Un procédé de fermentation basé sur une coculture des souches probiotiques Lactobacillus rhamnosus R et Lactobacillus rhamnosus RW9595M a été utilisé pour coproduire des exopolysaccharides (EPS) de poids moléculaires modulés. Dans cette étude, les deux souches ont été cultivées séparément et en coculture. Les souches ont été cultivées durant 72 h, à 37 °C, sous contrôle de pH à 6.0, et avec une agitation de 100 r.p.m. Deux milieux de culture ont été testés, le milieu minimum basai supplémenté (BMM-S) avec 1.1% (v/v) de tryptone et le perméat de lactosérum supplémenté (PLS) avec 1.1% (v/v) de tryptone, 0.5 mg /L de MgS04, 0.05 mg /L de MnS04 et 0.1% de Tween 80. La croissance cellulaire des souches et le poids moléculaire ont été mesurés au cours de la fermentation par dénombrement sur gélose et par HPLC-SEC, respectivement. Lorsque les souches ont été cocultivées dans le BMM-S en proportion de 1 :1, 991 ±30 mg/L d'EPS avec des poids moléculaires de 1.0 ± 0.21 x 106, 1.6 ± 0.16 x 106 Da, et 1.9 ± 0.18 x 105 Da, ont été obtenus. Dans le milieu PLS, les souches ont été cocultivées en proportion de 9:1 (R/RW9595M), 657 ± 90 mg/L d'EPS avec des poids moléculaires de 5.59 ± 0.82 x 104Da, ont été obtenus. La croissance cellulaire individuelle a été mesurée par qPCR-TaqMan pour les essais dans le milieu PLS. La concentration cellulaire maximale pour chaque souche était de 2.05 x 109 UFC/mL pour Lb. rhamnosus R, et de 3.67 x 108 UFC/mL pour Lb. rhamnosus RW9595M. Ce procédé est simple et économique pour la culture des probiotiques à haute valeur ajoutée en fabrications alimentaires.

Les souches Lactobacillus rhamnosus RW-9595M et ATCC 9595 possèdent 17 cadres de lecture ouverts (ORF) identiques à 99 % identifiés comme gènes de biosynthèse putatifs des EPS. Par contre, les quantités produites diffèrent avec 543 mg l-1 pour RW-9595M et 108 mg l-1 pour ATCC 9595. La phosphorylation réversible a été proposée comme mécanisme pour réguler la polymérisation des EPS chez les bactéries lactiques. Parmi les protéines participant à la polymérisation, on propose la tyrosine kinase, la tyrosine phosphatase et la co-polymérase. Cette étude cherche à démontrer l’impact de la phosphorylation de ces protéines, surtout la co-polymérase (Wzd), sur le complexe de ces protéines chez L. rhamnosus. Afin de tester l’effet de la phosphorylation sur leurs interactions, Wzd (co-polymérase) et Wze (kinase) ont été exprimées chez L. lactis ou chez E. coli. Chez L. lactis ssp. cremoris, certaines combinaisons de gènes peuvent être associées à la production d'EPS in vivo. Chez E. coli, l'expression des gènes peut être contrôlée, permettant d'exprimer et de purifier des protéines dans le but d'effectuer l'étude de leurs interactions in vitro. Les clones de la souche L. lactis ssp. cremoris MG1363 (naturellement non productrice d’EPS) transformée avec l’opéron EPS de RW-9595M ou ATCC 9595 produisent respectivement 326 et 302 mg l-1, mais avec des rendements inférieurs à la production chez la souche d'origine RW-9595M. Lors des essais in vitro, Wzd et Wze ne s’autophosphorylent pas lorsqu'elles sont seules, mais ensemble elles forment un complexe. Le complexe entre ces deux protéines non phosphorylées permet la phosphorylation de Wzd par Wze en présence d’ATP. Wze est libérée par la déstabilisation de cette interaction suivant la phosphorylation. L’existence de Wzd phosphorylée et de l’ATP conduit à l’auto-phosphorylation de Wze par une interaction transitoire. De plus, l’activité de Wzd est modulée par la phosphorylation des tyrosines en permettant l’autophosphorylation de Wze. Or, la phosphorylation de Wzd peut être une étape de phosphorylation réversible pour la polymérisation des EPS. Cette étude contribue à la compréhension de la relation entre les caractéristiques et les fonctions biologiques des polymères d'EPS. / Lactobacillus rhamnosus RW-9595M and ATCC 9595 have 99 % identical 17 open reading frames (ORFs) identified as putative genes coding for EPS biosynthesis and both strains produce very different EPS amounts: 543 mg l-1 (RW-9595M) and 108 mg l-1 (ATCC 9595). Reversible phosphorylation has been proposed as a mechanism to regulate the polymerization of EPS in lactic acid bacteria and three proteins, tyrosine kinase, tyrosine phosphatase and co-polymerase are proposed to be