Symbiotic effect of Aloe vera juice on the growth of Lactobacilllus fermentum and L. helveticus isolates in vitro

ABSTRACT
AIM: Long-term dietary intake of non-caloric fiber, such as Aloe vera gel influences the structural and activity of microorganisms in the human gut. The present investigation was executed with an innovative concept: symbiotic effect of probiotics that are used commercially as lactic acid bacteria i.e. Lactobacillus fermentum and Aloe vera juice as prebiotics for a prospective prophylaxis.
MATERIALS AND METHODS: Fermentation of L. fermentum with Aloe vera juice certified by International Aloe Science Council was carried out and the quantification of short chain fatty acids (SCFAs) from the fermentation broth in large scale was determined by gas-chromatography-mass-spectrometry selective detection in the selective ion monitoring mode.
RESULTS: The growth of L. fermentum and L. helveticus with Aloe vera juice (AVJ) individually on MRS broth was continued to keep at pH 3.5 and 3.6, while pH of the negative controls changed to 4.3 and 4.0, respectively, during 24 hr incubation. The growth rate and the viability of L. helveticus incubated with different concentrations (5-25%) of Aloe vera juice were strongly reduced. However, the growth rate of L. fermentum was enhanced in a concentration dependent manner with emphasis on the use of 15% AVJ that resulted in two times more growth than that of the negative control. Continuation of L. fermentum growth at pH 3.6 in combination with AVJ during incubation for 24 hr suggests the durability of prebiotic potential by AVJ in in vitro fermentation. Acetic, propionic and lactic acid as SCFAs in the ether extract were identified from the fermentation culture medium.
CONCLUSION: The prebiotic activity of AVJ may be assessed by the participation of SCFAs during 24 hrs-incubation with L. fermentum. An innovative concept of symbiotics: a combination of AVJ and L. fermentum, is a perspective prophylaxis on future intestinal health claims. Due to tolerance to acid, L. fermentum may pass through the gastric barrier and colonize the intestine after oral administration.

要旨
インビトロにおけるLactobacillus fermentumおよびL. helveticus分離株の増殖に対するアロエベラジュースのシンバイオテック効果

ねらい:アロエベラゲルのような非カロリー繊維の長期間の食事摂取は、ヒトの腸内の微生物の構造および活性に影響を及ぼす。この度の調査は、乳酸菌(Lactobacillus fermentum)として商業的に利用されているプロバイオティクスとプレバイオティクスとしてのアロエベラジュースのシンバイオテック効果という革新的なコンセプトで実行された。
材料および方法:国際アロエ科学評議会が認定したアロエベラジュースでL. fermentumの発酵を行い、発酵液からの大規模な短鎖脂肪酸(SCFAs)の定量は、選択的イオンモニタリングモードにおけるガスクロマトグラフィー - 質量分析選択的検出によって決定した。
結果:アロエベラジュース(AVJ)を個別にMRS培地に接種したL. fermentumおよびL. helveticusの増殖は、pH3.5および3.6で維持し続けたが、陰性対照のpHは、24時間のインキュベーション中にそれぞれ4.3および4.0に変化した。異なる濃度(5〜25%)のアロエベラジュースでインキュベートしたL. helveticusの生育率および生存率は、大幅に低下した。しかし、L. fermentumの増殖率は濃度依存的に増強され、15%のAVJの使用時にネガティブコントロールの2倍の増殖をもたらした。 24時間のインキュベーション中のAVJと組み合わせたpH3.6でのL.発酵物の増殖の継続は、インビトロ発酵におけるAVJによるプレバイオティックポテンシャルの耐久性を示唆している。発酵培地からエーテル抽出液中のSCFAとしての酢酸、プロピオン酸および乳酸を同定した。
結論:AVJのプレバイオティクス活性は、L. fermentumとの24時間インキュベーション中のSCFAの関与によって評価することができる。 AVJとL. fermentumの組み合わせは、シンバイオテックの革新的な概念であり、将来の腸の健康状態に関する予防策である。酸に対する耐性のため、L. fermentumは胃の障壁を通過し、経口投与後に腸に定着するといえる。

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