17/11/2013 às 08h19min - Atualizada em 17/11/2013 às 08h19min

Bactérias Lactobacillus casei: caracterização, viabilidade como probióticos em alimentos.

As espécies Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei e Lactobacillus rhamnosus fazem parte do chamado “Grupo Lactobacillus casei” e possuem importante valor comercial para a indústria alimentícia, devido ao seu emprego na produção de leites fermentados e como culturas iniciadoras de fermentação na fabricação de queijos para a melhoria de sua qualidade (1-3). As referidas cepas também são aptas a colonizar vários ambientes naturais e criados pelo homem, como boca, trato intestinal e vagina humanos, laticínios e produtos vegetais, ensilagem, esgoto e alimentos deteriorados.

Tais microrganismos estão especificamente associados à fermentação do pão e algumas fermentações de queijos em salmouras, além de também causarem deterioração de queijos pela fermentação de citrato convertido em dióxido de carbono (2,4,5). Cepas de Lactobacillus casei/paracasei e Lactobacillus rhamnosus têm sido amplamente estudadas com relação a suas propriedades promotoras à saúde, sendo freqüentemente empregadas como probióticos em alimentos industrializados (2-4,6).

Os probióticos são definidos como microrganismos vivos que, quando administrados em quantidades adequadas, afetam positivamente a saúde do hospedeiro(7). O reconhecimento dos alimentos contendo probióticos como alimentos funcionais que provêem benefícios além da nutrição básica inerente e as emergentes evidências para seu potencial na prevenção de doenças têm incentivado a divulgação e o consumo desses produtos (8,9).

Os efeitos benéficos atribuídos aos microrganismos probióticos têm sido alcançados principalmente através da modulação da população e atividade da microbiota intestinal

(10). As espécies Lactobacillus casei/paracasei e Lactobacillus rhamnosus constituem uma fração substancial da microbiota constituída por Lactobacillus spp. na mucosa intestinal humana (3). 374 ALONSO B. e ISAY S.

A presente revisão discute importantes estudos envolvendo bactérias do grupo Lactobacillus casei, particularmente as espécies Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei e Lactobacillus rhamnosus, relacionados à taxonomia, aplicação em alimentos probióticos e aos efeitos benéficos in vivo atribuídos a essas cepas.

As bactérias láticas, OS Lactobacillus spp. E o grupo Lactobacillus casei Bactérias láticas são microrganismos Gram-positivos, nãoesporulados, catalase-negativos, desprovidos de citocromos, anaeróbios, mas aerotolerantes, ácido-tolerantes e estritamente fermentativos (11). O ácido lático é o principal produto final da fermentação de açúcares (12). Contudo, exceções desta descrição geral ocorrem devido a algumas espécies poderem formar catalase ou citocromos em meio contendo hematina ou compostos relacionados. A produção de uma catalase não-heme, denominada pseudocatalase, por alguns lactobacilos também causa alguma confusão na identificação de bactérias láticas (11).

As primeiras definições de bactérias láticas baseavam-se na capacidade de fermentação e coagulação do leite por esse grupo de microrganismos, incluindo também os coliformes.

A descrição de Lactobacillus por Beijerinck em 1901 como bactérias Gram-positivas separou os coliformes das bactérias láticas (4). O interesse pela presença dos lactobacilos na dieta humana aumentou desde o início do século XX, quando Elie Metchnikoff – Instituto Pasteur, Paris – promoveu o uso desses microrganismos para a bacterioprofilaxia e bacterioterapia (4).

Dentre as bactérias láticas, o grupo Lactobacillus casei compreende aquelas fenotipicamente e geneticamente heterogêneas, capazes de manter o equilíbrio de vários ambientes. Destacam-se nesse grupo os lactobacilos típicos do hospedeiro humano, os quais incluem as espécies Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei e Lactobacillus rhamnosus, além de Lactobacillus zeae (11,13).

