Recent progress on research and applications of non-digestible galacto-oligosaccharides

Sako, Tomoyuki; Matsumoto, Kunihiro; Tanaka, Ryuichiro

doi:10.1016/s0958-6946(99)00046-1

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“…In a previous study (25,32), we reported a significant and remarkably specific enrichment of Bifidobacterium populations in human subjects during dietary supplementation with GOS (as demonstrated by 454 sequencing, genus-specific qRT-PCR, and quantitative culture), which is in agreement with data from other GOS feeding studies (33)(34)(35)(36)(37)(38). Cultural enumeration of fecal samples during the human trial allowed us to identify individuals in which bifidobacteria were enriched by GOS and from whom strains likely to utilize GOS in vivo could be selected.…”

Section: Resultssupporting

confidence: 91%

In Vivo Selection To Identify Bacterial Strains with Enhanced Ecological Performance in Synbiotic Applications

Krumbeck

Maldonado-Gómez

Martínez

et al. 2015

Appl Environ Microbiol

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One strategy for enhancing the establishment of probiotic bacteria in the human intestinal tract is via the parallel administration of a prebiotic, which is referred to as a synbiotic. Here we present a novel method that allows a rational selection of putative probiotic strains to be used in synbiotic applications: in vivo selection (IVS). This method consists of isolating candidate probiotic strains from fecal samples following enrichment with the respective prebiotic. To test the potential of IVS, we isolated bifidobacteria from human subjects who consumed increasing doses of galactooligosaccharides (GOS) for 9 weeks. A retrospective analysis of the fecal microbiota of one subject revealed an 8-fold enrichment in Bifidobacterium adolescentis strain IVS-1 during GOS administration. The functionality of GOS to support the establishment of IVS-1 in the gastrointestinal tract was then evaluated in rats administered the bacterial strain alone, the prebiotic alone, or the synbiotic combination. Strain-specific quantitative real-time PCR showed that the addition of GOS increased B. adolescentis IVS-1 abundance in the distal intestine by nearly 2 logs compared to rats receiving only the probiotic. Illumina 16S rRNA sequencing not only confirmed the increased establishment of IVS-1 in the intestine but also revealed that the strain was able to outcompete the resident Bifidobacterium population when provided with GOS. In conclusion, this study demonstrated that IVS can be used to successfully formulate a synergistic synbiotic that can substantially enhance the establishment and competitiveness of a putative probiotic strain in the gastrointestinal tract.T he mechanistic role of the gastrointestinal (GI) microbiota and its metabolites in maintaining human health has been well demonstrated (1-3). Gut microbes provide several important benefits for their host, including provision of nutrients, development and maturation of the immune system, and protection against pathogens via colonization resistance (4). However, the gut microbiota may also contribute to obesity, inflammatory and autoimmune diseases, and other chronic disease states (5-7). Such diseases are often associated with compositional alterations in the fecal microbiota, a condition referred to as "dysbiosis" (8). Given that the presence of specific types of bacteria and their relative abundance within the gut are considered to affect host health, there is much interest in devising strategies that modulate gut microbiota composition and potentially redress disease-related dysbiotic patterns (9).Dietary approaches currently available to modulate the gut microbiota include prebiotics (10-12), fermentable fibers (13, 14), probiotics (or live biotherapeutics) (15), and synbiotics, which are a combination of a probiotic and a prebiotic (11, 16). According to Kolida and Gibson (16), synbiotics can be either complementary or synergistic. Complementary synbiotics consist of a probiotic and a prebiotic selected to independently confer benefits to the host. In contrast, sy...

show abstract

Section: Resultssupporting

confidence: 91%

In Vivo Selection To Identify Bacterial Strains with Enhanced Ecological Performance in Synbiotic Applications

Krumbeck

Maldonado-Gómez

Martínez

et al. 2015

Appl Environ Microbiol

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show abstract

“…Essa produção se dá através da ação de várias espécies bacterianas e através de diferentes vias metabólicas 38 . Acredita-se que os AGV sejam eficientemente absorvidos e utilizados pelas células epiteliais humanas, estimulando a absorção de sais e água, o crescimento de células epiteliais e a motilidade intestinal 53 . A quantidade e tipo de AGV produzido no cólon depende do tipo de carboidrato e da composição da microbiota intestinal 52,53 .…”

Section: Resultsunclassified

Influência de frações da parede celular de levedura (Saccharomyces cerevisiae) sobre os índices séricos de glicose e lipídios, microbiota intestinal e produção de ácidos graxos voláteis (AGV) de cadeias curtas de ratos em crescimento

Chaud¹,

Sgarbieri²,

Vicente³

et al. 2007

Ciênc. Tecnol. Aliment.