responsible for this regulation. The aim of this project was to demonstrate the impact of the phosphorylation of these proteins, especially the co-polymerase (Wzd), on the protein complex for EPS polymerization in L. rhamnosus. To test the effect of phosphorylation on their interactions, Wzd and Wze were expressed in L. lactis subsp. cremoris and E. coli. In L. lactis subsp. cremoris, the presence of certain combinations of genes can be associated with EPS production yields. In E. coli, gene expression can be controled and the proteins purified in order to study their interactions and phosphorylation state in vitro. Lactococcus lactis subsp. cremoris MG1363, a non EPS-producing strain, was transformed with two recombinant plasmids coding for the genes required for EPS synthesis. These transformants with operons from either RW-9595M or ATCC 9595 produce 326 and 302 mg l-1 respectively, with lower yields than RW-9595M. The proteins encoded by wzd and wze are respectively the co-polymerase and the kinase which theoretically participate in determining the chain length of the EPS. These two proteins do not autophosphorylate when they are alone, but together form a complex. The non-phosphorylated complex of two proteins allows the phosphorylation of Wzd by Wze, in the presence of ATP. This phosphorylation destabilizes the protein interaction with Wze. The transient interaction with phosphorylated Wzd leads to autophosphorylation of Wze in the presence of ATP. In addition, the activity of Wzd is modulated by tyrosine phosphorylation allowing autophosphorylation of Wze. Thus, the phosphorylation of Wzd may be an additional step of reversible phosphorylation for polymerization of EPS. This study may help advance our understanding of the relationship between the characteristics and biological functions of these polymers.

Les EPS bactériens peuvent servir d' agents texturants dans l' industrie alimentaire et certaines propriétés santé leur sont proposées. Les séquences des gènes des opérons responsables de la biosynthèse des EPS de Lactobacillus rhamnosus RW-9595M, ATCC 9595, R et RW-6541M montrent très peu de différences, bien que la quantité d'EPS produite par ces souches soit différente (543, 108, 212 et 179 mg d'EPS/l, respectivement). Le but de ce projet est d'établir des liens entre la production d'EPS de ces souches et l'expression de différents gènes, lors de la croissance sur glucose. La technique de rétrotranscriptase-PCR quantitative (qR T -PCR) a été utilisée pour mesurer l'expression de gènes connus et impliqués dans la biosynthèse des EPS. Les 12 gènes ciblés sont associés à la synthèse des sucres précurseurs, à la polymérisation des unités répétitives ou sont des régulateurs de la transcription. La souche RW-9595M montre une surexpression de la des 12 gènes cibles en phase exponentielle de croissance, par rapport à la phase stationnaire, comparativement à la surexpression de seulement trois ou quatre gènes, dans les mêmes conditions, pour les souches ATCC 9595, R et RW-6541M. Ces résultats suggèrent que la quantité totale d'EPS produite par la souche RW-9595M (la plus productrice) est le reflet d'une plus grande activité trancriptionnelle de cette souche lors de la croissance logarithmique, ayant des effets potentiels sur l'activité métabolique durant cette phase. Les souches R et RW-6541M (productions d'EPS moyennes) ne montrent aucune différence d'expression significative des gènes ciblés entre elles. Aussi, dans les conditions utilisées, la souche ATCC 9595 semble moins efficace dans la production de biomasse, ce qui est réflété par sa faible production d'EPS. Afin de découvrir si d'autres différences transcriptionnelles entre les souches sont à l'origine de leurs productions d'EPS différentes, une méthode d'affichage différentiel (cDNA-AFLP), visant la comparaison de l'ensemble des transcriptomes, a également été explorée. Sur trois gènes ainsi ciblés, un seul a montré une différence réelle d'expression entre les souches RW-6541M et RW-9595M. En somme, il apparaît que les différences de production d'EPS entre les souches de L. rhamnosus seraient plutôt causées par des différences globales de transcription, et ainsi peut-être par d'autres différences de métabolisme, que par des différences d'expression des gènes des opérons EPS spécifiquement.

