Please use this identifier to cite or link to this item: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/56329
Title: ACID PRODUCTION AND PROBIOTIC PROPERTIES OF SELECTED LACTIC ACID BACTERIA
Other Titles: การผลิตกรดและคุณสมบัติโปรไบโอติกของแบคทีเรียกรดแลกติกที่คัดเลือกได้
Authors: Tanatip Thamacharoensuk
Advisors: Somboon Tanasupawat
Nuttha Thongchul
Kentaro Kodama
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Pharmaceutical Sciences
Advisor's Email: Somboon.T@Chula.ac.th,Somboon.T@chula.ac.th
Nuttha.T@Chula.ac.th
k4kodama@hodai.ac.jp
Issue Date: 2015
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: Thirty-six isolates of lactic acid bacteria (LAB) from tree barks were screened for lactic acid production and forty-one isolates from animal feces, healthy human feces, fermented foods, soy sauce mash and silages were screened for the probiotic properties. The selected isolates (52 isolates) were belonged to the genera Lactobacillus (12 strains), Enterococcus (14 strains), Pediococcus (7 strains), Lactococcus (1 strain), Weissella (7 strains) and Sporolactobacillus (11 strains), and they were identified as L. futasaii (2 strains), L. acidipiscis (2 strains), each strain of L. namurensis, L. farraginis, L. mucosae, L. paracasei subsp. tolerans and L. salivarius, L. pentosus (3 strains), E. hirae (10 strains), E. avium (4 strains), P. pentosaceus (4 strains), P. acidilactici (3 strains), Lc. garvieae (1 strain), W. paramesenteroides (3 strains), W. thailandensis (2 strains), W. cibaria (1 strain), W. confusa (1 strain), S. nakayamae subsp. nakayamae (3 strains), S. terrae (2 strains), S. kofuensis (1 strain) S. inulinus (3 strains) and two strains BK92T and BK117-1T isolated from White-Meranti and African Tulip tree barks were proposed as novel species as Sporolactobacillus shoreae sp.nov. and Sporolactobacillus spathodeae sp.nov., respectively based on their phenotypic, chemotaxonomic and genotypic characteristics including 16S rRNA gene sequence analysis. S. inulinus BK65-3 and BK70-3 was found to produce 101.42 g/L and 117.85 g/L of lactic acid, respectively with high optical purity of D-lactic acid (100%ee) from 120 g/L of glucose concentrations. The optimum condition of lactic acid production of S. inulinus BK65-3 was 140 g/L of glucose at 48 h without agitation and provided lactic acid of 131.45 g/L, yield of 93.89%, and productivity of 2.74 g/L.h while at same condition S. inulinus BK70-3 was required agitation and provided lactic acid of 133.79g/L, yield of 95.56% and productivity of 2.79 g/L.h. The productivity of S. inulinus BK70-3 was increased to 2.93 when cultivated in 5-L fermentor. S. inulinus BK70-3 could tolerant at high glucose concentrations up to 200 g/L. The strain S. inulinus BK70-3 could be considered as the good strain for lactic acid production. L. acidipiscis SR7-1 and L. farraginis SL4-1 showed cytotoxic effects against colorectal cancer cell lines (Caco-2 cells) with non-toxicity to normal cell lines (Vero cells). All isolates showed no cytotoxic effects against leukemic U937 cells. Fifteen strains including L. futasaii PC72-4, P. pentosaceus PC73-3, L. futasaii KC74-1, L. acidipiscis PC75-2, L. namurensis KC78-5, W. thailandensis PC79-5, W. thailandensis KC81-2, W. cibaria PC86-2, L. acidipiscis SL4-1, L. farraginis SR7-1, L. mucosae SL7-2, L. paracasei subsp. tolerans MSMC39-5, W. confusa MSMC57-2, W. paramesenteroides MSMC63-2, and L. salivarius MSMC120-2 induced IL-12 production ranged from 1,585.23 ± 7.80 to 430.65 ± 35.02pg/ml that was higher than L. plantarum NRIC 1067. All strains were tolerated in 1% bile. P. pentosaceus PC73-3, L. namurensis KC78-5, L. farraginis SL4-1 and L. mucosae SL7-2 were acid tolerated to pH 3 and showed higher adhesion ability as compared to positive control L. rhamnosus GG. Thus, P. pentosaceus PC73-3, L. namurensis KC78-5, L. farraginis SL4-1 and L. mucosae SL7-2 were the potential probiotics for prevention of cancers by stimulation of IL-12 production, especially, L. farraginis SL4-1 might be useful in colorectal cancer due to their cytotoxic effects against colorectal cancer.
