Lactobacillus helveticus behoort tot een groep organismen die bekend staan onder de naam melkzuurbacteriën (LAB). Dit organisme heeft een Generally Recognized as Safe (GRAS)-status en vertoont een aantal kenmerken die het bijzonder geschikt maken voor zuiveltoepassingen. Lactobacillus helveticus wordt traditioneel gebruikt bij de bereiding van Zwitserse kazen en langgerijpte Italiaanse kazen zoals Emmental, Gruyere, Grana Padano en Parmigiano Reggiano en het is de meest voorkomende soort die wordt teruggevonden in natuurlijke melkzuurbacteriën die worden gebruikt voor de bereiding van typische Italiaanse kaas. Lactobacillus helveticus wordt ook steeds belangrijker als gezondheidsbevorderende cultuur in probiotische en nutraceutische voedingsproducten. Hij heeft het potentieel om bioactieve peptiden of bacteriocines te produceren en een synbiotisch effect uit te oefenen wanneer hij geassocieerd wordt met prebiotica in gefermenteerde zuivelproducten. Lactobacillus helveticus kan daarom beschouwd worden als een multifunctioneel LAB met toenemend belang in de voedingsindustrie. Dit feit, samen met de relevante literatuur over dit onderwerp, waren de elementen achter de keuze om een onderzoekstopic over L. helveticus uit te voeren.
Het huidige onderwerp omvat vier overzichtsartikelen. Cremonesi et al. (2013) rapporteerden over de recente genoomsequencing tot voltooiing van vijf L. helveticus stammen en de sequentievergelijking met andere genomisch gekarakteriseerde lactobacillen. Interessant is dat de genoomanalyse van de eerste gesequenseerde stam, L. helveticus DPC 4571, geïsoleerd uit kaas en geselecteerd vanwege zijn kenmerken van snelle lysis en hoge proteolytische activiteit, een overvloed aan genen met industrieel potentieel onthulde, waaronder genen die verantwoordelijk zijn voor belangrijke metabolische functies zoals proteolyse, lipolyse en cellyse (Slattery et al., 2010). Deze genen en hun afgeleide enzymen onderstrepen de welbekende neiging van L. helveticus om te worden gebruikt als zuivelstarter bij de productie van kaas en kaasderivaten. In dit verband wordt in de review van Griffiths en Tellez (2013) meer specifiek de rol van het proteolytisch systeem in L. helveticus beschreven. L. helveticus is een van de meest voedingsrijke LAB, die 14 exogene aminozuren nodig heeft (Chopin, 1993). Om aan zijn voedingsbehoeften te voldoen wanneer het in melk gekweekt wordt, vertrouwt L. helveticus op een krachtig proteolytisch systeem dat in staat is korte peptiden te produceren en aminozuren uit caseïne vrij te maken (Callanan et al., 2008). Dit verklaart waarom het een hogere proteolytische activiteit heeft dan de meeste andere lactobacillen. Het proteolytische systeem van L. helveticus bestaat voornamelijk uit celomhullende proteïnasen die caseïne in eerste instantie splitsen tot grote peptiden, intracellulaire peptidasen die peptiden verder afbreken tot kleine peptiden en aminozuren, en specifieke transporteiwitten die aminozuren en peptiden over het cytoplasmamembraan transporteren (Slattery et al., 2010).
Cremonesi et al. (2013) vermeldden het potentieel van L. helveticus om peptiden met een biologische functie te produceren, zoals die met een remmende activiteit op het angiotensineconverterend enzym (ACE), wat de therapeutische waarde van deze soort aantoont bij gebruik in gefermenteerde zuivelproducten. Deze peptiden zijn aangetoond in klinische proeven (Jauhiainen et al., 2005). Intrigerend is dat vergelijkende genomica de opmerkelijke gelijkenis in geninhoud van L. helveticus met veel intestinale lactobacillen heeft aangetoond, vooral voor belangrijke genensets die een aanpassing aan voedselmatrices of het maagdarmkanaal mogelijk maken (Slattery et al., 2010). Dezelfde conclusies kunnen worden getrokken uit de review van Griffiths en Tellez (2013) die rapporteerden dat verschillende peptiden met fysiologische functies, zoals immunostimulerende peptiden, antimicrobiële peptiden, opioïde peptiden, mineraalbindende peptiden en antihypertensieve peptiden, kunnen worden geïsoleerd uit producten gefermenteerd met L. helveticus. De gezondheidsbevorderende eigenschappen van L. helveticus werden geëvalueerd door Taverniti en Guglielmetti (2013) die de brede literatuur over het vermogen van deze soort om de menselijke gezondheid positief te beïnvloeden samenvatten. Ook volgens de resultaten van de vergelijkende genomica is het niet verrassend dat L. helveticus veel algemeen erkende probiotische eigenschappen bezit, zoals het vermogen om de gastro-intestinale transit te overleven, zich te hechten aan epitheelcellen, en ziekteverwekkers te antagoneren. L. helveticus is ook in staat om gastro-intestinale infecties te voorkomen, de bescherming tegen ziekteverwekkers te verbeteren, de immuunrespons van de gastheer te moduleren, en de samenstelling van de intestinale microbiota te beïnvloeden (Slattery et al., 2010). Niet minder belangrijk is het indirecte voordeel van deze bacterie voor de menselijke gastheer in termen van verbetering van de biobeschikbaarheid van voedingsstoffen en verwijdering van allergenen en andere ongewenste moleculen uit voedsel (Taverniti en Guglielmetti, 2013).
Het onderwerp wordt afgesloten met een minireview waarin het technologische en probiotische potentieel wordt samengevat van BGRA43, een humaan darmisolaat met antimicrobiële activiteit tegen met name Yersinia enterocolitica, Shigella sonnei, Shigella flexneri, en Streptococcus pneumoniae (Strahinic et al, 2013). Interessant is dat BGRA43 veel van de nuttige eigenschappen van L. helveticus belichaamt, zoals proteolytische activiteit op zowel caseïne als β-lactoglobuline, vermogen om bioactieve peptiden vrij te geven in gefermenteerde melk, moduleren van de productie van proinflammatoire cytokines IL-6 en TNF-α, en BGRA43, en overleven in gesimuleerde maag- en darmcondities. Tot besluit, L. helveticus is een polyfunctionele melkzuurbacterie met belangrijke implicaties in de zuivelbiotechnologie. Om tegemoet te komen aan de vraag van de industrie naar productdiversificatie, moeten nieuwe interessante stammen gezocht en gekarakteriseerd worden om culturen te ontwerpen met uitgebreide eigenschappen die kunnen toegepast worden in gefermenteerde zuivelproducten. In dit opzicht opent L. helveticus opwindende perspectieven voor industrie-gedreven toepassingen in kaasrijping of gezondheidsbevorderende culturen.