Lactobacillus helveticus gehört zu einer Gruppe von Organismen, die allgemein als Milchsäurebakterien (LAB) bekannt sind. Dieser Organismus hat den Status „Generally Recognized as Safe“ (GRAS) und weist eine Reihe von Merkmalen auf, die ihn für Anwendungen in der Milchwirtschaft besonders geeignet machen. Lactobacillus helveticus wird traditionell bei der Herstellung von Schweizer Käsesorten und lang gereiften italienischen Käsesorten wie Emmentaler, Gruyere, Grana Padano und Parmigiano Reggiano verwendet und ist die vorherrschende Spezies, die aus natürlichen Milchsäure-Starterkulturen für die Herstellung von typischem italienischem Käse gewonnen wird. Lactobacillus helveticus gewinnt auch als gesundheitsfördernde Kultur in probiotischen und nutraceutischen Lebensmitteln an Bedeutung. Er hat das Potenzial, bioaktive Peptide oder Bacteriocine zu produzieren und eine synbiotische Wirkung auszuüben, wenn er mit Präbiotika in fermentierten Milchprodukten kombiniert wird. Lactobacillus helveticus kann daher als ein multifunktionaler LAB mit zunehmender Bedeutung in der Lebensmittelindustrie angesehen werden. Diese Tatsache und die einschlägige Literatur zu diesem Thema waren ausschlaggebend für die Entscheidung, ein Forschungsthema über L. helveticus zu implementieren.
Das vorliegende Thema umfasst vier Übersichtsartikel. Cremonesi et al. (2013) berichteten über die kürzlich abgeschlossene Genomsequenzierung von fünf L. helveticus-Stämmen und den Sequenzvergleich mit anderen genomisch charakterisierten Laktobazillen. Interessanterweise ergab die Genomanalyse des ersten sequenzierten Stammes, L. helveticus DPC 4571, der aus Käse isoliert und wegen seiner Eigenschaften der schnellen Lyse und hohen proteolytischen Aktivität ausgewählt wurde, eine Fülle von Genen mit industriellem Potenzial, darunter solche, die für wichtige Stoffwechselfunktionen wie Proteolyse, Lipolyse und Zelllyse verantwortlich sind (Slattery et al., 2010). Diese Gene und die von ihnen abgeleiteten Enzyme unterstreichen die bekannte Eignung von L. helveticus als Milchstarter für die Herstellung von Käse und Käsederivaten. In diesem Zusammenhang wird in der Übersichtsarbeit von Griffiths und Tellez (2013) die Rolle des proteolytischen Systems in L. helveticus genauer beschrieben. L. helveticus gehört zu den ernährungsphysiologisch anspruchsvollsten LAB und benötigt 14 exogene Aminosäuren (Chopin, 1993). Um seinen Nährstoffbedarf zu decken, wenn er in Milch gezüchtet wird, ist L. helveticus auf ein starkes proteolytisches System angewiesen, das in der Lage ist, kurze Peptide zu produzieren und Aminosäuren aus Kasein freizusetzen (Callanan et al., 2008). Dies erklärt, warum er eine höhere proteolytische Aktivität aufweist als die meisten anderen Laktobazillen. Das proteolytische System von L. helveticus besteht hauptsächlich aus Zellhüllenproteinasen, die zunächst Kaseine zu großen Peptiden spalten, intrazellulären Peptidasen, die Peptide weiter zu kleinen Peptiden und Aminosäuren abbauen, und spezifischen Transportproteinen, die Aminosäuren und Peptide durch die Zytoplasmamembran transportieren (Slattery et al, 2010).
Cremonesi et al. (2013) erwähnten das Potenzial von L. helveticus, Peptide mit einer biologischen Funktion zu produzieren, wie z. B. solche, die eine hemmende Wirkung auf das Angiotensin-Converting-Enzym (ACE) haben, was den therapeutischen Wert dieser Spezies bei der Verwendung in fermentierten Milchprodukten zeigt. Diese Peptide sind in klinischen Versuchen nachgewiesen worden (Jauhiainen et al., 2005). Interessanterweise zeigte die vergleichende Genomik die bemerkenswerte Ähnlichkeit des Geninhalts von L. helveticus mit vielen Laktobazillen des Darms, insbesondere bei wichtigen Gensätzen, die eine Anpassung an Lebensmittelmatrices oder den Magen-Darm-Trakt ermöglichen (Slattery et al., 2010). Die gleichen Schlussfolgerungen lassen sich aus der Übersichtsarbeit von Griffiths und Tellez (2013) ziehen, die berichten, dass verschiedene Peptide mit physiologischen Funktionen, wie immunstimulierende Peptide, antimikrobielle Peptide, Opioidpeptide, mineralbindende Peptide und blutdrucksenkende Peptide, aus mit L. helveticus fermentierten Produkten isoliert werden können. Die gesundheitsfördernden Eigenschaften von L. helveticus wurden von Taverniti und Guglielmetti (2013) untersucht, die die umfangreiche Literatur über die Fähigkeit dieser Art, die menschliche Gesundheit positiv zu beeinflussen, zusammenfassten. Auch nach den Ergebnissen der vergleichenden Genomik ist es nicht überraschend, dass L. helveticus viele allgemein anerkannte probiotische Eigenschaften besitzt, wie z. B. die Fähigkeit, die Magen-Darm-Passage zu überleben, an Epithelzellen zu haften und Krankheitserreger zu bekämpfen. L. helveticus ist auch in der Lage, gastrointestinale Infektionen zu verhindern, den Schutz vor Krankheitserregern zu verbessern, die Immunreaktionen des Wirts zu modulieren und die Zusammensetzung der intestinalen Mikrobiota zu beeinflussen (Slattery et al., 2010). Nicht weniger wichtig ist der indirekte Nutzen, den dieses Bakterium für den menschlichen Wirt bringt, indem es die Bioverfügbarkeit von Nährstoffen erhöht und Allergene und andere unerwünschte Moleküle aus der Nahrung entfernt (Taverniti und Guglielmetti, 2013).
Abgeschlossen wird das Thema durch eine Minireview, die das technologische und probiotische Potenzial von BGRA43 zusammenfasst, einem menschlichen Darmisolat mit antimikrobieller Aktivität insbesondere gegen Yersinia enterocolitica, Shigella sonnei, Shigella flexneri und Streptococcus pneumoniae (Strahinic et al, 2013). Interessanterweise verkörpert BGRA43 viele der nützlichen Eigenschaften von L. helveticus, wie z. B. die proteolytische Aktivität auf Kasein und β-Lactoglobulin, die Fähigkeit, bioaktive Peptide in fermentierter Milch freizusetzen, die Produktion der proinflammatorischen Zytokine IL-6 und TNF-α und BGRA43 zu modulieren und unter simulierten Magen- und Darmbedingungen zu überleben. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass L. helveticus ein polyfunktionales Milchsäurebakterium ist, das für die Biotechnologie in der Milchwirtschaft von großer Bedeutung ist. Um die Nachfrage der Industrie nach Produktdiversifizierung zu befriedigen, sollten neue interessante Stämme gesucht und charakterisiert werden, um Kulturen mit erweiterten Eigenschaften zu entwickeln, die in fermentierten Milchprodukten eingesetzt werden können. In dieser Hinsicht eröffnet L. helveticus aufregende Perspektiven für industriegetriebene Anwendungen in der Käsereifung oder gesundheitsfördernde Kulturen.