Application of an in vitro test system for the selection of probiotic bacterial strains

The aim of our studies was to evaluate in vitro methods for the simple and efficient selection of putative probiotic bacterial strains. Of the possible methods, the following were tested: culturing on selective media, Gram staining, catalase assay, hemolytic, clonality and aggregation ability, gastric acid tolerance and bile acid tolerance. A total of 217 bacterial strains isolated from raw sheep’s milk, curdled milk and sheep’s cheese samples produced in Transylvania were included in our experiments. Isolates with hemolytic activity, as well as those exhibiting Gram-negative or catalase-positive phenotypes not characteristic of probiotics were excluded from our studies. Based on the results of RAPD-PCR studies suitable for the detection of individual-level polymorphisms, a total of 34 clone classes and 57 strains with unique RAPD patterns were identified. From each of the 34 clone classes thus narrowed, one strain was selected and tested for its aggregation ability, as well as its gastric acid and bile acid tolerance. High aggregation values above 70%, typical of probiotic strains, were measured in the case of a total of six isolates. In the course of the presence-absence studies conducted on the surface of solid media supplemented with acid or bile acid, it was possible to select several strains specifically tolerant to acid or bile acid. Based on our results, isolates to be included in further tests, e.g., in antibiotic resistance and antimicrobial activity assays, were selected

In vitro tesztrendszer alkalmazása probiotikus baktériumtörzsek szelektálására

Vizsgálataink célja olyan in vitro módszerek értékelése volt, amelyekkel egyszerűen és hatékonyan lehet feltételezetten probiotikus baktériumtörzseket szelektálni. A szóba jöhető eljárások közül a következőket teszteltük: szelektív táptalajon való tenyésztés, Gram-festés, kataláz-próba, hemolízis-, klonalitás-, aggregációs képesség-, gyomorsavtűrés- és epesavtűrés-vizsgálat. Kísérleteinkbe Erdélyben előállított nyers juhtej-, aludttej- és juhsajt-mintákból izolált, összesen 217 db baktériumtörzset vontunk be. A hemolizáló és a probiotikumokra nem jellemző Gram-negatív, valamint kataláz-pozitív fenotípust mutató izolátumokat kizártuk a vizsgálatokból. Az egyed szintű polimorfizmusok feltárására alkalmas RAPD-PCR vizsgálatok eredményei alapján összesen 34 klónosztályt és 57 egyedi RAPD mintázattal rendelkező törzset különböztettünk meg. Az így leszűkített 34 klónosztályból egy-egy törzset kiválasztottunk, majd teszteltük azok aggregációs képességét, továbbá sav-, és epesav-tűrését. Összesen hat izolátumnál mértük a probiotikus törzsekre jellemzően magas, 70% feletti aggregációs értéket. A savval vagy epesavval kiegészített szilárd táptalaj felületén végzett jelenlét–hiány vizsgálatok során sikerült több, kimondottan sav- és epesav-tűrő törzset is szelektálnunk. Eredményeink alapján kiválasztottuk a további tesztekbe – pl. antibiotikum-rezisztencia és antimikrobiális aktivitás vizsgálatokba – bevonandó izolátumokat

In vitro tesztrendszer alkalmazása probiotikus baktériumtörzsek szelektálására

Vizsgálataink célja olyan in vitro módszerek értékelése volt, amelyekkel egyszerűen és hatékonyan lehet feltételezetten probiotikus baktériumtörzseket szelektálni. A szóba jöhető eljárások közül a következőket teszteltük: szelektív táptalajon való tenyésztés, Gram-festés, kataláz-próba, hemolízis-, klonalitás-, aggregációs képesség-, gyomorsavtűrés- és epesavtűrés-vizsgálat. Kísérleteinkbe Erdélyben előállított nyers juhtej-, aludttej- és juhsajt-mintákból izolált, összesen 217 db baktériumtörzset vontunk be. A hemolizáló és a probiotikumokra nem jellemző Gram-negatív, valamint kataláz-pozitív fenotípust mutató izolátumokat kizártuk a vizsgálatokból. Az egyed szintű polimorfizmusok feltárására alkalmas RAPD-PCR vizsgálatok eredményei alapján összesen 34 klónosztályt és 57 egyedi RAPD mintázattal rendelkező törzset különböztettünk meg. Az így leszűkített 34 klónosztályból egy-egy törzset kiválasztottunk, majd teszteltük azok aggregációs képességét, továbbá sav-, és epesav-tűrését. Összesen hat izolátumnál mértük a probiotikus törzsekre jellemzően magas, 70% feletti aggregációs értéket. A savval vagy epesavval kiegészített szilárd táptalaj felületén végzett jelenlét–hiány vizsgálatok során sikerült több, kimondottan sav- és epesav-tűrő törzset is szelektálnunk. Eredményeink alapján kiválasztottuk a további tesztekbe – pl. antibiotikum-rezisztencia és antimikrobiális aktivitás vizsgálatokba – bevonandó izolátumokat

Application of an in vitro test system for the selection of probiotic bacterial strains