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ResumoOs índices séricos de glicose e lipídios, a microbiota intestinal e a produção de ácidos graxos voláteis de cadeias curtas (AGV) foram determinados em ratos Wistar submetidos às dietas: padrão (AIN-P), padrão modificada (AIN-M) e às dietas contendo frações de parede celular de levedura: glicana insolúvel (GI), manana (M) e glicana mais manana (G+M), como única fonte de fibra alimentar. O fracionamento da parede celular (PC) foi realizado por processos físicos e químicos de extração, centrifugação e secagem em "spray dryer". Os índices séricos foram dosados através de "kits" comerciais. A microbiota e a produção de AGV foram determinadas nos conteúdos intestinais, incluindo cólon, ceco e reto. Considerando os níveis de colesterol no tempo (T 0 ) e no tempo 28 (T 28 ), as dietas AIN-P, AIN-M e M apresentaram efeito hipocolesterolêmico, tendo em vista que a composição das dietas eram de natureza hipercolesterolêmica. Em relação à glicose sérica, no tempo (T 0 ) observou-se uma elevação geral da glicemia, sugerindo um efeito hiperglicêmico das dietas estudadas. A dieta G+M foi a que apresentou valores significantemente mais elevados de lipídios séricos no tempo T 14 , e os níveis mais baixos foram observados na dieta M e na dieta GI no T 14 e nas dietas AIN-M e AIN-P. A dieta AIN-P foi a que apresentou valor significantemente mais elevado de triacilgliceróis nos tempos T 14 e T 28 . Os níveis mais baixos nos tempos T 14 foram constatados para as dietas G+M e GI e no tempo T 28 para as dietas AIN-M e M. De um modo geral, não houve modificações significativas na microbiota intestinal dos animais em nenhuma das dietas. Dentre os AGV, o ácido acético foi o predominante, seguido do propiônico e do butírico, em todas as dietas estudadas. Palavras-chave: parede celular; glicana insolúvel; manana; índices séricos. AbstractThe blood serum indexes of glucose and lipids, the intestinal microbiota and the production of volatile fatty acids (VFA) were determined in Wistar rats which were fed a standard (AIN-P) diet, a modified standard (AIN-M) diet, and diets containing the following yeast cell wall fractions: insoluble glycan (IG), mannan (M), and a mixture of glycan + mannan (G+M) as the only source of dietary fiber. Fractionation of the cell wall was carried out by means of physicochemical extraction processes, centrifugation, and drying in a "spray dryer". Serum indexes were dosed by means of commercial kits and the influence of the fractions on the intestinal microbiota and the production of short-chain volatile fatty acids (VFA) were carried out by collecting intestinal contents (colon, cecum, and rectum). Considering the cholesterol levels at time zero (T 0 ) and at time 28 (T 28 ), diets AIN-P, AIN-M, and M presented a hypocholesterolemic effect considering the hypercholesterolemic nature of the diets. Regarding serum glucose, at the onset of the experiment (T 0 ), a general increase in glycemia was observed which suggests a hyperglycemic effect of the examined diets. The G+M diet yielded the highest significant va...

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“…Os efeitos benéficos ao trato gastrintestinal vão desde a modulação do sistema imune, por meio das propriedades antiadesivas que indicam possíveis reduções nos riscos de câncer no cólon (SHOAF et al, 2006), passam por vantagens digestivas, como a regulação no trânsito intestinal (TEURI e KORPELA, 1998), e atingem ganhos nutricionais, como a absorção de minerais desejáveis, em especial cálcio e magnésio (CHONAN et al, 1995). Os GOS, quando comparados aos fruto-oligossacarídeos, são mais estáveis quando submetidos a tratamentos térmicos, mesmo sob condições ácidas (SAKO et al, 1999). Por não serem digeridos, apresentam baixo valor calórico; por não serem metabolizados por micro-organismos da cavidade oral, não são cariogênicos (HARTEMINK et al, 1997).…”

Section: Introductionunclassified

Síntese de galacto-oligossacarídeos a partir de lactose usando β-galactosidase comercial de Kluyveromyces lactis

Lisbôa

Costa

Burkert

et al. 2012

Braz. J. Food Technol.

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O objetivo deste trabalho foi estudar a influência de parâmetros reacionais na obtenção via enzimática de galacto-oligossacarídeos (GOS), utilizando-se a enzima comercial β-galactosidase de Kluyveromyces lactis (Lactozym® 3000 L), tendo como substrato a lactose. Foi proposto um planejamento experimental 2³, verificando a influência da temperatura (30 a 40 °C), da concentração de lactose (200 a 400 mg.mL-1) e da concentração de enzima (5 a 10 U.mL-1) no desempenho da reação enzimática. Os ensaios foram conduzidos a 180 rpm e pH 7,0 (tampão fosfato de sódio 0,1 M). A enzima Lactozym® 3000 L apresentou atividade de transgalactosilação, tendo sido atingido rendimento do processo igual a 41,9% e concentração de GOS de 167,5 mg.mL-1 no sistema reacional composto por 400 mg.mL-1 de lactose e 5 U.mL-1 de enzima a 30 °C em 14 h de reação. Nessa condição, a conversão de lactose foi de 65,0%. Maior concentração de lactose foi favorável ao mecanismo de transgalactosilação, enquanto que, em menores concentrações, o mecanismo hidrolítico predominou.

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Recent progress on research and applications of non-digestible galacto-oligosaccharides

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In Vivo Selection To Identify Bacterial Strains with Enhanced Ecological Performance in Synbiotic Applications

In Vivo Selection To Identify Bacterial Strains with Enhanced Ecological Performance in Synbiotic Applications

Influência de frações da parede celular de levedura (Saccharomyces cerevisiae) sobre os índices séricos de glicose e lipídios, microbiota intestinal e produção de ácidos graxos voláteis (AGV) de cadeias curtas de ratos em crescimento

Síntese de galacto-oligossacarídeos a partir de lactose usando β-galactosidase comercial de Kluyveromyces lactis

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