Assessment of the carbohydrate profile of the metabolite complex Lactaseibacillus rhamnosus F
Authors: Бегунова Анна Васильевна , Жижин Николай Анатольевич 
Published: February 2023

В настоящее время не вызывает сомнений, что состояние кишечной микробиоты влияет на здоровье человека. Интенсивно изучаются и новые концепции, связанные с биологически активными соединениями, секретируемыми пробиотическими микроорганизмами в процессе биосинтеза, которые могут оказывать оздоравливающее действие. Метаболитные комплексы, полученные из пробиотических микроорганизмов, являются многообещающими альтернативными добавками, позволяющими увеличить ассортимент обогащенных продуктов питания. В дополнение к питательным свойствам обогащение пищевых продуктов этими добавками позволяет улучшить органолептические и технологические свойства, а также увеличить срок их хранения. Эти метаболитные комплексы представляют собой сложную смесь секретируемых микроорганизмами компонентов, таких как ферменты, белки, органические кислоты, витамины, пептиды, аминокислоты, полисахариды и т. д., которые могут быть использованы микробиотой для регулирования здоровья человека. Однако профили продуцируемых метаболитов, определяющие функциональные свойства пробиотических микроорганизмов, являются штаммоспецифичными. Целью работы было определение углеводного состава бесклеточного метаболитного комплекса штамма Lacticaseibacillus rhamnosus F для установления потенциальных биологически активных веществ. Установлено, что при культивировании L. rhamnosus F использует глюкозу, содержащуюся в питательной среде MRS-бульон, для своего метаболизма, а секретируемый комплекс метаболитов содержит не только моно-, но и олигосахара. Его углеводный состав был представлен следующими моносахарами: рамноза, ксилоза, фруктоза, глюкоза, которые могут использоваться микроорганизмами для дальнейшего синтеза олигосахаридов. Кроме того, показано, что в составе углеводов метаболитного комплекса L. rhamnosus F присутствуют неидентифицированные олигосахариды. Олигосахара, продуцируемые молочнокислыми бактериями, являются ценными метаболитами из-за их потенциального применения в качестве натуральных безопасных пищевых добавок или функциональных пищевых ингредиентов. Это обосновывает дополнительные исследования для определения состава синтезируемых олигосахаридов с целью использования потенциальных пробиотических свойств метаболитного комплекса L. rhamnosus F в качестве биологически активного компонента в технологии производства функциональной молочной продукции.

Currently, there is no doubt that the state of the intestinal microbiota affects human health. New concepts related to biologically active compounds secreted by probiotic microorganisms during biosynthesis, which can have a healing effect, are also being intensively studied. Metabolite complexes derived from probiotic microorganisms are promising alternative supplements to increase the range of fortified foods. In addition to nutritional properties, food fortification with these additives improves organoleptic and technological properties, as well as increases their shelf life. These metabolite complexes are a complex mixture of components secreted by microorganisms, such as enzymes, proteins, organic acids, vitamins, peptides, amino acids, polysaccharides, etc., which can be used by the microbiota to regulate human health. However, the profiles of produced metabolites, which determine the functional properties of probiotic microorganisms, are strain-specific. The aim of the work was to determine the carbohydrate composition of the cell-free metabolite complex of the strain Lacticaseibacillus rhamnosus F in order to identify potential biologically active substances. It has been established that when L. rhamnosus F is cultivated, it uses glucose contained in the nutrient medium MRS broth for its metabolism, and the secreted complex of metabolites contains not only mono-, but also oligosaccharides. Its carbohydrate composition was represented by the following monosaccharides: rhamnose, xylose, fructose, glucose, which can be used by microorganisms for further synthesis of oligosaccharides. In addition, it was shown that unidentified oligosaccharides are present in the carbohydrates of the L. rhamnosus F metabolite complex. Oligosugar produced by lactic acid bacteria are valuable metabolites due to their potential use as natural safe food additives or functional food ingredients. This justifies additional studies to determine the composition of the synthesized oligosaccharides in order to use the potential probiotic properties of the L. rhamnosus F metabolite complex as a biologically active component in the technology for the production of functional dairy products.