The aim of our studies was to evaluate in vitro methods for the simple and efficient selection of putative probiotic bacterial strains. Of the possible methods, the following were tested: culturing on selective media, Gram staining, catalase assay, hemolytic, clonality and aggregation ability, gastric acid tolerance and bile acid tolerance. A total of 217 bacterial strains isolated from raw sheep’s milk, curdled milk and sheep’s cheese samples produced in Transylvania were included in our experiments. Isolates with hemolytic activity, as well as those exhibiting Gram-negative or catalase-positive phenotypes not characteristic of probiotics were excluded from our studies. Based on the results of RAPD-PCR studies suitable for the detection of individual-level polymorphisms, a total of 34 clone classes and 57 strains with unique RAPD patterns were identified. From each of the 34 clone classes thus narrowed, one strain was selected and tested for its aggregation ability, as well as its gastric acid and bile acid tolerance. High aggregation values above 70%, typical of probiotic strains, were measured in the case of a total of six isolates. In the course of the presence-absence studies conducted on the surface of solid media supplemented with acid or bile acid, it was possible to select several strains specifically tolerant to acid or bile acid. Based on our results, isolates to be included in further tests, e.g., in antibiotic resistance and antimicrobial activity assays, were selected

Tejsavbaktérium-izolátumok egyes probiotikus tulajdonságainak in vitro vizsgálata

Antibiotikum-rezisztenciáért felelős géneket hordozó baktériumok nem használhatók fel élelmiszerek előállításához, ezért a probiotikus törzsek antibiotikum-rezisztencia profiljának feltárása, valamint az általuk termelt antimikrobiális anyagok megismerése elengedhetetlen a probiotikus törzsek szelektálása során. Vizsgálataink célja komplex in vitro tesztrendszer további elemeinek kidolgozása és értékelése volt, melyekkel gyorsan és hatékonyan lehet nagyszámú, feltételezetten probiotikus izolátumot szelektálni. Korábbi munkánk során erdélyi nyers juhtej-, aludttej- és juhsajt-mintákból izolált baktériumtörzseket (n=217) teszteltünk és összesen 6 db Gram-pozitív, nem hemolizáló, kataláz-negatív, jól aggregálódó, jó sav- és epesav-tűrő képességű törzsre csökkentettük a mintaszámot. Jelen munkánkban az előszelektált törzsek (n=6) antibiotikum-rezisztenciáját és antimikrobiális anyagok termelésére való képességét vizsgáltuk. Az izolátumok mikrobaellenes aktivitását agardiffúziós lyukteszttel derítettük fel. Azt tapasztaltuk, hogy az E15, E66, E173, E198 és E216 azonosítószámú törzsek gátolták a Salmonella Enteridis ATCC 13076 törzs szaporodását éppúgy, mint a kontroll törzs (Lactobacillus acidophilus ATCC 4356). Az antibiotikum-rezisztencia vizsgálatok korongdiffúziós teszttel történtek. A Levilactobacillus brevis és a Lactiplantibacillus plantarum fajba tartozó hat izolátumunk több antibiotikummal szemben is rezisztensnek bizonyult, ezért nem használhatóak fel probiotikus termékek előállításához. Megállapítottuk, hogy in vitro tesztrendszerünk alkalmas a nem biztonságos izolátumok hatékony kiszűrésére

In vitro evaluation of certain probiotic properties of lactic acid bacteria isolates

Bacteria carrying genes responsible for antibiotic resistance cannot be used in food production. For this reason, exploring the antibiotic resistance profile of probiotic candidates and the antimicrobial substances they produce are essential for probiotic strain selection. The aim of this study was to develop and evaluate additional elements of a complex in vitro test system for rapid and efficient selection of a large number of putative probiotic isolates. In a previous work, we had tested bacterial strains (n=217) isolated from Transylvanian raw sheep milk, cultured sheep milk, and sheep cheese samples and we reduced the sample number to a total of six Gram-positive, non-hemolytic, catalase-negative, well-aggregating, good acid and bile acid tolerating strains. In this research, we investigated the antibiotic resistance and antimicrobial production capacity of the pre-selected strains (n=6). The antimicrobial activity of the isolates was determined by the agar well diffusion assay. Strains E15, E66, E173, E198, and E216 were found to inhibit the growth of both Salmonella Enteridis ATCC 13076 and the control strain (i.e., Lactobacillus acidophilus ATCC 4356). Antibiotic resistance tests were performed by the agar disk diffusion method. All six isolates belonging to the species of Levilactobacillus brevis and Lactiplantibacillus plantarum were found to be resistant to several antibiotics and, therefore, cannot be used for the manufacture of commercial probiotic products. In conclusion, our in vitro test system proved to be capable of effectively screening out unsafe isolates

Probiotikus baktériumtörzsek szelektálására alkalmas kísérleti rendszer egyes elemeinek kidolgozása (Developing basic elements of an experimental system for selection of probiotic bacterial strains)

A célunk olyan mérési módszerek kidolgozása és értékelése volt, amelyekkel viszonylag gyorsan és hatékonyan lehet akár állati, akár humán eredetű, potenciálisan probiotikus baktériumtörzsek gyomorsavval és epesavval szembeni ellenállását tesztelni. Három eljárást vizsgáltunk, melyek közül az in vitro emésztési modell szolgáltatta a legmegbízhatóbb eredményeket. A másik két metódus (cseppentéses-, illetve folyadékkultúrás módszer) előszelektálásra bizonyult alkalmasnak, ugyanis elsősorban azt képesek jelezni, hogy mely törzseket érdemes alávetni a hosszadalmasabb in vitro emésztési protokollnak