In vitro cholesterol-lowering activity of Lactobacillus plantarum and Lactobacillus paracasei strains isolated from the Italian Castelmagno PDO cheese

Activité anti-cholestérol de souches laitières de Lactobacillus plantarum et de Lactobacillus paracasei isolées du Castelmagno, un fromage Italien traditionnel.

Department of Exploitation and Protection of the Agricultural and Forestry Resources, University of Turin, Grugliasco, TO, Italy

Corresponding author: simona.belviso@unito.it

Received: 7 July 2008
Accepted: 30 January 2009

Abstract

The discovery of several healthy beneficial effects of the consumption of dairy products fermented with some bacterial strains led to the investigation of the functional properties of these microorganisms. One of the most studied properties is the cholesterol-lowering activity of bacteria with probiotic characteristics, mostly isolated from human gut. In this work, eight Lactobacillus plantarum and five Lactobacillus paracasei strains isolated from cheese were studied in vitro for their cholesterol-lowering action and their acid and bile tolerance. The ability of these strains to remove cholesterol was assessed in de Man, Rogosa and Sharpe (MRS) medium, supplied with cholesterol, and in ultra-high temperature (UHT) whole homogenized milk. Among all tested strains, two L. plantarum and three L. paracasei strains gave rise to a significant reduction of the cholesterol level in MRS broth; in particular, L. plantarum strains lowered the cholesterol content by an average of 19.4%, whereas L. paracasei strains lowered by an average of 6.8%. The two L. plantarum strains possessing the highest cholesterol-lowering activity in MRS broth were also tested in milk. Results showed that L. plantarum strains maintained this activity because after 24 h the cholesterol decrease ranged from about 5.0% to 8.2% without significant variations between the two strains. Results from the binding assay suggested that cholesterol was mainly removed through the adsorption on the cell wall. Data from acid and bile tolerance assays showed that the L. plantarum dairy isolates were able to maintain viability at pH 2 and to grow in a medium with bile salts, and therefore were regarded as probiotics or dairy starters for new probiotic or functional food production.

Résumé

La découverte de multiples " effets santé " de la consommation de produits laitiers fermentés avec certaines bactéries a incité à étudier les propriétés fonctionnelles de ces micro-organismes. La propriété la plus étudiée est la réduction de cholestérol de la part de ces bactéries, trouvées pour la plupart dans la flore intestinale et pourvues de qualités probiotiques. Dans cette étude, huit souches de Lactobacillus plantarum et cinq de Lactobacillus paracasei, isolées du fromage, ont été étudiées in vitro pour leur activité anti-cholestérol et leur tolérance à l'acidité et à la bile. La capacité de ces souches à réduire le cholestérol a été testée dans un milieu MRS supplémenté en cholestérol et en lait entier U.H.T. Parmi ces souches, deux L. plantarum et trois L. paracasei ont entraîné une diminution significative du taux de cholestérol dans le milieu MRS ; en particulier L. plantarum a abaissé le contenu en cholestérol de 19,4 % en moyenne, tandis que L. paracasei le diminuait de 6,8 %. Les deux souches L. plantarum possédant la plus forte activité anti-cholestérol ont aussi été testées dans le lait. Les résultats montrent que les deux L. plantarum maintiennent leur activité réductrice étant donné qu'après 24 h le taux de diminution du cholestérol oscille entre 5,0 % et 8,2 % sans variation significative entre ces souches. Les résultats des essais de liaison suggèrent que le cholestérol est principalement refoulé par adsorption sur la paroi bactérienne. Les donnés des tests de tolérance à l'acidité et à la bile indiquent que les souches de L. plantarum étudiées sont capables de survivre à pH 2 et de croître dans un milieu chargé en sels biliaires. Par conséquent, ces bactéries peuvent être envisagées comme ferments lactiques pour la production de nouveaux probiotiques ou compléments alimentaires.