جداسازی و تخلیص پروبیوتیک ها

پروبیوتیک‌ها به‌ عنوان میکروارگانیسم‌های زنده‌ ای تعریف می‌شوند که وقتی به مقادیر کافی مصرف شوند، برای سلامتی میزبان مفید هستند. به طور کلی، باکتری های پروبیوتیک موجود در بازار از جنس های لاکتوباسیلوس، بیفیدوباکتریوم، استرپتوکوک و انتروکوک هستند. فواید سلامتی پروبیوتیک ها در درمان اختلالات، از جمله بیماری التهابی روده، سندرم روده تحریک پذیر، یبوست، اسهال حاد مرتبط با آنتی بیوتیک ها، آلرژی، فشار خون بالا و دیابت، توسط گزارش های علمی معتبر متعدد و بررسی های سیستماتیک، به خوبی مستند شده است. بهتر است که سویه های پروبیوتیک دارای چندین ویژگی باشند، مانند تحمل شرایط گوارشی (اسیدهای معده، روده و صفراوی)، اتصال به سلول های اپیتلیال، جذب کلسترول از غذا و روده انسان، هیدرولیز نمک صفراوی، ایمنی، خواص ضد میکروبی، و بقا در طول فرآیند تخمیر و ذخیره سازی. با این حال، ضروری نیست که پروبیوتیک های بالقوه همه ویژگی های فوق را داشته باشند. در واقع ویژگی های صنعتی مانند تحمل حرارتی نسبت به دیگر ویژگی ها ترجیح داده می شود.

میکروفلور روده دارای عملکردهای متابولیکی، تغذیه ای و محافظتی است و می تواند در شرایط پاتولوژیک و با استفاده از پروبیوتیک ها اصلاح شود. همانطور که اشاره شد پروبیوتیک ها به عنوان میکروارگانیسم های زنده ای اطلاق می شوند که در برابر ترشحات معده، صفرا و پانکراس مقاومت می کنند، به سلول های اپیتلیال متصل می شوند و در روده انسان ساکن می شوند. در بیست سال گذشته، تحقیقات بر روی شناسایی نقش فلور پلانکتون و باکتری های چسبنده در سلامت و بیماری، و نیاز سویه های باکتریایی برای تبدیل شدن به محصول پروبیوتیکی که می تواند به بازار عرضه شود، متمرکز شده است. پروبیوتیک‌ها را می‌توان به عنوان مکمل‌های غذایی، دارویی و یا غذا تجاری سازی کرد، اما تجویز آن به‌عنوان یک محصول دارویی به زمان قابل توجه، تحقیقات پیچیده و پرهزینه و نشان دادن یک هدف درمانی کاملاً مشخص نیاز دارد.از فواید ویژه این میکروارگانیسم ها می توان به مواردی مانند لاکتوباسیل ها که از رشد طیف وسیعی از پاتوژن های انسانی و حیوانی جلوگیری می کنند، اشاره کرد.

فرآیندهایی مانند حرارت دادن، لیز آنزیمی، استخراج با حلال، تابش (یونیزان و اشعه ماوراء بنفش)، فشار بالا، و فراصوت برای جداسازی پارا پروبیوتیک ها و پست بیوتیک ها از باکتری های پروبیوتیک مختلف استفاده می شود.

گروه LAB یا Lactic acid bacteria را می توان از منابع لبنی سنتی جداسازی و مشخصه یابی کرد. محصولات لبنی سنتی متنوع با فواید سلامتی مانند بهبود جذب مواد مغذی، غیرفعال سازی سموم و فعالیت های ضد بیماری زایی در سراسر جهان استفاده می شوند. در راستای عملکرد پروبیوتیک ها بر سلامت میزبان، این میکروارگانیسم های پرفایده با تسهیل جذب منیزیم و کلسیم از پروتئین‌های شیر، هضم لاکتوز و تولید فولات و ویتامین‌های B بر روی جذب زیستی مواد مغذی در بدن انسان تأثیر می‌گذارند. گونه های لاکتوباسیلوس و انتروکوکوس، باکتری های رایج اسید لاکتیک (باکتری های گرم مثبت) هستند که معمولاً به عنوان پروبیوتیک مصرف می شوند. باکتری های اسید لاکتیک (LAB) به طور کلی به عنوان میکروارگانیسم های ایمن و بی ضرر شناخته می شوند. بیشتر پروبیوتیک ها شامل گروه LAB هستند که از منابع ایمن مانند لبنیات تخمیری جدا شده و می توانند به عنوان پروبیوتیک معرفی و عرضه شوند.

LAB در شرایط مشابه رشد می کند. بنابراین، این باکتری‌ها را نمی‌توان با روش‌های فنوتیپی و بیوشیمیایی سنتی، مانند تخمیر قند، شناسایی و جداسازی کرد، زیرا این تکنیک‌ها نتایج طبقه‌بندی واضحی را ارائه نمی‌دهند. تکنیک‌های شناسایی مولکولی سریع، دقیق و عملی، مانند تعیین توالی و آنالیز 16S rDNA، تعیین توالی ژن های خاص، ریبوتایپ با پروب‌های خاص، PCR عناصر DNA باکتریایی تکراری (REP-PCR) یا Repetitive Bacterial DNA Elements PCR، الکتروفورز ژل میدان پالسی (PFGE) یا Pulsed-Field Gel Electrophoresis، الکتروفورز ژل گرادیان دناتوره کننده (DGGE)،  (RAPD) یا  Randomly Amplified Polymorphic DNA و (ARDRA) یا Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis، برای شناسایی باکتری های جدا شده در سطوح جنس، گونه یا زیرگونه طراحی شده اند.

با این حال، زمانی که این روش ها به صورت جداگانه مورد استفاده قرار می گیرند، در تشخیص جنس و گونه ناموفق عمل می کنند، بنابراین، ترکیبی موثر از این تکنیک ها باید مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال با ترکیب روش های مولکولی 16S rDNA، REP-PCR (GTG-PCR) و ARDRA می توان جداسازی و تخلیص را با موفقیت به انجام رساند.