高品質なプロバイオティクス
プロバイオティクスは世界保健機関(WHO)によって「適切な量で投与された場合、宿主に健康上の利益を与える生きた微生物」と定義されています。人間向けのプロバイオティクス製品に用いられる主な微生物は、ラクトバチルス属とビフィドバクテリウム属であり、一般に乳酸菌(LAB)と呼ばれます。
LABは、その機能特性と健康への有益な効果が実証されているため、食品産業で広く利用されています。プロバイオティクスが病気の治療や軽減に役立つことを支持する多くの証拠があります。この目標を達成するためには、プロバイオティクスは定期的に、十分な量で投与され、生きた状態で作用部位に到達する必要があります。
なぜこの3つの条件が必要なのでしょうか?第一の理由は、プロバイオティクスが宿主の胃腸管に長期的に定着できないように見えることです。プロバイオティクスの1日摂取量は、国によって異なりますが、製品1gあたり約107 CFUと推定されています。実際、十分な数の細胞が消化管の厳しい環境を生き延び、作用部位に生きたまま到達することで、プロバイオティクスは健康に有益な効果を発揮します。
したがって、高品質なプロバイオティクス製品を確保するには、高い細胞数を生産すると同時に、消化管で生き残る能力を評価することが同様に重要です。
消化管全体で培養細胞の生存性を維持する。
発酵中の細胞の生存性と活力には、温度、通気、発酵時間、培養培地の組成など、いくつかのパラメータが影響します。プロバイオティクス株は複雑な栄養要求を持っており、酵母由来栄養素が窒素源としてそれを補うことができます。
酵母由来の栄養素は、生物学的かつ生化学的に複雑な窒素源であり、アミノ酸、ペプチド、炭水化物、ビタミン、ミネラルを豊富に含み、細胞が優れた強健な成長を遂げるのを助けます。
プロバイオティクス製造における予備的なバイオプロセス最適化では、各株が固有のニーズを持つことを考慮し、細胞数を増やすために株に応じた最適な酵母由来栄養素を慎重に選択することが重要です。
さらに、Procelysは、酵母由来栄養素がLAB細胞の胃内の厳しい環境、特に胃液への曝露を生き延びる能力に影響を与えることを示しました。
この結論に至るために、LABモデル株の発酵を行い、その後シミュレーション胃液(GJ)試験を実施しました。この試験は、LABが胃の酸性環境にどのように耐えるかを簡易的に模擬することを目的としました。
方法論は、発酵後にLABをシミュレーション胃液培地に接種するというものです。その後、試験前後のCFU差を測定します。
結果は、アップストリーム発酵に使用された培地中の酵母由来栄養素の含有量に依存し、培養中に最も高い細胞数を生み出した酵母由来栄養素が、シミュレーション胃液試験後に最も高い細胞数を示す条件とは限らないことを示しました。
例えば、B.ラクティスの場合、NuCel® 783で培養した後のGJ試験ではログCFUが約60%減少しましたが、NuCel® 532で培養した場合は約34%の減少にとどまり、酵母抽出物を切り替えるだけで約30%の生存性差が生じました。さらに、GJ試験前の細胞数はNuCel® 783の方がNuCel® 532よりも高かったのですが、試験後は逆の結果となりました。
したがって、発酵終了時の細胞生存性だけでなく、消化管全体で培養細胞の生存性を維持する酵母由来栄養素の能力に基づいて最適な栄養素を選択することの重要性を示すことができました。
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