Le lactosérum est un coproduit de l'industrie de fabrication du fromage et de la caséine et se caractérise par une forte demande chimique et biologique en oxygène. Les énormes quantités de lactosérum générées dans le monde, sa composition particulière et son utilisation limitée dans l'industrie alimentaire rendent nécessaire la recherche d'autres moyens d'ajouter de la valeur à cet ingrédient en vue d'augmenter la rentabilité de la transformation du lait. Dans ce contexte, la technologie de l'électro-activation (EA) offre la possibilité de valoriser le lactosérum par la conversion in situ d'une partie du lactose en lactulose, un prébiotique bien connu et éprouvé. De plus, l'EA cathodique du lactosérum a montré une formation des bases de Schiff suite à la glycation avec différents sucres des protéines, des peptides et des acides aminés libres dans le processus d'électro-isomérisation du lactose en lactulose. Ces produits sont connus pour leur forte activité antioxydante. Ainsi, l'EA ouvre une possibilité de générer un ingrédient fonctionnel avec une valeur ajoutée significative. Dans ce contexte, l'objectif principal de ce projet de doctorat était d'étudier et de démontrer la faisabilité technologique de l'utilisation du lactosérum électro-activé comme ingrédient fonctionnel à haut potentiel prébiotique dans la production de différents produits laitiers fermentés. La première étape de ce projet a été l'évaluation du comportement du lactosérum électro-activé dans la matrice de gel de lait fermenté. Une comparaison entre le pourcentage de matière grasse du lait, l'inoculum de lactosérum et le type de lactosérum a été effectuée. À cette fin, des échantillons de lait fermenté ont été préparés avec un ajout de 3, 6 et 9 % de lactosérum des deux types (électro-activé et non électro-activé). Il a été constaté que le lactosérum électro-activé prolongeait le temps d'obtention d'un pH de 4,6 en fonction de la quantité ajoutée. Ceci a été attribué à la capacité tampon plus élevée du lactosérum électroactivé; les résultats de l'acidité titrable ayant démontré des niveaux élevés de groupes acides libres. La microstructure du gel obtenu avec l'ajout du lactosérum électro-activé a montré une structure uniforme et moins poreuse, ce qui était en accord avec les résultats de la réduction de la synérèse. Pour confirmer ces résultats, un autre produit laitier fermenté avec un ajout de lactosérum électro-activé a été également développé. Le kéfir enrichi de lactosérum électro-activé présentait également une phase de fermentation prolongée. Les particules de lactosérum EA ont été incorporées de manière homogène dans la matrice du gel de kéfir. Par conséquent, aucune synérèse n'était visible dans les échantillons de kéfir additionnés de lactosérum EA à 9 %. De plus, les deux produits contenaient des niveaux élevés d'acides organiques (lactique, citrique, acétique, propionique et butyrique) lorsqu'ils étaient supplémentés avec du lactosérum EA. La production d'acide butyrique a été induite par l'ajout de lactosérum des deux types. L'analyse HPLC a révélé qu'environ 75-85% des niveaux initiaux de lactulose ont été conservés dans les produits avec du lactosérum EA après le processus de fermentation, ce qui démontre que la consommation de tels produits pourrait constituer une source de lactulose pour le consommateur. La deuxième étape de cette recherche a été d'optimiser l'utilisation du lactosérum électro-activé en tant qu'ingrédient par son incorporation dans le produit qui convient à sa couleur et aux caractéristiques de la réaction de Maillard et des conjugués entre les matières azotées avec les sucres. Le lait fermenté cuit, Ryazhenka, a été testé comme une matrice alimentaire appropriée pour véhiculer le lactosérum EA enrichi en lactulose. L'extension du temps de fermentation a été moins importante pour ce produit. Ainsi, le Ryazhenka additionné de lactosérum à 9% a atteint un pH de 4,6 après 4 h de fermentation. Le produit additionné de lactosérum EA (9%) a atteint ce niveau après 6,5 h. De plus, le lactosérum EA a amélioré la capacité antioxydante de Ryazhenka. Au cours de cette étape, nous avons démontré par des tests in vitro