Accumulo di selenio da parte di specie di Lactobacillus
Autore
Paola Pietrobono - Università degli Studi di Milano - [1998-99]
Documenti
Abstract
Il selenio è essenziale sia per l’uomo sia per gli animali, in quanto l’attività di enzimi, tra cui le varie glutatione perossidasi e la 5’-iodotironina deiodinasi di tipo I, è strettamente dipendente dalla sua presenza nelle selenoproteine in forma di selenocisteina.
L’incidenza di alcune patologie, riconducibili alla sua carenza nell’organismo animale o umano, può essere ridotta con l’assunzione giornaliera di adeguati quantitativi di selenio con gli alimenti o con integratori a base di selenito di sodio o di preparati a base di lieviti arricchiti in selenio.
Con questo lavoro di tesi si è inteso ricercare se ceppi di Lactobacillus, potessero crescere in presenza di selenio ed accumulare l’elemento. A tale scopo sono stati usati ceppi appartenenti alla collezione della Sezione di Microbiologia Agraria Alimentare ed Ecologica dell’Università degli Studi di Milano, isolati da diversi alimenti.
Inizialmente è stato studiato l’effetto del Se(IV) sulla crescita dei Lactobacillus. La crescita dei ceppi di Lactobacillus saggiati, ad eccezione di L. delbrueckii subsp. lactis risultava ridotta in varia percentuale dalla presenza di 1 ppm di Se(IV). Per L. delbrueckii subsp. lactis, il selenio sembra essere un elemento essenziale. In questi Lactobacillus il selenito verrebbe ridotto a selenio elementare e/o a selenoaminoacidi.
E’ stata quindi studiata la capacità di accumulare il selenio da parte di quattro ceppi, risultati variamente tolleranti il selenito: L. rhamnosus GG, L. casei subsp. pseudoplantarum, L. delbrueckii subsp. lactis e L. yamanashiensis. La determinazione della quantità di selenio rimossa dai brodi colturali ed accumulata dalle cellule, è stata effettuata mediante analisi di spettrofotometria di assorbimento atomico.
Tutti e quattro i ceppi accumulavano selenio, in quantità diversa e la maggior parte era accumulata in fase di crescita esponenziale. L. yamanashiensis è il ceppo risultato capace di accumularne in quantità maggiore, corrispondente a circa 400 µg/g di peso secco, L. rhamnosus GG ne accumulava una quantità di circa 135 µg/g di peso secco e L. casei subsp. pseudoplantarum ne accumulava la minore quantità, pari a circa 65 µg/g di peso secco. Anche L. delbrueckii subsp. lactis ne accumulava in quantità elevata (280 µg/g di peso secco).
Attraverso risospensione delle cellule, dopo accumulo del selenio, in soluzione fisiologica con ditiotreitolo (DTT) allo 0,3% (p/v), è stato possibile determinare che il selenio in parte era legato con legami di coordinazione ai gruppi –SH delle proteine di membrana, in parte era presente nelle proteine sotto forma di selenoaminoacidi ed in parte probabilmente nel citoplasma come selenio elementare.
La quantità di selenio accumulata all’interno delle cellule dipendeva dal ceppo. L. yamanashiensis e L. lactis ne accumulavano intracellularmente in maggiore quantità; L. casei subsp. pseudoplantarum, invece, in minore quantità.
La conferma di questi risultati sarà ottenuta successivamente con prove di rottura delle cellule e determinazione del contenuto di selenio nel succo cellulare e dovrà essere completata con analisi volte a stabilire in quale forma il selenio è presente nelle cellule e se nelle proteine è incorporato come selenometionina o selenocisteina.
La biodisponibilità del selenio accumulabile dai Lactobacillus è determinante per l’utilizzo di questi microrganismi come integratori alimentari, considerato il loro largo impiego sia come starter per l’industria lattiero-casearia, sia come probiotici.
L’incidenza di alcune patologie, riconducibili alla sua carenza nell’organismo animale o umano, può essere ridotta con l’assunzione giornaliera di adeguati quantitativi di selenio con gli alimenti o con integratori a base di selenito di sodio o di preparati a base di lieviti arricchiti in selenio.
Con questo lavoro di tesi si è inteso ricercare se ceppi di Lactobacillus, potessero crescere in presenza di selenio ed accumulare l’elemento. A tale scopo sono stati usati ceppi appartenenti alla collezione della Sezione di Microbiologia Agraria Alimentare ed Ecologica dell’Università degli Studi di Milano, isolati da diversi alimenti.
Inizialmente è stato studiato l’effetto del Se(IV) sulla crescita dei Lactobacillus. La crescita dei ceppi di Lactobacillus saggiati, ad eccezione di L. delbrueckii subsp. lactis risultava ridotta in varia percentuale dalla presenza di 1 ppm di Se(IV). Per L. delbrueckii subsp. lactis, il selenio sembra essere un elemento essenziale. In questi Lactobacillus il selenito verrebbe ridotto a selenio elementare e/o a selenoaminoacidi.
E’ stata quindi studiata la capacità di accumulare il selenio da parte di quattro ceppi, risultati variamente tolleranti il selenito: L. rhamnosus GG, L. casei subsp. pseudoplantarum, L. delbrueckii subsp. lactis e L. yamanashiensis. La determinazione della quantità di selenio rimossa dai brodi colturali ed accumulata dalle cellule, è stata effettuata mediante analisi di spettrofotometria di assorbimento atomico.
Tutti e quattro i ceppi accumulavano selenio, in quantità diversa e la maggior parte era accumulata in fase di crescita esponenziale. L. yamanashiensis è il ceppo risultato capace di accumularne in quantità maggiore, corrispondente a circa 400 µg/g di peso secco, L. rhamnosus GG ne accumulava una quantità di circa 135 µg/g di peso secco e L. casei subsp. pseudoplantarum ne accumulava la minore quantità, pari a circa 65 µg/g di peso secco. Anche L. delbrueckii subsp. lactis ne accumulava in quantità elevata (280 µg/g di peso secco).
Attraverso risospensione delle cellule, dopo accumulo del selenio, in soluzione fisiologica con ditiotreitolo (DTT) allo 0,3% (p/v), è stato possibile determinare che il selenio in parte era legato con legami di coordinazione ai gruppi –SH delle proteine di membrana, in parte era presente nelle proteine sotto forma di selenoaminoacidi ed in parte probabilmente nel citoplasma come selenio elementare.
La quantità di selenio accumulata all’interno delle cellule dipendeva dal ceppo. L. yamanashiensis e L. lactis ne accumulavano intracellularmente in maggiore quantità; L. casei subsp. pseudoplantarum, invece, in minore quantità.
La conferma di questi risultati sarà ottenuta successivamente con prove di rottura delle cellule e determinazione del contenuto di selenio nel succo cellulare e dovrà essere completata con analisi volte a stabilire in quale forma il selenio è presente nelle cellule e se nelle proteine è incorporato come selenometionina o selenocisteina.
La biodisponibilità del selenio accumulabile dai Lactobacillus è determinante per l’utilizzo di questi microrganismi come integratori alimentari, considerato il loro largo impiego sia come starter per l’industria lattiero-casearia, sia come probiotici.
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