Bakterien und Stoffwechselprodukte in LACTO

Was ist LACTO?

LACTO ist eine fermentiertes Getränk mit Kräuterauszug. Es enthält eine symbiotische Kultur aus lebenden Milchsäurebakterien, Bacillus subtilis und dem Hefestamm Saccharomyces cerevisiae (nicht-fachsprachlich Hefe genannt), sowie die aus den Kräutern extrahierten Naturstoffe.  

In dieser bakteriellen Lebensgemeinschaft fermentieren die Milchsäurebakterien den Zucker der Melasse zu Milchsäure; die Hefe verstoffwechselt Produkte der Milchsäurefermentation zu Kohlendioxid. Es entsteht nach der Fermentation ein milchsaures Getränk mit pH 3.3, welches über 100 Million KBE/mL (KBE = Koloniebildende Einheiten) an Bakterien und eine Vielzahl bioaktiver Naturstoffe aus dem Stoffwechselprozess der Bakterien und aus der Extraktion der Kräuter (Infografik zur Fermentation).

Was sind Milchsäurebakterien?

Milchsäurebakterien (engl. Lactic Acid Bacteria, LAB) kommen natürlicherweise im menschlichen Darm Mikrobiom vor. Seit tausenden von Jahren nutzt die Menschheit LAB zur natürlichen und gesundheitlich unbedenklichen Konservierung verschiedener Lebensmitteln, wie beispielweise Sauerkraut, Kimchi, Käse oder Joghurt [1]. Mit rund 300 bekannten Arten (🔗link zur Datenbank des Leibniz-Institut DSMZ)  ist die Gattung Lactobacillus die wichtigste und physiologisch bedeutungsvollste der LABs.

Welche Bakterien enthält LACTO?

LACTO enthält fünf ausgewählte Arten der Gattung Lactobacillus und eine Art der Gattung Bacillus, die alle im Darm Mikrobiom des Menschen vorkommen, deren Ansiedlung im Darm Mikrobiom in wissenschaftlichen Studien belegt ist, und welche von der schweizerischen, europäischen und US-amerikanischen Behörde für Lebensmittelsicherheit als unbedenklich zugelassen sind.

1. Lactobacillus plantarum
   Vorkommen: Milchprodukte, Gemüse, Fleisch, Fisch
2. Lactobacillus rhamnosus
   Vorkommen: Milchprodukte, Gemüse, Boden
3. Lactobacillus casei
   Vorkommen: Milchprodukte, Gemüse, Boden
4. Lactobacillus fermentum
   Vorkommen: Diverse Pflanzen (zB Rüben), Sauerteig, Kakao
5. Lactobacillus delbrueckii
   Vorkommen: Joghurt, Milch, Milchprodukte
6. Bacillus subtilis
   Vorkommen: Ubiquitär; auf Nahrungsmittel in Schokolade, Natto (jap. Gericht aus fermentierten Sojabohnen)

Die Ursprünge über die physiologische Bedeutung fermentierter Nahrungsmittel  gehen auf den russischen Mikrobiologen Ilja Metchnikoff (1845 - 1916, Nobelpreis für Medizin 1908) zurück. Metchnikoff schloss aus seinen Studien über die Langlebigkeit, dass diese mit dem regelmässigen Verzehr fermentierter Nahrung korreliert (Metchnikoff - 🔗The prolongation of life). Er stellte 1907 die Theorie auf, dass "the dependence of the intestinal microbes on the food makes it possible to adopt measures to modify the flora in our bodies and to replace the harmful microbes by useful microbes."

Die physiologische Wirkung der Milchsäurebakterien und ihrer Stoffwechselprodukte sind in zahlreichen in vitro, in vivo und klinischen Studien (Auswahl) zu Magen-Darm Erkrankungen, Durchfall, Allergie, Herz-Kreislauf und Atemwegserkrankungen, Fettleibigkeit, Erkrankungen des Immunsystems (zB Rheuma, Nahrungsmittelallergie), Stimmungsschwankungen, Krebs untersucht worden [2-6].

Das Bacillus subtilis (Mikrobe des Jahres 2023 - 🔗link) gehört nicht zur Gattung Lactobacillus, sondern zur Gattung Bacillus, die etwa 150 Arten umfasst. Bacillus subtilis stärkt die Darmwand, das Immunsystem und produziert zahlreiche bioaktive sekundäre Metaboliten und Naturstoffe (zB Surfactin, Bacillaene, Plipastatin A1) [7].