que l'électro-activation du lactosérum peut diminuer l'allergénicité de la β-lactoglobuline de 19,52 mg/kg à 7,56 mg/kg, qui s'est stabilisée à 12,13 mg/kg après neutralisation. Comme le protocole de production de Ryazhenka comprend une étape de cuisson de 3 à 5 h à 97-100°C, on considère qu'il présente des taux d'allergénicité plus faibles en raison des changements de conformation des protéines induits par la chaleur. Ainsi, l'ajout de lactosérum électro-activé ne contribue pas à l'augmentation de l'allergénicité de ce produit. Le troisième objectif de cette étude était de démontrer un potentiel prébiotique du lactosérum électro-activé en cultivant des bactéries probiotiques Lactobacillus rhamnosus subsp, Lactobacillus rhamnosus GG et Lactobacillus acidophilus ATCC4356. La densité optique(OD₆₀₀), le dénombrement sur plaques de Petri, la stabilité durant l'entreposage à 4 °C et la tolérance aux acides et à la bile des bactéries cultivées pendant 24 heures dans du lactosérum électro-activé ont été étudiés et comparés aux résultats obtenus par la culture sur du lactosérum, du lactosérum additionné de lactulose, du MRS et du MRS avec ajout de lactulose. Les valeurs OD₆₀₀ les plus élevées (>2) ont été obtenues dans les biomasses de lactosérum EA pour toutes ces bactéries. Cependant, les numérations sur plaque de Petri n'ont pas confirmé un nombre plus élevé de cellules bactériennes dans du lactosérum électro-activé. On peut donc conclure que le lactosérum électro-activé a probablement stimulé un métabolisme distinct chez les bactéries testées, ce qui est conforme à la définition des prébiotiques qui ont la particularité d'induire une stimulation de la croissance et/ou de l'activité des bactéries probiotiques afin de conférer des avantages pour la santé. En résumé, cette recherche a validé la faisabilité technologique de l'utilisation du lactosérum électro-activé comme ingrédient dans la production de lait fermenté et source de lactulose qui reste stable durant l'entreposage pendant 14 jours à 4 °C. Également, ce projet a montré que le lactosérum électro-activé est un ingrédient fonctionnel prometteur pour une éventuelle utilisation potentielle comme additif alimentaire fonctionnel et prébiotique dans l'industrie laitière. De plus, il peut être utilisé comme agent protecteur pour améliorer la viabilité et l'activité des probiotiques.

Les probiotiques font partie du microbiote commensal. Ils ont le potentiel de stimuler la réponse immunitaire intestinale et systémique. Le virus de la grippe est à l’origine de morbidité importante. De plus, il favorise les infections bactériennes secondaires telles que Neisseria meningitidis. Nous nous sommes intéressés à l’étude des mécanismes de protections conférées par la souche Lactobacillus paracasei CNCM I-1518 sur une infection par le virus de la grippe dans un modèle de souris. Nos résultats ont montré que le gavage des souris avec la souche L. paracasei pendant 7 jours avant l’infection grippale a permis une activation des cytokines pro-inflammatoires et un recrutement massif des cellules immunitaires dans les poumons. Cette activation du système immunitaire est responsable après infection grippale d’une meilleure clairance du virus de la grippe et d’une réponse inflammatoire moins importante comparée aux souris témoins. L’administration orale à des souris du peptidoglycane de la souche L. paracasei a permis de retrouver partiellement le phénotype protecteur observé avec la bactérie entière. Les effets protecteurs induits par L. paracasei CNCM I-1518 lui sont spécifiques car l’utilisation de 2 souches L. rhamnosus CNCM I-3690 et L. paracasei CNCM I-3689 n’ont pas conférées aux souris une protection contre la grippe. L’étude de l’impact de la souche L. paracasei CNCM I-1518 sur une infection secondaire par N. meningitidis après infection grippale a montré que le gavage des souris par la souche L. paracasei permet un meilleur état clinique associé à une modulation de la réponse immunitaire et une clairance de l’infection bactérienne secondaire plus efficace / Probiotics are part of the commensal microbiota. They play a potential role in stimulating the intestinal and