Other Abstract: ได้ทำการคัดกรองการผลิตกรดแลกติกของแบคทีเรียจำนวน 36 ไอโซเลทที่แยกจากเปลือกไม้และคัดกรองคุณสมบัติโปรไบติกของแบคทีเรียกรดแลกติกจำนวน 41 ไอโซเลทจากมูลสัตว์ อุจจาระมนุษย์สุขภาพดี อาหารหมัก ซีอิ๊วและหญ้าหมัก พบว่าไอโซเลทที่คัดเลือกทั้งหมด 52 ไอโซเลทอยู่ในสกุล Lactobacillus (12 สายพันธุ์) Enterococcus (14 สายพันธุ์) Pediococcus (7 สายพันธุ์) Lactococcus (1 สายพันธุ์) Weissella (7 สายพันธุ์) และ Sporolactobacillus (11 สายพันธุ์) และพิสูจน์เอกลักษณ์ได้เป็น L. futasaii (2 สายพันธุ์), L. acidipiscis (2 สายพันธุ์), แต่ละสายพันธุ์ของ L. namurensis, L. farraginis, L. mucosae, L. paracasei subsp. tolerans, และ L. salivarius, L. pentosus (3 สายพันธุ์), E. hirae (10 สายพันธุ์), E. avium (4 สายพันธุ์), P. pentosaceus (4 สายพันธุ์), P. acidilactici (3 สายพันธุ์), Lc. garvieae (1 สายพันธุ์), W. paramesenteroides (3 สายพันธุ์), W. thailandensis (2 สายพันธุ์), W. cibaria (1 สายพันธุ์), W. confusa (1 สายพันธุ์), S. nakayamae subsp. nakayamae (3 สายพันธุ์), S. terrae (2 สายพันธุ์), S. kofuensis (1 สายพันธุ์), S. inulinus (3 สายพันธุ์) และสองสายพันธุ์ BK92T และ BK117-1T ที่แยกได้จากเปลือกไม้ของต้นพะยอมและแคแสดถูกเสนอเป็นแบคทีเรียสปีชีส์ใหม่ชื่อว่า Sporolactobacillus shoreae sp.nov. และ Sporolactobacillus spathodeae sp.nov. ตามลำดับ โดยอาศัยลักษณะทางฟีโนไทป์อนุกรมวิธานทางเคมีและจีโนไทป์โดยการวิเคาระห์ลำดับเบสในช่วง 16S rRNA gene S. inulinus BK65-3 และสายพันธุ์ BK70-3 ผลิตกรดแลกติกความเข้มข้น 101.42 และ 117.85 กรัมต่อลิตรตามลำดับ มีค่าความบริสุทธิ์เชิงแสงของกรดดีแลกติกถึง 100 เปอร์เซนต์จากน้ำตาลกลูโคสที่ความเข้มข้น 120 กรัมต่อลิตร ภาวะที่เหมาะสมในการผลิตกรดของ S. inulinus BK65-3 คือกลูโคส 140 กรัมต่อลิตรที่ 48 ชั่วโมงไม่เขย่า จะให้ความเข้มข้นของกรดแลกติก 131.45 กรัมต่อลิตร ค่าปริมาณผลผลิต 93.89 เปอร์เซ็นต์ และอัตราการผลิต 2.74 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง ในขณะที่ภาวะเดียวกัน S. inulinus BK70-3 ต้องการการเขย่าให้ความเข้มข้นของกรดแลกติก 133.79 กรัมต่อลิตร ค่าปริมาณผลผลิต 95.56 เปอร์เซ็นต์และอัตราการผลิต 2.79 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมง อัตราการผลิตของ S. inulinus BK70-3 จะเพิ่มขึ้นเป็น 2.93 กรัมต่อลิตรต่อชั่วโมงเมื่อเลี้ยงในถังหมักขนาด 5 ลิตร และพบว่า S. inulinus BK70-3 สามารถทนต่อความเข้มข้นของกลูโคสได้สูงถึง 200 กรัมต่อลิตร S. inulinus BK70-3 จึงเป็นสายพันธุ์ที่ดีในการผลิตกรดแลกติก L. acidipiscis SR7-1 และ L. farraginis SL4-1 แสดงฤทธิ์เป็นพิษต่อเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่ (Caco-2 cells) โดยไม่มีฤทธิ์เป็นพิษต่อเซลล์ปกติ (Vero cells) สายพันธุ์ทั้งหมดไม่แสดงฤทธิ์เป็นพิษต่อเซลล์มะเร็งเม็ดเลือดขาว (U937 cells) แบคทีเรีย 15 สายพันธุ์ ได้แก่ L. futasaii PC72-4, P. pentosaceus PC73-3, L. futasaii KC74-1, L. acidipiscis PC75-2, L. namurensis KC78-5, W. thailandensis PC79-5, W. thailandensis KC81-2, W. cibaria PC86-2, L. acidipiscis SL4-1, L. farraginis SR7-1, L. mucosae SL7-2, L. paracasei subsp. tolerans MSMC39-5, W. confusa MSMC57-2, W. paramesenteroides MSMC 63-2 และ L. salivarius MSMC120-2 กระตุ้นการสร้าง IL-12 ในช่วง 1,585.23 ± 7.80 ถึง 430.65 ± 35.02 pg/ml ซึ่งมากกว่า L. plantarum NRIC 1067 โดยสายพันธุ์ทั้งหมดทนต่อน้ำดีที่ความเข้มข้น 1 เปอร์เซ็นต์ P. pentosaceus PC73-3, L. namurensis KC78-5, L. farraginis SL4-1 และ L. mucosae SL7-2 เป็นสายพันธุ์ที่ทนกรดที่พีเอช 3 และสามารถยึดเกาะต่อเซลล์ผนังลำไส้มากกว่า L. rhamnosus GG ซึ่งเป็นสายพันธ์ควบคุม ดังนั้น P. pentosaceus PC73-3, L. namurensis KC78-5, L. farraginis SL4-1 และ L. mucosae SL7-2 มีคุณสมบัติเป็นโพรไบโอติกที่มีศักยภาพในการป้องกันมะเร็งโดยกระตุ้นการสร้าง IL-12 โดยเฉพาะ L. farraginis SL4-1 อาจนำมาใช้ในมะเร็งลำไส้ใหญ่เนื่องจากฤทธิ์เป็นพิษต่อเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่
Description: Thesis (Ph.D.)--Chulalongkorn University, 2015
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Pharmaceutical Chemistry and Natural Products
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/56329
Type: Thesis
Appears in Collections:Pharm - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
5376972233.pdf5.18 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.