Phytonährstoffe (Pflanzennährstoffe):

Die in LACTO verwendeten Milchsäurebakterien produzieren neben dem Hauptprodukt D- und L-Milchsäure auch die kurzkettigen Fettsäuren (engl. short chain fatty acids SCFA (Infografik)) Essigsäure, Propionsäure und Buttersäure. Diese SCFAs gelangen in alle Teile unseres Gewebes, einschliesslich des Gehirns. Über die sogenannten Darm Mikrobiom-Organ Achsen, wie die Darm-Hirn Achse [8], Darm-Haut Achse [9] oder Darm-Herz Achse [10] wird unser Immun-, Herz-Kreislauf und Nervensystem im Körper reguliert.

Ebenso produzieren die Milchsäurebakterien sogenannt Bacteriocine (zB das Reuterin (Infografik). Bacteriocine sind anti-mikrobielle Substanzen, welche spezifisch das Eindringen oder Wachstum anderer Bakterien hemmen und so das Gleichgewicht im Darm Mikrobiom beeinflussen.

Milchsäurebakterien produzieren auch Aminosäuren und Peptide wie beispielsweise Glutathion, ein lebenswichtiges Antioxidans, und die dazu notwendigen Aminosäuren Glutaminsäure, Cystein und Glycin. 

Ebenfalls werden von Milchsäurebakterien diverse wasserlösliche Vitamine, wie beispielsweise Vitamin B2 (Riboflavin), B6 (Pyrodoxin) und B9 (Folsäure) synthetisiert. 

Weiterführende Literatur:

[1] Zapaśnik, A.et al. "Role of Lactic Acid Bacteria in Food Preservation and Safety." 🔗Foods 2022, 11 (9), 1283.

[2] Seddik, H. A. et al. "Lactobacillus Plantarum and Its Probiotic and Food Potentialities." 🔗Probiotics & Antimicro. Prot. 2017, 9 (2), 111–122. 

[3] Capurso, L. "Thirty Years of Lactobacillus Rhamnosus GG: A Review." 🔗Journal of Clinical Gastroenterology 2019, 53, S1.

[4] Qin, D. et al. "Contribution of Lactobacilli on Intestinal Mucosal Barrier and Diseases: Perspectives and Challenges of Lactobacillus Casei." 🔗Life 2022, 12 (11), 1910.

[5] Ozen, M. et al. "Limosilactobacillus Fermentum CECT5716: Clinical Potential of a Probiotic Strain Isolated from Human Milk." 🔗Nutrients 2023, 15 (9), 2207.

[6] (a) Bagga, D. et al. "Probiotics Drive Gut Microbiome Triggering Emotional Brain Signatures." 🔗Gut Microbes 2018, 9 (6), 486–496. (b) Strauss, M. et al. "Probiotics for the Prevention of Acute Respiratory-Tract Infections in Older People: Systematic Review." 🔗Healthcare (Basel) 2021, 9 (6), 690.

[7] (a) Jeżewska-Frąckowiak, J. et al. "The Promises and Risks of Probiotic Bacillus Species." 🔗Acta Biochimica Polonica 2018, 65 (4), 509–19. (b) Kaspar, F.  et al. "Bioactive Secondary Metabolites from Bacillus subtilis: A Comprehensive Review" 🔗Journal of Natural Products, 2019, 82, 2038-53.

[8] Cryan, J. F. et al. "Microbiota–Brain Axis: Context and Causality." 🔗Science 2022, 376 (6596), 938–939. 

[9] De Pessemier, B. et al. "Gut–Skin Axis: Current Knowledge of the Interrelationship between Microbial Dysbiosis and Skin Conditions. 🔗Microorganisms 2021, 9 (2), 353.

[10] (a) Bartolomaeus, H. et al. "Darm-Herz-Achse." 🔗Herz 2020, 45 (2), 134–141. (b) Bui, T. V. A. et al. "The Gut-Heart Axis: Updated Review for The Roles of  Microbiome in Cardiovascular Health. 🔗Korean Circulation Journal 2022, 53.