systemic immune response. Several clinical studies addressed beneficial effect of probiotics against respiratory infections in particular on influenza infections. These infections are responsible for significant morbidity. The burden of flu is also worsened by secondary bacterial infections such as Neisseria meningitidis. In this work, we investigated the mechanisms of protection against influenza infection conferred by Lactobacillus paracasei CNCM I-1518 strain in mice. Our results showed that, L. paracasei consumption allow an early activation of pro-inflammatory cytokines and a massive recruitment of immune cells in the lungs prior to influenza infection. This activation of immune system was associated with a faster clearance of influenza virus after infection. We able to show that feeding mice with purified peptidoglycan from L. paracasei reproduced partially the above mentioned effects observed with L. paracasei bacteria feeding.The protective effects induced by L. paracasei CNCM I-1518 against the flu infection are strain specific as L. rhamnosus CNCM I-3690 and L. paracasei CNCM I-3689, tested under the same conditions did not confer to mice protection against influenza infection. Subsequently, we investigated the impact of L. paracasei CNCM I-1518 on secondary bacterial infection with N. meningitidis following influenza infection. Our results showed that consumption of L. paracasei CNCM I-1518 strain was associated with a better clinical status and a modulation of the immune response with a better clearance of secondary bacterial infection

In etlichen Studien konnte die gesundheitsfördernde Wirkung von probiotischen Bakterien nachgewiesen werden. Heutzutage werden diese zahlreich in der Nahrungsmittel- und Kosmetikindustrie verwendet, um das Immunsystem des Menschen positiv zu beeinflussen. Probiotische Bakterien oder deren Extrakte können zum Beispiel die Produktion von Zytokinen anregen oder herabsetzen und dadurch Entzündungsreaktionen verhindern oder die körpereigene Abwehr steigern. Auch die Produktion des humanen Beta-Defensins-2 (hBD-2) kann durch probiotische Bakterien verändert werden. Dieses wirkt im menschlichen Körper wie ein körpereigenes Antibiotikum und wird von verschiedenen Zellen kontinuierlich gebildet. Gerade in entzündetem Gewebe unterliegt es einer gesteigerten Produktion. Inwieweit sich die hBD-2-Produktion in oralen Keratinozyten der Zelllinie OKF6/hTERT-2 verändert, während diese mit den Extrakten der probiotischen Bakterien Lactobacillus salivarius (L.s.) und Lactobacillus rhamnosus GG (L.GG.) inkubiert wurden, war das Ziel dieser Arbeit. Die Ergebnisse zeigen deutlich eine verringerte hBD-2-Produktion der oralen Keratinozyten nach der Stimulation mit den Bakterienextrakten zu verschiedenen Konzentrationen und Zeiten. Ein günstiger Therapieansatz durch die Gabe von probiotischen Bakterienextrakten bei entzündlichen Erkrankungen der Mundschleimhaut, wäre durch eine gesteigerte hBD-2-Produktion denkbar. Dieses bekämpft nämlich pathogene Erreger und unterstützt somit die Immunabwehr. Mit den Bakterienextrakten von L.s. und L.GG. ließ sich die Produktion von hBD-2 in den oralen Keratinozyten nicht steigern. Einen anti-inflammatorischen Effekt der Extrakte auf die Zellen ist dennoch nicht auszuschließen, da die hBD-2-Konzentration auch indirekt als Indikator einer Entzündung angesehen werden kann und hier mit zunehmender Bakterienextraktkonzentration sinkt. Jedoch sind andere Ursachen für den Konzentrationsabfall ebenso denkbar.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Lignocellulosic agroindustrial wastes, such as rice husks (RH), are abundant, low cost, renewable sources, available to biotransformation in value-added products. Thus, the main objective of this study was to investigate the use of RH with the purpose of its biotransformation in lactic acid (LacA) starting from hydrolysates of this residual biomass. At the same time, aiming to contribute to the mitigation of the growing environmental concern about the illegal disposal of this waste in the State of Rio Grande do Sul the biggest Brazilian rice producer. For this, a central composite rotational design (CCRD) of