Ověření účinnosti ISO normy na stanovení Lactobacillus acidophilus u probiotických výrobků

Bc. Natálie Benešová

Master's thesis

Verification of the effectiveness of the ISO standard for the determination of Lactobacillus acidophilus in probiotic products

Abstract:

V dnešní moderní době jsou probiotické výrobky často vyhledávané a přidávané do pestré stravy populace. Příčinou bývá uspěchaný a hektický styl života, kvůli kterému dochází k častému užívání léků, jako např. antibiotik, která mohou vyvolat dysbiózu střevní mikrobioty. Probiotické výrobky obsahují významné rody bakterií jako jsou – rod Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium, ale i například rod kvasinek Saccharomyces. Tyto rody mají probiotický potenciál, zlepšují trávení a obnovují střevní mikrobiotu. Mikroorganismy nemusí mít jen pozitivní účinek. Stejně jako potraviny, či léky je nutné i tuto komoditu kvalitativně kontrolovat, avšak kontrola představuje různá úskalí. Hlavním cílem praktické části diplomové práce bylo ověřit účinnost aplikace normy ČSN ISO 20128 (560642): Stanovení počtu presumptivního Lactobacillus acidophilus na selektivní živné půdě – Technika počítání kolonií vykultivovaných při 37 °C na probiotických doplňcích stravy a zjistit, zda funguje i na kultivaci často přidávaného druhu Lactobacillus acidophilus do probiotických doplňků stravy. Pro posouzení deklarovaných počtů životaschopných bakterií byla použita desková kultivační metoda a postupy převzaté z normy pro zkoušení mléčných výrobků. Pro účely výzkumu bylo použito 9 probiotických výrobků a 1 čistá sbírková kultura pro ověření selektivnosti třech kultivačních médií. Následná identifikace probiotických druhů byla prováděna pomocí MALDI-TOF MS (matrix assisted laser ionization) v kombinaci s detektorem letu – TOF (time of flight) a hmotnostním spektrometrem. Stávající norma pro kultivaci bakterií není specificky určena pro tyto druhy doplňků stravy. Není navržen žádný konkrétní postup kontroly, či legislativní předpis, přesto že variabilita druhů v probiotických doplňcích je větší než u mléčných výrobků. Stanovení jednotlivých druhů v případě více druhového preparátu je velmi obtížné, což právě znesnadňuje jejich kontrolu a ověření, zda produkt obsahuje deklarované složky. Teoretická část poskytuje přehled možností ověření probiotických doplňků stravy a účinky probiotik na lidský organismus. Předpokladem bylo, že norma bude účinná i pro stanovení Lactobacillus acidophilus v probiotických doplňcích stravy, což nebylo potvrzeno. Díky postupům z normy sice došlo k růstu druhu Lactobacillus acidophilus z probiotických doplňků, avšak média nebyla dostatečně selektivní a pomocí MALDI-TOF MS byly identifikovány i další druhy rodu Lactobacillus. Pro zachování kvality a bezpečnosti, by bylo vhodné, aby pro probiotické doplňky stravy byla vyvinuta účinná metoda kontroly, či selektivnější média a s tím i konkrétní legislativní předpis. Otázkou, která vyžaduje další zkoumání je, zda by neměly být probiotické kapsle zařazeny mezi léčiva.

Abstract:

In these modern times, probiotic products are often requested and added to the population's balanced diet. This is often due to a hectic and busy lifestyle, which leads to frequent use of medications, such as antibiotics, which can cause dysbiosis of the gut microbiota. Probiotic products contain important genera of bacteria such as Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium, but also, for example, the yeast genus Saccharomyces. These genera have probiotic potential, improve digestion and restore the gut microbiota. Microorganisms do not only have positive effects. As well as food or medicines, this commodity needs to be controlled qualitatively, but control presents various difficulties. The main aim of the practical part of the thesis was to verify the effectiveness of the application of the standard ISO 20128 (560642): Determination of the number of presumptive Lactobacillus acidophilus on selective culture medium – Technique for counting colonies cultured at 37 °C on probiotic food supplements and to determine if it also works for the cultivation of the frequently added strain Lactobacillus acidophilus in probiotic food supplements. A plate culture method and procedures taken from a standard for testing dairy products were used to evaluate the declared vital bacterial counts. Nine probiotic products and one pure collection culture were used to test the selectivity of the three culture media. Subsequent identification of probiotic species was realized by MALDI-TOF MS (matrix assisted laser ionization) in combination with a time of flight (TOF) detector and a mass spectrometer. The current standard for bacterial cultivation is not specifically designed for these types of supplements. No specific control procedure or legislative regulation is suggested, however the variability of species in probiotic supplements is wider than in dairy products. The determination of individual species in a multi-species preparation is very difficult, which makes it more difficult to control and verify that the product contains the declared substances. The theoretical part provides an overview of the possibilities for the verification of probiotic dietary supplements and the effects of probiotics on the human organism. The assumption was that the standard would also be effective for the determination of Lactobacillus acidophilus in probiotic food supplements, which has not been confirmed. The procedures of the standard did result in the growth of Lactobacillus acidophilus species from probiotic supplements, but the media were not selective enough and other species of the genus Lactobacillus were also identified by MALDI-TOF MS. In order to ensure quality and safety, it would be advisable to develop an effective control method or more selective media for probiotic dietary supplements and specific legislation. An issue that requires further investigation is whether probiotic capsules could be classified as pharmaceuticals.

Keywords

Probiotikum, Lactobacillus acidophilus, desková kultivační metoda, ČSN ISO normy

Keywords

Lactobacillus acidophilus, Probiotic, Plate culture method, CSN ISO standards

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 20. 4. 2024

Thesis defence

• Date of defence: 20. 5. 2024
• Supervisor: doc. Ing. Šárka Musilová, Ph.D.
• Reader: Gabriela Krausová, externi

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Master programme:
Food Quality and Processing of Agricultural Products