Bakterie kwasu mlekowego (LAB) to grupa wyjątkowo zróżnicowanych bakterii, które mają potencjał przemysłowy. Szczepy należące do Lactobacillus delbreuckii subsp. bulgaricus i Streptococcus thermophilus są najczęściej używane jako mleczne kultury starterowe dla fermentowanych produktów mlecznych, takich jak jogurt1. Wybrane szczepy LAB są również klasyfikowane jako probiotyki, ponieważ przynoszą korzyści zdrowotne ludziom, gdy dawki są odpowiednio podawane2. Bakterie kwasu mlekowego są również mikroorganizmami Gram-dodatnimi, nietworzącymi przetrwalników, nieoddychającymi, ale tolerancyjnymi aerotolerancyjnie, które ogólnie charakteryzują się wytwarzaniem kwasu mlekowego jako kluczowego produktu fermentacji. LAB syntetyzuje również niezbędne metabolity, na przykład kwasy organiczne, bakteriocyny i inne związki przeciwdrobnoustrojowe3, które mogą hamować szerokie spektrum patogenów przenoszonych przez żywność4. Kwas mlekowy, główny produkt końcowy katabolizmu węglowodanów i produkt uboczny fermentacji LAB, jest metabolitem organicznym, który ma właściwości przeciwdrobnoustrojowe i jest potencjalnie przydatny do zastosowań związanych z biologiczną konserwacją żywności3,5,6. Ponadto kwasy organiczne wytwarzane przez LAB nadają smak, konsystencję i aromat żywności, zwiększając w ten sposób jej ogólne właściwości organoleptyczne5,6. Odmienne wymagania żywieniowe LAB w połączeniu z ich wszechobecną naturą ostatecznie umożliwiają bakteriom łatwy rozwój w różnych środowiskach, takich jak żywność na bazie nabiału, żywność fermentowana, warzywa, a także w ludzkim gut7.
Istnieje rosnące zapotrzebowanie na kultury starterowe od LAB do produkcji jogurtów i wielu różnorodnych zastosowań w mleczarstwie8,9, dlatego należy przestrzegać krytycznej uwagi i ustalonych technik naukowych, zarówno w hodowli szczepów LAB, jak również w aktywacji zarówno liofilizowanych, jak i izolowanych szczepów, ponieważ ta aktywność jest niezbędna dla zwiększenia wydajności fermentacji. W związku z tym Laboratorium Mikrobiologii i Biotechnologii Żywności aktywnie angażuje się w odpowiedni rozwój technologii ukierunkowanej na aktywację, lepszy wzrost i fermentację charakterystyczną dla szczepów LAB wyizolowanych ze sfermentowanych produktów mlecznych, a także z przemysłowych kultur starterowych stosowanych do produkcji jogurtów. Ponadto warto zauważyć, że szczepy hodowlane LAB produkowane przemysłowo poddawane są czynnościom konserwującym, takim jak liofilizacja i przechowywanie w zamrażarce, powodując stres i uszkodzenie komórek w wyniku procesu szoku zimna, któremu są poddawane 10. W celu ograniczenia wyzwań związanych z żywotnością i poprawy funkcjonalności szczepów LAB uzyskanych zarówno z izolowanych produktów spożywczych, jak i produktów liofilizowanych, ważne jest, aby odpowiednio aktywować te kultury jako formę kontroli jakości w celu zwiększenia ich charakterystyki fermentacyjnej8. Celem tego badania było opracowanie wewnętrznego protokołu kontroli jakości dla aktywacji i wzrostu szczepów hodowlanych L. delbrueckii subsp. bulgaricus, który ostatecznie promował żywotny wzrost LAB, a także poprawiał wydajność fermentacji i funkcjonalność metaboliczną szczepów LAB. Protokół ten może ostatecznie zostać dostosowany (przy użyciu optymalnych pożywek wzrostowych i odpowiednich warunków hodowli) do uprawy innych szczepów LAB do badań fermentacyjnych, a także do celów przemysłowych lub operacji bioprzetwarzania. Ten protokół aktywacji i kontroli jakości LAB zapewni zatem uzyskanie doskonałych, żywotnych kultur starterowych bydła mlecznego, które będą potencjalnie funkcjonalne dla różnych zastosowań w globalnym przemyśle mleczarskim i spożywczym.