Bactérias ácido-láticas isoladas de kefir: caracterização in vitro, potencial probiótico e uso como cultura starter em bebida à base de soja

O kefir é uma bebida fermentada por bactérias e leveduras, que apresenta diversidade microbiana promissora para o isolamento de microrganismos com propriedades benéficas à saúde, incluindo aqueles capazes de modular o perfil lipídico. O isolamento de novas cepas pode ampliar a oferta de culturas iniciadoras e colaborar com o desenvolvimento de novos produtos fermentados para atender às tendências do mercado, com destaque para os alimentos funcionais plant-based. Assim, o objetivo do presente estudo foi isolar, identificar e caracterizar bactérias ácido-láticas presentes em grãos de kefir, avaliando sua segurança e funcionalidade, com ênfase na atividade redutora de colesterol. Ainda, as cepas isoladas foram testadas como culturas iniciadoras na elaboração de uma bebida fermentada à base de extrato hidrossolúvel de soja. Inóculos de grãos de kefir provenientes de Araraquara–SP e Uberaba–MG foram cultivados em leite integral UHT (1:100 m/v; 30 °C) até atingirem pH 4,5 ± 0,2. Para o isolamento de bactérias ácido-láticas, as amostras foram diluídas e plaqueadas em ágar MRS, MRS-CLI e M17 (incubação a 37 °C, por 48 h, sob condições anaeróbias). Colônias morfologicamente distintas foram isoladas e repicadas para obtenção de culturas puras, sendo posteriormente submetidas aos testes de coloração de Gram e catalase, para caracterização preliminar. A identificação bacteriana foi realizada por MALDI-TOF MS e as bactérias pertencentes a espécies diferentes foram avaliadas quanto à segurança (atividade hemolítica e suscetibilidade a antibióticos), simulação gastrointestinal in vitro, hidrofobicidade da superfície celular, propriedades redutoras de colesterol in vitro, atividade antagonista contra microrganismos de importância para alimentos e capacidade de fermentar extrato hidrossolúvel de soja. O pH, acidez titulável, composição proximal, segurança microbiológica e a viabilidade das bactérias ácido-láticas antes e após o processamento da bebida foram avaliados. Um total de 109 colônias foram isoladas da microbiota de kefir, incluindo 35 bactérias Gram-positivas e catalase-negativas. Nos grãos de Araraquara–SP, foram identificados Enterococcus durans (6), Enterococcus faecium (4) e Lentilactobacillus kefiri (1). Nos grãos de Uberaba–MG, foram encontrados Enterococcus faecium (22), Lentilactobacillus kefiri (1) e Lactococcus lactis (1). Os resultados mostraram que apenas a cepa L. lactis não resistiu às condições gastrointestinais simuladas, mas apresentou forte potencial para reduzir o colesterol (67,35%) e ação da enzima hidrolase de sais biliares. As cepas de L. kefiri exibiram alta hidrofobicidade (64 - 55%). A avaliação de segurança revelou que nenhuma das cepas exibiu atividade hemolítica e todas foram suscetíveis a cinco antibióticos de relevância clínica. Apenas E. durans apresentou atividade antibacteriana, inibindo o crescimento de Staphylococcus aureus ATCC 29213 e Listeria monocytogenes ATCC 7644. As cepas L. lactis e L. kefiri demonstraram-se mais eficientes na fermentação do extrato hidrossolúvel de soja, conforme evidenciado pelo tempo de redução do pH e produção de ácido lático. Entre as bactérias ácido-láticas isoladas, L. lactis e L. kefiri apresentaram os resultados mais promissores, considerando a sua capacidade de fermentar o extrato hidrossolúvel de soja e o seu potencial para promover a saúde do hospedeiro.

Resumo (inglês)

Kefir is a beverage fermented by bacteria and yeasts that exhibits promising microbial diversity for the isolation of microorganisms with health-beneficial properties, including those capable of modulating the lipid profile. The isolation of new strains can expand the availability of starter cultures and contribute to the development of new fermented products to meet market trends, particularly plant-based functional foods. Thus, the aim of this study was to isolate, identify, and characterize lactic acid bacteria present in kefir grains, evaluating their safety and functionality, with emphasis on cholesterol-lowering activity. Furthermore, the isolated strains were tested as starter cultures in the preparation of a fermented beverage based on water-soluble soy extract. Kefir grain inocula from Araraquara–SP and Uberaba–MG were cultured in UHT whole milk (1:100 w/v; 30 °C) until reaching pH 4.5 ± 0.2. For the isolation of lactic acid bacteria, samples were diluted and plated on MRS, MRS-CLI, and M17 agar (incubation at 37 °C for 48 h under anaerobic conditions). Morphologically distinct colonies were isolated and subcultured to obtain pure cultures, which were subsequently subjected to Gram staining and catalase tests for preliminary characterization. Bacterial identification was performed by MALDI-TOF MS, and strains belonging to different species were evaluated for safety (hemolytic activity and antibiotic susceptibility), in vitro gastrointestinal simulation, cell surface hydrophobicity, in vitro cholesterol-reducing properties, antagonistic activity against food-relevant microorganisms and ability to ferment water-soluble soy extract. pH, titratable acidity, proximate composition, microbiological safety and viability of lactic acid bacteria before and after beverage processing were evaluated. A total of 109 colonies were isolated from the kefir microbiota, including 35 Gram-positive and catalase-negative bacteria. In grains from Araraquara–SP, Enterococcus durans (6), Enterococcus faecium (4) and Lentilactobacillus kefiri (1) were identified. In grains from Uberaba–MG, Enterococcus faecium (22), Lentilactobacillus kefiri (1) and Lactococcus lactis (1) were found. The results showed that only L. lactis did not survive the simulated gastrointestinal conditions, however, it exhibited strong potential for reducing cholesterol (67.35%) and bile salt hydrolase enzyme activity. The L. kefiri strains showed high hydrophobicity (64-55%). Safety assessment revealed that none of the strains exhibited hemolytic activity and all were susceptible to five clinically relevant antibiotics. Only E. durans showed antibacterial activity, inhibiting the growth of Staphylococcus aureus ATCC 29213 and Listeria monocytogenes ATCC 7644. L. lactis and L. kefiri proved to be more efficient in water-soluble soy extract fermentation, as evidenced by the pH reduction time and lactic acid production. Among the lactic acid bacteria isolated, L. lactis and L. kefiri presented the most promising results, considering their ability to ferment water-soluble soy extract and their potential to promote host health.

Palavras-chave

Alimentos funcionais, Bebidas fermentadas, Colesterol, Functional foods, Kefir, Soy, Fermented beverages, Cholesterol, Plant-based, Kefir

Idioma

Português

Citação

LACERDA, Sthefany. Bactérias ácido-láticas isoladas de kefir: caracterização in vitro, potencial probiótico e uso como cultura starter em bebida à base de soja. 2026. 94 f. Dissertação (Mestrado em Alimentos, Nutrição e Engenharia de Alimentos) – Universidade Estadual Paulista (Unesp), Faculdade de Ciências Farmacêuticas, Araraquara,2026.