Lactobacillus casei Shirota: ricerca e benefici

Caratteristiche morfologiche

Il genere Lactobacillus è tassonomicamente complesso ed è composto da oltre 170 specie che non possono essere facilmente differenziate e così richiedono un’identificazione molecolare. La specie Lactobacillus casei Shirota (Fig.1) è tra i ceppi probiotici più noti e studiati dalla comunità scientifica ed è stato ufficialmente riconosciuto come sicuro dalla “Food and Drug Administration” degli Stati Uniti. E’ un lattobacillo e quindi possiede le seguenti caratteristiche:

forma bastoncellare
dimensioni variabili
gram-positivo
anaerobio facoltativo o microaerofilo
acidotollerante
presente nella flora intestinale e vaginale

Filogenesi

La filogenesi del batterio è riportata in Tabella 1:ceppi probiotici

Dominio	Prokaryota
Regno	Bacteria
Phylum	Firmicutes
Classe	Bacilli
Ordine	Lactobacillales
Famiglia	Lactobacillaceae
Genere	Lactobacillus
Specie	L. casei

Tabella 1 – Classificazione scientifica
[Fonte: https://it.wikipedia.org/wiki/Lactobacillaceae]

Metabolismo

I batteri lattici (LAB) operano la fermentazione lattica, ovvero sono in grado di trasformare gli zuccheri in acido lattico. Si distinguono in: omofermentanti, nel caso in cui dalla fermentazione del glucosio producono quasi esclusivamente acido lattico (come per es: Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus acidophilus), eterofermentanti (facoltativi o obbligati) se il metabolismo dei carboidrati porta alla formazione di acido lattico, CO₂, etanolo e/o acido acetico (Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei, Lactobacillus rhamnosus).

micrografia elettronica a scansione (SEM) del ceppo batterico Lactobacillus casei Shirota — *Figura 1 – Micrografia elettronica a scansione (SEM) del ceppo batterico* Lactobacillus casei Shirota
[Fonte: https://fineartamerica.com/featured/1-lactobacillus-casei-shirota-bacteria-sem-science-photo-library.html]

Morfologia delle colonie

Con la tecnica di inclusione, o per spatolamento, si sviluppano su terreni colturali formando colonie rotondeggianti compatte color crema (Fig.2) che, a seconda della specie, si differenziano per dimensione. I lattobacilli sono molto esigenti dal punto di vista nutrizionale, richiedono infatti, substrati di crescita complessi.

Figura 2 – LAB su MRS Agar
[Fonte: https://www.fishersci.co.uk/shop/products/mrs-agar-4/12912608]

Ecologia

I lattobacilli, essendo un gruppo eterogeneo di microrganismi, sono largamente distribuiti in natura e quindi si ritrovano in differenti habitat come la cavità orale, il tratto intestinale, la vagina umana, ma si possono trovare anche in habitat come vegetali, insilati, acqua, cereali, alimenti fermentati (latte, carne e vegetali). Possono crescere in un range di temperatura compreso tra i 5°C e 53°C con valori ottimali di 30-40°C. Sono acidofili, con un pH ottimale di crescita di 5,5 e 5,8.

Applicazioni biotecnologiche

Sono riconosciuti come organismi “GRAS” (Generally Recognised As Safe), quindi generalmente sicuri per la salute umana, per questo motivo sono largamente utilizzati nelle industrie di probiotici e casearie. Alcune specie possono essere impiegate per la produzione di alimenti fermentati come: crauti, olive verdi, sottaceti, prodotti da forno, formaggi, vini rossi, altre specie sono responsabili di alterazione degli alimenti come la frutta, il pesce marinato, il latte, altre ancora sono capaci di apportare benefici alla salute umana. Le colonie al microscopio si presentano di forma bastoncellare, singola o a catena.