the hydrolysis experiments of RH in pressurized conversion system with diluted HCl and H2SO4, revealed that experiments conducted at 175 °C, for 46 min, with acid concentrations of 2.2% v v-1, generate the highest glucose contents. For hydrolysis involving HCl, 17.8 g glucose L-1, with an yield of 106.6 mg glucose g-1 RH; for hydrolysis with H2SO4, 14.1 g glucose L-1, with an yield of 84.5 mg glucose g-1 RH. Previous fermentative experiments were carried out with the aim to select resilient and efficient micro-organisms for the LacA production and, also, to evaluate the need of supplementation of the RH hydrolyzate with specific nutrients. L. rhamnosus, in this study, was the most suitable bacteria for the lactic fermentation, among all the Lactobacillus tested, being able to to produce 5.6 g LacA L-1, with a yield of 33.8 mg LacA g-1 RH (hydrolysed with HCl, without nutrient addition, 96 h fermentation). The acid hydrolysis, in this particular case, was carried out at 160 °C, for 70 min, using 4.0% HCl v v-1, generating 14.7 g glucose L-1. The lactic fermentation via CCRD was batch conducted in 4 mL vials, at 37 °C, pH 6.0, using L. casei subsp. rhamnosus ATCC 10863, specialized in catabolization of both hexoses and pentoses (except arabinose). Experiments with RH hydrolysates containing nutrients added produced up to 18.8 g LacA L-1 (maximum yield of 997,1 mg LacA g-1 sugars) in substrate hydrolyzed with HCl, after 52 h fermentation; and 14.6 g LacA L-1 (maximum yield of 999.8 mg LacA g-1 sugars) in substrate hydrolyzed with H2SO4, after 24 h fermentation. Therefore, in this study, the choices of most influence in the LacA production were fermentation with sulfuric acid and employment of L. rhamnosus. / Resíduos lignocelulósicos agroindustriais, como a casca de arroz (CA), são fontes renováveis, abundantes e de baixo custo, disponíveis para a biotransformação em produtos com valor agregado. O principal objetivo deste trabalho foi investigar o aproveitamento da CA com vistas à sua biotransformação em ácido láctico (ALac), partindo-se de hidrolisados desta biomassa residual. Ao mesmo tempo, objetivou-se contribuir para a mitigação do crescente problema ambiental decorrente da disposição irregular deste resíduo no estado do Rio Grande do Sul, maior produtor brasileiro. Para tanto, o delineamento composto central rotacional (DCCR) do planejamento experimental da hidrólise ácida da CA em sistema de conversão à pressão, com HCl e H2SO4 diluídos, revelou que, experimentos conduzidos a 175 °C, por 46 min, com concentração de 2,2% (v v-1) de ácido, produziram os teores máximos de glicose. Para hidrólises envolvendo HCl, teor de 17,8 g de glicose L-1, com rendimento de 106,6 mg de glicose g-1 CA; para hidrólises com H2SO4, teor de 14,1 g de glicose L-1, com rendimento de 84,5 mg de glicose g-1 CA. Ensaios fermentativos prévios foram feitos com o intuito de selecionar micro-organismos resilientes e eficientes para a produção de ALac e, também, para avaliar a necessidade de suplementação do hidrolisado da CA com nutrientes específicos. L. rhamnosus, neste trabalho, foi a bactéria mais apropriada à fermentação láctica, dentre os Lactobacillus testados, sendo capaz de produzir 5,6 g ALac L-1, com rendimento de 33,8 mg ALac g-1 CA (hidrolisado com HCl, sem adição de nutrientes, 96 h de fermentação). A hidrólise ácida, neste caso específico, foi feita a 160 °C, por 70 min, com 4,0% HCl v v-1, gerando 14,7 g L-1 de glicose. A fermentação láctica via DCCR foi conduzida em vials de 4 mL, em batelada, a 37 °C, pH 6,0, empregando-se L. casei subsp. rhamnosus ATCC 10863, cepa especializada em catabolização de hexoses e pentoses (exceto arabinose). Experimentos com hidrolisados da CA adicionados de nutrientes produziram até 18,8 g ALac L-1 (rendimento máximo de 997,1 mg ALac g-1 açúcares) em substrato hidrolisado com HCl, após 52 h de fermentação; e 14,6 g ALac L-1 (rendimento máximo de 999,8 mg ALac g-1 açúcares) em substrato hidrolisado com H2SO4, após 24 h de fermentação. Portanto, neste trabalho, as escolhas de maior influência na produção de ALac foram a fermentação com hidrolisado sulfúrico e emprego de L. rhamnosus.