O gênero Lactobacillus é filogeneticamente diverso (11). No Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, o gênero Lactobacillus é descrito como um grupo heterogêneo de ‘bastonetes regulares, Gram-positivos e não-esporulados’. Com o desenvolvimento das análises filogenéticas nos anos 1980, houve muitas alterações nesse gênero. O gênero Lactobacillus inclui cerca de 80 espécies reconhecidas (12), embora 5 espécies heterofermentativas de Lactobacillus tenham sido transferidas para o gênero Weissella (3).

A divisão clássica dos lactobacilos está baseada em suas características fermentativas: 1 – obrigatoriamente homofermentativos; 2 – facultativamente heterofermentativos; e 3 – obrigatoriamente heterofermentativos (12).

Vários lactobacilos obrigatoriamente homofermentativos e facultativamente heterofermentativos e alguns obrigatoriamente heterofermentativos são utilizados em alimentos fermentados. Porém, esse último grupo é comumente associado à deterioração de alimentos (3).

Os lactobacilos obrigatoriamente homofermentativos incluem aqueles que fermentam glicose exclusivamente em ácido lático e não fermentam pentoses ou gliconato (3). Exemplos desse grupo são as espécies Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus gasseri, Lactobacillus crispatus, Lactobacillus johnsonii, Lactobacillus delbrükii, Lactobacillus helveticus e Lactobacillus salivarius (11,12).

Os obrigatoriamente heterofermentativos incluem os lactobacilos que fermentam hexoses em ácido lático, ácido acético e/ou etanol e dióxido de carbono, sendo que a produção de gás a partir da glicose é uma característica marcante dessas bactérias (3). São exemplos desse grupo as espécies Lactobacillus brevis, Lactobacillus buchneri, Lactobacillus fermentum e Lactobacillus reuteri (12,13).

Os facultativamente heterofermentativos incluem os lactobacilos que fermentam hexoses em ácido-lático e podem produzir gás a partir de gliconato, mas não através da glicose.

Esses microrganismos também fermentam pentoses, através de uma fosfocetolase induzida para produzir ácidos lático e acético. As espécies Lactobacillus curvatus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus sakei e do grupo Lactobacillus casei são importantes representantes dos lactobacilos facultativamente heterofermentativos (3,12).

Caracterização e classificação de cepas do grupo Lactobacillus casei.

As espécies Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus zeae e Lactobacillus rhamnosus, que compõem o grupo taxonômico Lactobacillus casei, apresentam comportamento fisiológico e necessidades nutricionais muito similares, multiplicando-se em condições ambientais bastante semelhantes.

Historicamente, a diferenciação entre cada uma das espécies pertencentes a esse grupo e a sua sistemática tem apresentado problemas e ajustes têm sido introduzidos baseados em novos métodos taxonômicos que foram se tornando disponíveis gradualmente (2,14).

Felis et al. (2) e Dellaglio et al. (15) relataram que a cepa ATCC 393T foi designada como cepa-referência deLactobacillus casei subsp. casei por Hansen e Lessel em 1971, com base somente em poucos aspectos fenotípicos.

Diversos autores citaram os estudos de homologia de DNA realizados por Collins et al. (16), que ocasionaram a reclassificação da maioria das cepas-referências de Lactobacillus casei subsp. casei, Lactobacillus casei subsp. alactosus e Lactobacillus casei subsp. pseudoplantarum como espécies Lactobacillus paracasei (dada a elevada relação entre

o DNA dessas espécies, porém não relacionados à cepa ATCC 393T), além da mudança da denominação Lactobacillus casei subsp. rhamnosus para Lactobacillus rhamnosus (2,4,15).

Dicks et al. (17) verificaram que a cepa Lactobacillus casei subsp. casei ATCC 393T exibia baixos níveis de homologia de DNA com outras cepas de Lactobacillus casei subsp. casei (8 a 46 %) e de Lactobacillus paracasei (30 a 50%), mas exibia 80% de similaridade de DNA com Lactobacillus rhamnosus ATCC 15820, originalmente citada em 1959 por Kuznetsov como cepa-referência de “Lactobacterium zeae”.