Per alcuni prodotti, è prevista l’aggiunta di colture starter di batteri lattici che hanno lo scopo di inibire lo sviluppo di batteri patogeni e di microrganismi contaminanti, sono capaci di produrre composti antimicrobici come le batteriocine e inoltre, essendo dotati di attività enzimatiche, assicurano stabilità chimico-fisica al prodotto finale.

Storia del Lactobacillus casei Shirota

L. casei Shirota è un particolare lattobacillo che prende il nome da un famoso scienziato e microbiologo giapponese: Minoru Shirota (23 aprile 1899, Nagano Prefecture, Giappone). Una volta completati gli studi presso la Facoltà di Medicina della “Japan’s Imperial Kyoto University“, cominciò a fare ricerca nel campo di specifici microrganismi. Attraverso vari studi condotti da microbiologi e scienziati del tempo come Louis Pasteur, Robert Koch ed Elie Metchnikoff, approfondì la possibilità di variare la popolazione batterica intestinale riducendo la presenza di microrganismi non favorevoli al benessere dell’individuo. Così, negli anni, divenne sostenitore di uno stile di vita sano, presupposto del benessere e della felicità dell’individuo.

Origine

Nel 1930, il Dott. Shirota (Fig.3) riuscì ad isolare e coltivare nel latte un fermento probiotico in grado di superare la barriera gastrica e raggiungere vivo l’intestino: quindi L. casei lo definì Shirota. Tale ceppo venne coltivato in una bevanda a base di latte scremato che chiamò “Yakult” (da “yahurto” che in esperanto significa yogurt). Il Dott. Shirota, attraverso la sua ricerca, ottenne quello a cui da sempre mirava: un prodotto buono al palato che contenesse un fermento probiotico selezionato.

Il latte fermentato Yakult (Fig.4) ha avuto grande diffusione nei paesi orientali ma oggi è abbastanza conosciuto anche in Europa, e da oltre 80 anni non ha mai smesso di invogliare nuove ricerche sui probiotici, con oltre 200 studi scientifici pubblicati su riviste internazionali accreditate. Dopo diversi anni di consumo diffuso e di specifiche ricerche, le sue proprietà funzionali sono state valutate con attenzione.

*Figura 3 – Studi al microscopio del dott. Minoru Shirota (代田稔) [Fonte: www.yakult.it]*

la prima bottiglietta di "Yakult" entra in commercio (1935) — *Figura 4 – La prima bottiglietta di “Yakult” entra in commercio (1935) [Fonte: www.yakult.it]*

I probiotici e il L. casei Shirota

La definizione di probiotico ha subito diverse modifiche negli anni, ma quella ad oggi più diffusa è: “microrganismi vivi e vitali che, se somministrati in quantità adeguate, conferiscono un beneficio alla salute dell’ospite” (FAO/WHO, 2002. Guidelines for the evaluations of probiotics in Food). I ceppi probiotici, però, si distinguono da altri ceppi batterici anche della stessa specie per alcune caratteristiche come: sopravvivere e riprodursi negli ambienti acidi del tratto gastrointestinale, aderire alle pareti intestinali, produrre effetti benefici per la salute, rimanere vivi e vitali.

Molti studi hanno dimostrato che L. casei Shirota fornisce benefici alla salute umana attraverso: l’equilibrio del microbiota intestinale e quindi il miglioramento della funzione gastrointestinale. Inoltre, alcuni studi dimostrano che aiuta la prevenzione di infezioni, controllando le risposte infiammatorie e immunitarie.

Altre ricerche inoltre dimostrano che L. casei Shirota migliora i disturbi dell’umore negli anziani e diminuisce i sintomi di ansia nei pazienti con sindrome da stanchezza cronica. Secondo altri, L. casei Shirota però determina nell’intestino un aumento di lattobacilli e bifidobatteri, specie batteriche considerate benefiche e in aggiunta determina una riduzione dei batteri potenzialmente dannosi come: Enterobacteriaceae, Streptococchi, Stafilococchi, Pseudomonas, Prevotella.