In the gastrointestinal tract, probiotics have been shown to promote host immunity and to regulate immune signaling pathways. This study used Caco-2 cell line to examine the effects of a Lactobacillus rhamnosus isolate from “amabere amaruranu” a Kenyan traditional cultured milk, on the production inflammatory cytokines in enterocytes. Live Lactobacillus rhamnosus (MRS6AN), its cytoplasmic fraction (CF), filtered spent broth (FSB) or heat inactivated FSB (HIB) were used as treatments on differentiated Caco-2 cell monolayer in transwells. Cytokine content in the cell lysates, apical and basolateral supernatants were determined using ELISA. Caco-2 cell lysate treatments showed significantly increased anti-inflammatory TGF-β (ng/ml) levels on average about 100x more compared to the increase in pro-inflammatory IL-8 (pg/ml) levels. These levels were significantly reduced after inhibition of NF-κB. In conclusion, live Lactobacillus rhamnosus, its CF, FSB or HIB seemed to modulate the production of inflammatory cytokines in enterocytes partly via the NF-κB signaling pathway.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-11Bitstream added on 2014-06-13T19:03:40Z : No. of bitstreams: 1 coelho_lf_dr_rcla.pdf: 3999428 bytes, checksum: b2a1c737e7c2bb5f6e89843add264993 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O objetivo deste trabalho foi isolar micro-organismos produtores de D-(-) e L-(+) ácido lático, os quais são utilizados na síntese de polímeros empregados na produção de diversos materiais resistentes e biodegradáveis, além de otimizar a produção de ácido lático, a partir da utilização de diversos resíduos agro-industriais. Os micro-organismos mais promissores para produção de L-(+) ácido lático foram os isolados de Keffir (Ke6, Ke11, Ke8 e Ke24) e o Lactobacillus rhamnosus B103, já para a produção de D-(-) ácido lático, os mais promissores foram os isolados de iogurte (Y15C e Y15A) e o Leuconostoc mesenteroides B512. Pode-se afirmar que os micro-organismos selecionados apresentaram grande potencial para utilização na indústria de biopolímeros e indústria de alimentos. O soro de queijo e a manipueira foram os melhores resíduos para produção de L-(+) ácido lático por Lactobacillus rhamnosus B103. Quando se utilizou 160 g/L de lactose de soro de queijo, 60 mL/L de água de maceração de milho (AMM), 2 mL/L de Tween 80 e 0,10 g/L de MnSO4, observou-se alta produção de L- (+) ácido lático (142 g/L) e baixo residual de lactose (3,2 g/L). Para a otimização com manipueira, foi obtido 41,58 g/L de L-(+) ácido lático, a partir de 50 g/L de açúcar redutor total (ART), 65,40 mL/L de AMM e 1,27 mL/L de Tween 80. Nas otimizações com Leuconostoc mesenteroides B512 foi observado produção de 60,20 g/L de D-(-) ácido lático, utilizando 116,90 g/L de ART de caldo de cana e 44,25 g/L de autolisado de levedura. Nas otimizações com L. plantarum Lmism6 observou-se uma produção de 63,40 g/L de ácido lático, 0,40 g/L de ART residual e alta conversão de substrato (99,40%), quando se utilizou 70 g/L de ART de melaço, 30,00 mL/L de AMM, 2 g/L de K2HPO4 e 1 mL/L de Tween 80 / The aim of this study was to isolate D-(-) and L-(+) lactic acid producers micro-organisms, which are used in the synthesis of polymers used in the production of many resistant and biodegradable materials and optimize the lactic acid production, from agro-industrial residues. The most promising micro-organisms for L-(+) lactic acid production were Lactobacillus rhamnosus B103, as well as, the isolated from Keffir (Ke6, Ke11, Ke8 Ke24) and the most promising D-(-) lactic acid producers were strains of yogurt (Y15C and Y15A) and Leuconostoc mesenteroides B512. Cheese whey and cassava wastewater (CW) were the best residues for L-(+) lactic acid production by Lactobacillus rhamnosus B103. Using 160 g/L of lactose from whey, 60 mL/L of CSL, 2 mL/L of