Biologically active metabolites of lactic acid bacteria
Authors: Бегунова Анна Васильевна 
Published: June 2022

Спектр использования молочнокислых, в том числе пробиотических, микроорганизмов постоянно расширяется и набирает популярность. Их применение при производстве функциональных продуктов увеличивается, так как накапливаются доказательства связи между диетой, иммунной системой и микроорганизмами желудочно-кишечного тракта. Соединения, полученные в процессе метаболизма молочнокислых бактерий, оказывают заметное влияние на здоровье человека. Синтез молочной, уксусной, пропионовой кислот, бактериоцинов и бактериоциноподобных веществ в процессе ферментации вызывает подавление роста условно-патогенных микроорганизмов и микроорганизмов, вызывающих порчу, тем самым повышая безопасность продуктов питания. Кроме того, молочнокислые микроорганизмы могут производить короткоцепочечные жирные кислоты, амины, витамины и экзополисахариды в процессе метаболизма. Поэтому их используют для улучшения вкуса и повышения питательной ценности продуктов, увеличения срока годности, укрепления здоровья и т. д. В обзоре обобщены научные данные по основным биологически активным метаболитам, продуцируемым пробиотическими молочнокислыми микроорганизмами при культивировании, охарактеризованы их свойства и влияние на здоровье человека. Показано, что применение при производстве продуктов питания определенных штаммов микроорганизмов с известным метаболическим профилем, определяющим функциональные свойства, и высокими технологическими характеристиками позволит улучшить качество продуктов питания, а штаммы молочнокислых, в том числе пробиотических, микроорганизмов могут стать источниками определенных метаболитов, которые можно использовать в качестве функциональных ингредиентов при производстве продуктов с направленным действием. Также представлены данные о современных достижениях генетики, биохимии, микробиологии, позволяющих объяснить на молекулярном уровне механизмы действия метаболитов молочнокислых бактерий и перспективы их вариативного использования для укрепления здоровья. На настоящее время уже наметились предпосылки для более полной реализации потенциала метаболитов молочнокислых бактерий, однако необходимо проводить дальнейшие исследования с использованием современных подходов и технологий, которые откроют новые области их применения в пищевой промышленности, в медицине и за ее пределами.

The applicability of lactic acid microorganisms, including probiotic ones, is continuously expanding and gaining popularity. They become more widely used in producing the functional food products as evidence proving the connection between the diet, immune system, and gastrointestinal microorganisms is being accumulated. Compounds formed during metabolism of lactic acid bacteria have a significant impact on human health. The synthesis of lactic, acetic, propionic acids, bacteriocins and bacteriocin-like substances in course of fermentation process inhibits the growth of opportunistic pathogens and spoilage microorganisms, thereby increasing food safety. In addition, lactic acid microorganisms can produce short chain fatty acids, amines, vitamins, and exopolysaccharides during metabolism. Therefore, they are used to improve the taste and nutritional value of products, increase shelf life, promote health, and so on. The review summarizes the scientific data on the main biologically active metabolites produced by probiotic lactic acid microorganisms during cultivation, characterizes their properties and impact on human health. It shows that the use of the certain strains of microorganisms with a known metabolic profile determining the functional properties and with superior technological characteristics in producing the food will improve the quality of food products, and the strains of lactic acid microorganisms, including probiotic ones, can become sources of certain metabolites that can be used as functional ingredients in the production of nutraceuticals. Besides, it provides the data on state-of-the-art achievements in the field of genetics, biochemistry and microbiology which explain the action of metabolites produced by lactic acid bacteria at the molecular level and their potential variable use to improve health. Currently, prerequisites have already been found for a more complete fulfillment of the potential of lactic acid bacteria metabolites, however, further research with the use of modern approaches and technologies is required that will reveal new fields of their application in the food industry, medicine and so on.