The purpose of this study is the in vitro screening and selection of probiotic bacteria suitable for the formulation of functional foods (food application) or for the development of new feed strategies (feed application) in order to boost human and animal health.
For this reason, strains of Lactobacillus delbrueckii, and strains previously classified as Lactobacillus spp., Lacticaseibacillus rhamnosus, Lactiplantibacillus plantarum and Levilactobacillus brevis, isolated from food sources such as olives, sourdoughs, donkey milk, and cheese, were screened for their probiotic potential through in vitro assays. The tests included anti-microbial activity against pathogenic bacteria (E. coli, Listeria monocytogenes, Salmonella, and S. aureus) using the agar well diffusion assay. In addition, the selected strains were tested for their ability to produce biofilm using the crystal violet assay, as well as for their potential to inhibit the adhesion of pathogenic yeasts belonging to Candida spp., by measuring the biofilm produced in the presence of the strain and comparing it to the biofilm produced in the absence of it. Finally, multivariate analysis was employed to elucidate the performance of the strains and to select the best candidates to be used in the formulation of functional foods and also to develop new feed strategies. Results revealed that the strains Ldb2, Ldb3, Lbr7, Lbr11, Lpl10, and Lpl11, belonging to L. plantarum, L. delbrueckii, and L. brevis genera, demonstrated strong antimicrobial effects against a variety of pathogens, including C. tropicalis, C. albicans, C. glabrata, E. coli ATCC 35218, E. coli ATCC 105393, Salmonella spp., and S. aureus DSM 1104. These findings suggest their potential as effective candidates for probiotics. Both L. delbrueckii and L. plantarum formed strong biofilms against E. coli ATCC 35218, E. coli ATCC 105393, Salmonella spp., and S. aureus DSM 1104, while L. plantarum also exhibited significant inhibition of C. tropicalis and C. albicans. Additionally, L. plantarum and L. rhamnosus, specifically the strains Lpl5, Lpl6, Lrh5, and Lrh7, demonstrated effective inhibition of Listeria
monocytogenes growth. these findings offer valuable insights into the probiotic and antimicrobial properties of the strains Ldb2, Ldb3, Lbr7, Lbr11, Lpl10, and Lpl11, highlighting their potential as promising candidates for further research. These strains could be effectively used in probiotic formulations aimed at combating a variety of pathogens in food and feed applications.
Ο σκοπός της μελέτης ήταν ο in vitro έλεγχος και η επιλογή βακτηρίων με προβιοτικό δυναμικό, κατάλληλων για τη δημιουργία λειτουργικών τροφίμων ή για την ανάπτυξη νέων ζωοτροφών, με σκοπό την ενίσχυση της υγείας του ανθρώπου και των ζώων.
Για το σκοπό αυτό, στελέχη που ανήκουν στα γένη Lactobacillus delbrueckii, και στελέχη που άνηκαν παλαιότερα στο γένος Lactobacillus, όπως Lacticaseibacillus rhamnosus, Lactiplantibacillus plantarum and Levilactobacillus brevis, τα οποία απομονώθηκαν από ελιές, ζυμάρι, γάλα όνου και τυρί, υποβλήθηκαν σε μια σειρά in vitro δοκιμών προκειμένου να ελεγχθεί το προβιοτικό τους δυναμικό. Οι δοκιμές περιλάμβαναν αντιμικροβιακή δραστηριότητα έναντι παθογόνων βακτηρίων (E. coli, Listeria monocytogenes, Salmonella spp. και S. aureus) χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της μέτρησης της ζώνης αναστολής σε τρυβλία, καθώς επίσης και την ικανότητα των επιλεγμένων στελεχών να παράγουν βιοϋμένιο, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του κρυσταλλικού ιώδους. Επίσης μελετήθηκε η δυνατότητα των εν λόγω στελεχών να αναστείλουν την προσκόλληση παθογόνων μυκήτων του γένους Candida, μετρώντας το βιοϋμένιο που παράγεται με/χωρίς την παρουσία των βακτηρίων. Τέλος, χρησιμοποιήθηκε πολυμεταβλητή στατιστική ανάλυση που βασίστηκε στη μέθοδο της ανάλυσης κατά συστάδες (cluster analysis) για την επιλογή των καλύτερων στελεχών για τη δημιουργία λειτουργικών τροφίμων και ζωοτροφών. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα στελέχη Ldb2, Ldb3, Lbr7, Lbr11, Lpl10 και Lpl11, που απομονώθηκαν από τα βακτήρια L. plantarum, L. delbrueckii και L. brevis, παρουσίασαν ισχυρή αντιμικροβιακή δράση έναντι διαφόρων παθογόνων, συμπεριλαμβανομένων των C. tropicalis, C. albicans, C. glabrata, E. coli ATCC 35218, E. coli ATCC 105393, Salmonella spp. και S. aureus DSM 1104. Τα αποτελέσματα αυτά ενισχύουν τη δυνατότητα χρήσης των συγκεκριμένων βακτηρίων ως προβιοτικά. Τόσο ο γαλακτοβάκιλλος L. delbrueckii όσο και ο φυτογαλακτοβάκιλλος L. plantarum δημιούργησαν ισχυρά βιοϋμένια εναντίον των παθογόνων E. coli ATCC 35218, E. coli
ATCC 105393, Salmonella spp. και S. aureus DSM 1104, ενώ ο φυτογαλακτοβάκιλλος
L. plantarum έδειξε επίσης σημαντική αναστολή των παθογόνων C. tropicalis και C. albicans. Επιπλέον, τα είδη L. plantarum και L. rhamnosus, ειδικότερα τα στελέχη Lpl5, Lpl6, Lrh5 και Lrh7, παρουσίασαν αποτελεσματική αναστολή της ανάπτυξης του παθογόνου Listeria monocytogenes. Αυτά τα ευρήματα παρέχουν πολύτιμες γνώσεις για τις προβιοτικές και αντιμικροβιακές ιδιότητες διαφόρων βακτηρίων, με τα στελέχη Ldb2, Ldb3, Lbr7, Lbr11, Lpl10 και Lpl11 να εμφανίζονται ως υποσχόμενοι υποψήφιοι για περαιτέρω έρευνα και δυνητική χρήση ως προβιοτικά που στοχεύουν στην καταπολέμηση διαφόρων παθογόνων βακτηρίων σε εφαρμογές τροφίμων και ζωοτροφών.
