Lactobacillus helveticus należy do grupy organizmów zbiorczo znanych jako bakterie kwasu mlekowego (LAB). Organizm ten ma status ogólnie uznany za bezpieczny (GRAS) i wykazuje szereg cech, które czynią go szczególnie odpowiednim do zastosowań w mleczarstwie. Lactobacillus helveticus jest tradycyjnie stosowany w produkcji serów typu szwajcarskiego i włoskich serów długodojrzewających, takich jak Emmental, Gruyere, Grana Padano i Parmigiano Reggiano, i jest gatunkiem dominującym, odzyskiwanym z naturalnych kultur starterowych bakterii mlekowych stosowanych do produkcji typowych włoskich serów. Lactobacillus helveticus zyskuje również na znaczeniu jako kultura prozdrowotna w probiotycznych i nutraceutycznych produktach spożywczych. Może on produkować bioaktywne peptydy lub bakteriocyny, a także wywierać efekt synbiotyczny w połączeniu z prebiotykami w fermentowanych produktach mlecznych. Lactobacillus helveticus może być zatem uważany za wielofunkcyjny LAB o rosnącym znaczeniu w przemyśle spożywczym. Fakt ten, wraz z odpowiednią literaturą na ten temat, były elementami stojącymi za wyborem realizacji tematu badawczego dotyczącego L. helveticus.
Niniejszy temat obejmuje cztery artykuły przeglądowe. Cremonesi i wsp. (2013) donieśli o niedawnym sekwencjonowaniu genomu do końca pięciu szczepów L. helveticus i porównaniu sekwencji z innymi genomicznie scharakteryzowanymi lactobacillus. Co ciekawe, analiza genomowa pierwszego zsekwencjonowanego szczepu, L. helveticus DPC 4571, wyizolowanego z sera i wyselekcjonowanego ze względu na jego cechy takie jak szybka liza i wysoka aktywność proteolityczna, ujawniła mnogość genów o potencjale przemysłowym, w tym odpowiedzialnych za kluczowe funkcje metaboliczne, takie jak proteoliza, lipoliza i liza komórek (Slattery i in., 2010). Geny te i pochodzące z nich enzymy podkreślają dobrze znaną skłonność L. helveticus do stosowania jako starter mleczarski w produkcji serów i ich pochodnych. W tym zakresie w przeglądzie Griffiths i Tellez (2013) opisano bardziej szczegółowo rolę systemu proteolitycznego u L. helveticus. L. helveticus należy do najbardziej wymagających żywieniowo LAB, wymagając 14 aminokwasów egzogennych (Chopin, 1993). Aby spełnić swoje wymagania odżywcze podczas hodowli w mleku, L. helveticus wykorzystuje silny system proteolityczny zdolny do wytwarzania krótkich peptydów i uwalniania aminokwasów z kazeiny (Callanan i in., 2008). To wyjaśnia, dlaczego ma on wyższą aktywność proteolityczną niż większość innych bakterii z rodzaju Lactobacillus. System proteolityczny L. helveticus składa się głównie z proteinaz otoczki komórkowej, które początkowo rozszczepiają kazeiny do dużych peptydów, wewnątrzkomórkowych peptydaz dalej degradujących peptydy do małych peptydów i aminokwasów oraz specyficznych białek transportowych, które przenoszą aminokwasy i peptydy przez błonę cytoplazmatyczną (Slattery i in., 2010).
Cremonesi i wsp. (2013) wspomnieli o potencjale L. helveticus do produkcji peptydów o funkcji biologicznej, takich jak te posiadające aktywność hamującą na enzym konwertujący angiotensynę (ACE), wykazując wartość terapeutyczną tego gatunku w przypadku zastosowania go w fermentowanych produktach mlecznych. Peptydy te zostały wykazane w badaniach klinicznych (Jauhiainen i in., 2005). Co intrygujące, genomika porównawcza wykazała niezwykłe podobieństwo w zawartości genów L. helveticus do wielu jelitowych bakterii z rodzaju Lactobacillus, szczególnie w przypadku kluczowych zestawów genów ułatwiających adaptację do matryc pokarmowych lub przewodu pokarmowego (Slattery i in., 2010). Takie same wnioski płyną z przeglądu Griffiths i Tellez (2013), którzy podali, że z produktów fermentowanych z udziałem L. helveticus można wyizolować różne peptydy o funkcjach fizjologicznych, takie jak peptydy immunostymulujące, peptydy przeciwbakteryjne, peptydy opioidowe, peptydy wiążące minerały i peptydy przeciwnadciśnieniowe. Przegląd właściwości prozdrowotnych L. helveticus został dokonany przez Taverniti i Guglielmetti (2013), którzy podsumowali szeroką literaturę dotyczącą zdolności tego gatunku do pozytywnego oddziaływania na zdrowie człowieka. Również zgodnie z wynikami genomiki porównawczej nie jest zaskakujące, że L. helveticus posiada wiele powszechnie uznanych cech probiotycznych, takich jak zdolność do przetrwania tranzytu żołądkowo-jelitowego, przylegania do komórek nabłonka i antagonizowania patogenów. L. helveticus jest również w stanie zapobiegać infekcjom przewodu pokarmowego, zwiększać ochronę przed patogenami, modulować reakcje immunologiczne gospodarza oraz wpływać na skład mikrobioty jelitowej (Slattery i in., 2010). Nie mniej ważne są pośrednie korzyści, jakie bakteria ta przynosi ludzkiemu gospodarzowi w postaci zwiększenia biodostępności składników odżywczych oraz usuwania alergenów i innych niepożądanych cząsteczek z żywności (Taverniti i Guglielmetti, 2013).
Temat kończy minirecenzja podsumowująca technologiczny i probiotyczny potencjał BGRA43, ludzkiego izolatu jelitowego o aktywności przeciwdrobnoustrojowej, szczególnie wobec Yersinia enterocolitica, Shigella sonnei, Shigella flexneri i Streptococcus pneumoniae (Strahinic i in., 2013). Co ciekawe, BGRA43 ucieleśnia wiele użytecznych właściwości L. helveticus, takich jak aktywność proteolityczna zarówno na kazeinie, jak i β-laktoglobulinie, zdolność do uwalniania bioaktywnych peptydów w mleku fermentowanym, modulowanie produkcji cytokin prozapalnych IL-6 i TNF-α oraz BGRA43, a także przeżywalność w symulowanych warunkach żołądkowych i jelitowych. Podsumowując, L. helveticus jest wielofunkcyjną bakterią kwasu mlekowego o ważnych implikacjach w biotechnologii mleczarskiej. Aby sprostać zapotrzebowaniu przemysłu na zróżnicowane produkty, należy poszukiwać i charakteryzować nowe, interesujące szczepy w celu zaprojektowania kultur o rozszerzonych właściwościach, które mogą być stosowane w fermentowanych produktach mleczarskich. W związku z tym L. helveticus otwiera ekscytujące perspektywy dla zastosowań przemysłowych w dojrzewaniu serów lub kulturach prozdrowotnych.