC. Larecuperadas a partir de diferentes fuentes;
reacción de adherencia fue seguida entrela cepa A fue obtenida de caña de azúcar,
1 y 10 h y el número de bacterias adheridasla cepa B (cepa control) a partir de un
a la levadura fue estimadoproducto probiótico comercial y la cepa C
microscópicamente empleando coloración deaislada de Vid. Todas las cepas fueron
Gram. Para este cálculo se contaron 20conservadas en Banco de Células Primario
levaduras en cada observación