Dicks et al. (17) forneceram novos indícios a favor da reclassificação da cepa ATCC 334 como a nova cepa-referência de espécies Lactobacillus casei. Segundo esses autores, a cepa ATCC 334 é geneticamente relacionada às cepas Lactobacillus casei subsp. casei (71 a 97%) e Lactobacillus paracasei (71% a 91%), é membro do mesmo perfil de proteína de grupo que estes organismos e divide vários amplicons de DNA com cepas Lactobacillus paracasei.

Com base nessas investigações, os autores propuseram que as cepas Lactobacillus casei subsp. casei ATCC 393 e Lactobacillus rhamnosus ATCC 15820 fossem reclassificadas como membros da espécie Lactobacillus zeae (cepa-referência ATCC 15820). Propuseram ainda que a cepa ATCC 334 fosse designada como a nova referência para Lactobacillus casei subsp. casei e que o nome Lactobacillus paracasei fosse rejeitado.

Felis et al. (2) investigaram a relação filogenética entre espécies e cepas do grupo Lactobacillus casei (Lactobacillus casei – ATCC 334 e ATCC 393T, Lactobacillus paracasei subsp. paracasei – NCDO 151T e LMG 9438, Lactobacillus paracasei subsp. tolerans – LMG 9191T, Lactobacillus rhamnosus LMG 6400T, Lactobacillus zeae LMG 17315T e Lactobacillus sp. DF1). No referido estudo a distância filogenética entre Lactobacillus casei ATCC 393T e Lactobacillus casei ATCC 334 mostrou-se maior que entre ATCC 393T e a cepa de referência de Lactobacillus zeae.

Contrariamente, as distâncias entre as cepas de Lactobacillus paracasei e Lactobacillus casei ATCC 334 foram virtualmente zero, demonstrando que tais microrganismos formam um único grupo filogenético. Além disso, houve alta similaridade genética entre Lactobacillus casei ATCC 393T e Lactobacillus zeae LMG 17315T, indicando que tais cepas são membros da mesma espécie.

Dessa forma, os autores, juntamente com DELLAGLIO et al. (15), propuseram à Comissão Judicial (Judicial Commission of the International Committee on Systematics of Prokaryotes) que considerassem a cepa ATCC 393T inadequada como referência para as espécies Lactobacillus casei e que a denominação Lactobacillus paracasei fosse rejeitada, uma vez que as cepas ATCC 334 e NCDO 151 são filogeneticamente indistinguíveis de muitas cepas representativas de Lactobacillus casei.

Ainda, segundo Dellaglio et al. (15), Lactobacillus casei deveria ser “legítima denominação” das cepas Lactobacillus paracasei, e propuseram que a cepa ATCC 334 fosse designada como a nova cepa-referência para tais espécies, em reforço aos trabalhos de Dicks et al. (17) e Felis et al. (2).

Em estudo anterior realizado por Schillinger (18), envolvendo a identificação de cepas de Lactobacillus presentes em iogurtes e outros produtos probióticos comerciais através

da técnica de hibridização de DNA, foi revelado que algumas cepas foram incorretamente classificadas.

Dentre essas cepas, aquelas designadas pelo fabricante como Lactobacillus casei mostraram ser membros tanto de espécies Lactobacillus casei, como de Lactobacillus paracasei ou de Lactobacillus rhamnosus.

Dessa forma, apesar da grande importância para a indústria de alimentos, a taxonomia do grupo Lactobacillus casei ainda permanece confusa (2), uma vez que as requisições referentes à nomenclatura das espécies que compõem esse grupo permanecem pendentes pela Comissão Judicial (14,19).

Autor: Flávia Carolina Alonso Buriti e Susana Marta Isay Saad

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ARCHIVOS LATINOAMERICANOS DE NUTRICION
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Flávia Carolina Alonso Buriti y Susana Marta Isay Saad
Departamento de Tecnologia Bioquímico-Farmacêutica, Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Universidade de São Paulo- São Paulo, SP, Brasil

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