Tween 80 and 0.10 g/L of MnSO4, there was higher production of L-(+) lactic acid (142 g/L) and low lactose residual (3.20 g/L). For optimizations with CW, it was obtained 41.58 g/L of L-(+) lactic acid from 50 g/L of reducing sugar, 65.40 mL/L and 1.27 mL of corn steep liquor (CSL) and Tween 80 respectively. Leuconostoc mesenteroides B512 produced 60.20 g/L of D-(-) lactic acid, using 116.90 g/L of sugarcane juice and 44.25 g/L of yeast autolysate. L. plantarum Lmism6 produced 63.40 g/L of lactic acid, with less residual reducing sugar (0.41 g/L) and higher substrate conversion (99.41%), by using 70 g/L of sugar reducing from molasses, 30 mL/L of CSL, 2 g/L of K2HPO4, and 1 mL/L of Tween 80

Le principal objectif de ce projet était d'étudier un système d'inoculation et préfermentation en continu du lait par une culture mixte avec cellules immobilisées et contenant une souche forte productrice de nisine Z, Lc. diacetylactis UL719, et deux souches sensibles à la bactériocine, un Lb. rhamnosus, producteur d’exopolysaccharides, et un Lc. cremoris, sélectionné pour ses capacités d’acidification. Des fermentations du lait inoculé de façon traditionnelle par la culture mixte en cellules libres ont également été réalisées. Durant ces fermentations en batch, la croissance de Lc. diacetylactis est stimulée par la présence des deux autres souches, entraînant une augmentation de la production de nisine. Le système d'inoculation et préfermentation en continu du lait avec cellules immobilisées, conduit sur une période de trois semaines, a permis d'inoculer massivement le lait par Lc. diacetylactis et Lb. rhamnosus. Le lait fermenté obtenu après une étape d'incubation additionnelle contenait également une population élevée de ces deux souches conduisant à une production élevée de nisine et une augmentation de la concentration d'exopolysaccharides comparativement à des fermentations en batch du lait par la culture mixte en cellules libres et inoculé de façon traditionnelle. La méthode de PCR en temps réel développée durant ce projet a permis de quantifier les faibles niveaux de populations de Lc. cremoris dans les laits fermentés et préfermentés. Une augmentation avec le temps de préfermentation de la tolérance à la nisine des cellules de Lb. rhamnosus ainsi que de la capacité acidifiante pour les deux souches majoritairement retrouvées dans le lait préfermenté fut également observée. / The objective of this work was to study an immobilized-cell system for continuous inoculation and prefermentation of milk by a mixed culture containing a nisin Z producer (Lc. diacetylactis UL719) and two nisin-sensitive strains for acidification (Lc. cremoris) and exopolysaccharide production (Lb. rhamnosus RW-9595M). Batch fermentations of milk traditionally inoculated with free-cell mixed culture of the three strains were also performed at different temperatures. In these conditions, we showed that growth of Lc. diacetylactis was stimulated by commensalism, leading to an increase of nisin Z production. Continuous prefermentation of milk with immobilized cells carried out over 3 weeks leads to high inoculation of milk with Lc. diacetylactis and Lb. rhamnosus . In fermented milk, obtained after an additional batch incubation, populations of these two strains remained at high concentrations leading to high nisin production and higher exopolysaccharide concentration compared to traditional batch fermentation of milk. The real-time PCR method, developed in this project, was successfully used to quantify very low cell concentrations of Lc. cremoris in prefermented and fermented milks. Immobilization and continuous culture also lead to important cell physiological adaptations for Lb. rhamnosus and Lc. diacetylactis. Lb. rhamnosus became much more tolerant to nisin Z, and both strains exhibited a large increase in milk acidification capacity.