Růst střevních bakterií na oligosacharidech z lupiny

Bc. Tereza Kodešová

Master's thesis

Growth of intestinal bacteria on lupine oligosaccharides

Abstract:

Díky nově vyšlechtěným „sladkým“ odrůdám lupiny, které neobsahují tolik antinutričních látek jako běžné odrůdy, ale zároveň obsahují vysoké procento bílkovin, se v současné době lupina začíná pěstovat a využívat k výživě hospodářských zvířat a lidí. Vzhledem k vysokému obsahu oligosacharidů rafinosové řady (RSO) by mohla lupina sloužit jako vhodný zdroj prebiotik. Hypotézou byl tedy předpoklad, že semena lupiny obsahují RSO, které budou podporovat růst probiotických bakterií. Cílem práce proto bylo stanovení oligosacharidů rafinózové řady v lupině a testování růstu střevních bakterií v přítomnosti těchto oligosacharidů. V první fázy bylo stanovováno množství RSO ve vybraných plodinách pomocí biochemického testu od Megazyme®. Ve druhé probíhala extrakce a izolace RSO ze tří odrůd lupiny bílé (Amiga, Dieta a Zulika). Ve třetí fázy byly na vyizolovaných RSO z lupin testován růst čistých kultur bifidobakterií. Ve čtvrté fázy byl prováděn krmný pokus na nosnicích, kdy bylo sledováno ovlivnění mikrobioty slepých střev. Pokusná zvířata byla rozdělena do 5 skupin a krmena různými krmnými směsmi, kdy byl nahrazován sójový extrahovaný šrot v různém poměru a různé podobě šrotem z lupiny. Následně byly pomocí plotnové metody zjišťovány rozdíly ve složení mikrobioty ve slepých střevech nosnic. Stanovovány byly celkové počty anaerobních bakterií, bifidobakterie, laktobacily, enterokoky a Eschericha coli. Výsledky ukázaly, že lupina RSO opravdu obsahuje, a to v největším množství (8,26 ± 0,14 g RSO/100 g lupinové mouky) v porovnáním s ostatními testovanými plodinami (sója: 6,96 ± 0,21 g RSO/100 g šrotu, řepka: 7,79 ± 0,14 g RSO/100 g šrotu, slunečnice: 1,73 ± 0,26 g RSO/100 g šrotu). RSO se podařilo z odrůd lupin vyizolovat v dostatečném množství pro provedení pokusu s čistými kulturami bifidobakterií, kdy bylo zjištěno, že RSO z lupiny stimulují růst některých kmenů bifidobakterií (hlavně B. longum ATCC15707). U krmného pokusu s nosnicemi nebyl prokázán statisticky významný rozdíl (P <0,05) ve složení střevní mikrobioty v závislosti na krmné dávce. Nedošlo tedy k pozitivnímu, ale ani negativnímu ovlivnění složení střevní mikrobioty. Jelikož pokusné krmné směsi měly stejný prebiotický efekt jako komerční krmná směs N1 a zároveň byl u pokusu s čistými kulturami bifidobakterií potvrzen bifidogenní účinek, lze závěrem říci, že sóju v krmných směsích můžeme nahradit lupinou. Lupina by také mohla sloužit jako vhodný zdroj prebiotik pro člověka.

Abstract:

Lupina become more popular now days, because there are new sweet varieties of lupin, which haven´t such high level of antinutrients and have similar content of protein compared to traditional variets. Thanks to high content of soybean oligosaccharides (SOS), can lupine be used as a source of prebiotics. The hypothesis was that lupine seeds contain SOS with prebiotic efect. The aim of the study was to evaluate the presence of SOS in lupine and testing the growth of intestinal bacteria on these oligosaccharides. First, SOS were determined in selected crops using enzymatic test Megazyme®. SOS were extracted and isolated from three varieties of white lupin (Amiga, Dieta and Zulika). The growth of pure bifidobacterial strains was testing on SOS. Finaly, hens were fed with lupin and the composition of the caecal microbiota was evaluated by culturing. Animals were separated into 5 groups and fed with differents feed mixtures. In mixtures soybean extracted was replaced with different amount and different form of a lupine scrap. Total anaerobic bacteria, bifidobacteria, lactobacilli, enterococci and Escherichia coli were enumerated by selective agars. It demonstrated that lupin contains SOS in higher level (8,26 ± 0,14 g RSO/100 g lupin seeds) than other testing crops (soy: 6,96 ± 0,21 g RSO/100 g scrap, rape seeds: 1,79 ± 0,14 g RSO/100 g scrap, sunflower seeds: 1,73 ± 0,26 g RSO/100 g scrap). SOS from lupin were isolated in sufficient amount for further experiment with pure bifidobacteria. SOS from lupine stimulated the growth of some bifidobacteria (mainly B. longum ATCC15707). There were no significant differences (P <0.05) in the composition of the intestinal microbiota depending on the feed mixtures in the hens feeding experiment. No negative impact was observed in the composition of the intestinal microbiota after the consumption of lupin. Lupin had the same prebiotic effect as soya. The bifidogenic effect was also confirmed in the experiment with pure bifidobacteria cultures. We can conclude, that soy in feed mixtures for hens could be replased with lupin. Lupin can be also used as good source of prebiotics for human.

Keywords

lupina, prebiotika, oligosacharidy rafinózové řady, bifidobakterie, výživa

Keywords

lupin, prebiotic, soybean oligosaccharides, bifidobacteria, nutrition

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 11. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Eva Vlková, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme / field:
Nutrition and Foodstuffs / Nutrition and Foodstuffs