遺伝子とタンパク質の研究 オープンアクセス

抽象的な

ラクトバチルス・プランタラムによる発酵中のホエイプロテインジュース中の γ-アミノ酪酸の生成

ファテメ・ザレイ、レイラ・ナテギ、モハマド・レザー・エシャギ、マリアム・エブラヒミ・タージ・アバディ、ナジル・ゴーバン・ホセイニ、マリアム・ザレイ

プロバイオティクスは乳酸菌（LAB）グループに属する微生物で、十分な量を使用すると人間と動物の健康を改善します。ただし、プロバイオティクスは胃腸管内に常在している場合にのみ効果を発揮します。天然資源からの微生物の識別と分離は、一般的に使用されている種よりも多くの機能活性を持つ細菌種を見つけるための効果的な方法です。一方では、イランの広範な遺伝的多様性と、他方ではプロバイオティクスの輸入により、固有のプロバイオティクス株とその産業用途を調査する必要があります。イランでは、これまでイラン西部の乳製品からLABが抽出されており、そのほとんどはラクトバチルス（L.）パラカゼイ、L.プランタラム、ペディオコッカス（P.）アシディラクティシに属していました。一般に、プロバイオティクス特性を持つLABは、さまざまな発酵食品、特に乳製品に主に使用されています。ガンマアミノ酪酸 (GABA) を合成する能力に基づいて、LAB をスクリーニングすることで、GABA 強化乳製品への新たな展望が開ける可能性があります。GABA は、化学式 C4H9NO2、分子量 103.12 g mol-1 の非タンパク質アミノ酸 (AA) です。1950 年には、哺乳類の中枢神経系 (CNS) によって大量の GABA (約 1 mg ml-1) が放出されることが示されました。この物質は、ピリドキサール-5'-リン酸補酵素の存在下での L-グルタミン酸の不可逆的な脱炭酸反応を通じて、ミトコンドリアのグルタミン酸脱炭酸酵素 (GAD) の活性によって生成されます。 GABAの生物学的機能には、人間の血圧を下げる、利尿作用、睡眠調整、不眠症やうつ病の緩和、自己免疫反応の抑制、慢性アルコール関連疾患の治療、ストレスの軽減、免疫細胞の刺激などがあります。そのため、食品や医薬品において治癒効果のある機能性生物活性剤としてGABAに多くの注目が集まっています。天然GABAはジャガイモで最初に特定され、その後いくつかの食品に少量含まれていました。
この研究は、2018年5月21日～23日にスペインのバルセロナで開催される第10回国際ゲノミクス・分子生物学会議で部分的に発表されます。
GABAは、大麦、トウモロコシ、シリアル、ほうれん草、ブロッコリー、トマト、リンゴ、ブドウなどの果物や野菜などの農産物に含まれています。先進国では、GABAは健康AAとして使用されています。さらに、睡眠障害やストレスなどの多くの症状に使用されるさまざまな食品や市販薬の追加サプリメントとして人気があります。比較的、健康な個人に4日間で最大18g、または12か月で120mgのGABAサプリメントを投与した研究では、肯定的な結果が示されています。今日では、GABAを含む機能性食品の使用は、健康上の大きな利点のために世界中で増加しています。GABA産生能力は、LABのさまざまな株によって異なります。ただし、炭素源、グルタミン酸濃度、発酵時間、補酵素ピリドキサール5-リン酸、温度、pHなど、いくつかの要因がGABA産生に影響します。これらの要因のうち、グルタミン酸濃度、発酵時間、温度、pHは、すべての細菌種で最も重要な要因です。 GABAを合成するためにLAB含有量の高い製品を使用することで、GABA強化製品の製造に新たな展望が生まれました。著者らの知る限りでは、イラン西部の地元の乳製品から抽出したプロバイオティクスを使用した機能性製品の開発に関する研究は行われていません。したがって、この研究の主な目的は、De Man、Rogosa and Sharpe（MRS）ブロスとホエータンパク質の2つの培地を使用して、培養培地を最適化し、イランの乳製品から抽出したプロバイオティクスにおける細菌によるGABA産生の可能性を調査することでした。
材料と方法：Lactobacillus plantarumに、250 mMグルタミン酸を加えたバナナとイチゴの濃縮物を含むホエータンパク質ジュース108を注入しました。処理の生存率、pH、GABA生成および官能評価を4および25°Cで30日間評価しました。
結果：Lactobacillus plantarumは、すべての処理飲料でGABAを生成する可能性があります。バナナ濃縮物を含むホエイドリンクを25°Cで保存した後、GABA生成量（195.5 ppm）、プロバイオティクス細菌生存率（8.01 log10 cfu/ml）およびpH（3.81）が最も高くなりました。官能評価の結果、すべての処理の全体的な受け入れスコア
に有意差はないことを示しました（p>0.05）。結論と意義：要約すると、本研究の目的は、ホエイプロテインとMRSブロスの2つの培地で、イラン西部の地元の乳製品から抽出した3種類のプロバイオティクス細菌による潜在的なGABA生成を評価することでした。研究した3つの菌株のうち、L. plantarumはMRS培養液中でのGABA生産能が最も高かった（115.24 mg kg-1）。L. plantarumによるGABA生産量を増やすには、
この研究の一部は、2018年5月21日～23日にスペインのバルセロナで開催される第10回国際ゲノミクス・分子生物学会議で発表される。
L. plantarum では、pH (4-6)、温度 (30-50â„ÂÆ')、時間 (12-72 時間)、グルタミン酸濃度 (25-250 mM) などの培養培地の条件が最適化されました。L. plantarum は、バナナとイチゴの濃縮物を含むホエイ飲料で、飲料の感覚特性に望ましくない影響を与えることなく、生存機能を持ち、GABA を生成できます。プロバイオティクスベースの GABA を含む飲料は、機能性製品の開発と消費者の健康促進における前向きな一歩と見なすことができます。