Published October 19, 2023 | Version v1
Publication Open

Structural characterization, biofunctionality, and environmental factors impacting rheological properties of exopolysaccharide produced by probiotic Lactococcus lactis C15

Creators

  • 1. United Arab Emirates University
  • 2. Zagazig University
  • 3. Jordan University of Science and Technology
  • 4. New York University
  • 5. National University of Singapore
  • 6. Agency for Science, Technology and Research

Description

Exopolysaccharides (EPSs) possess distinctive rheological and physicochemical properties and innovative functionality. This study aimed to investigate the physicochemical, bioactive, and rheological properties of an EPS secreted by Lactococcus lactis subsp. lactis C15. EPS-C15 was found to have an average molecular weight of 8.8 × 105 Da and was identified as a hetero-EPS composed of arabinose, xylose, mannose, and glucose with a molar ratio of 2.0:2.7:1.0:21.3, respectively. The particle size and zeta potential represented 311.2 nm and - 12.44 mV, respectively. FITR exhibited that EPS-C15 possessed a typical polysaccharide structure. NMR displayed that EPS-C15 structure is → 3)α-d-Glcvi (1 → 3)α-d-Xylv (1 → 6)α-d-Glciv(1 → 4)α-d-Glc(1 → 3)β-d-Man(1 → 2)α-d-Glci(1 → . EPS-C15 scavenged DPPH and ABTS free radicals with 50.3% and 46.4% capacities, respectively. Results show that the antiproliferative activities of EPS-C15 revealed inhibitions of 49.7% and 88.1% against MCF-7 and Caco-2 cells, respectively. EPS-C15 has antibacterial properties that inhibited Staphylococcus aureus (29.45%), Salmonella typhimurium (29.83%), Listeria monocytogenes (30.33%), and E. coli O157:H7 (33.57%). The viscosity of EPS-C15 decreased as the shear rate increased. The rheological properties of the EPS-C15 were affected by changes in pH levels and the addition of salts. EPS-C15 is a promising biomaterial that has potential applications in various industries, such as food, pharmaceuticals, and healthcare.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تمتلك عديدات السكاريد الخارجية (EPSs) خصائص انسيابية وفيزيائية كيميائية مميزة ووظائف مبتكرة. تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في الخصائص الفيزيائية الكيميائية والنشطة بيولوجيًا والريولوجية لـ EPS التي يفرزها Lactococcus lactis subsp. lactis C15. تم العثور على EPS - C15 بمتوسط وزن جزيئي يبلغ 8.8 × 105 دا وتم تحديده على أنه EPS غير متجانس يتكون من أرابينوز، زيلوز، مانوز، وجلوكوز بنسبة مولارية تبلغ 2.0:2.7: 1.0:21.3، على التوالي. يمثل حجم الجسيمات وجهد زيتا 311.2 نانومتر و -12.44 مللي فولط، على التوالي. أظهر فطر أن EPS - C15 يمتلك بنية عديد السكاريد النموذجية. أظهر الرنين المغناطيسي النووي أن بنية EPS → - C15 هي 3) α - d - Glcvi (1 → 3) α - d - Xylv (1 → 6) α - d - Glciv (1 → 4) α - d - Glc (1 → 3) β - d - Man (1 → 2) α - d - Glci (1→. مسح EPS - C15 الجذور الحرة DPPH و ABTS بقدرات 50.3 ٪ و 46.4 ٪ على التوالي. أظهرت النتائج أن الأنشطة المضادة للتكاثر لـ EPS - C15 كشفت عن مثبطات بنسبة 49.7 ٪ و 88.1 ٪ ضد خلايا MCF -7 و Caco -2، على التوالي. EPS - C15 له خصائص مضادة للبكتيريا تثبط المكورات العنقودية الذهبية (29.45 ٪)، السالمونيلا التيفية (29.83 ٪)، الليستريا المستوحدة (30.33 ٪)، والإشريكية القولونية O157:H7 (33.57 ٪). انخفضت لزوجة EPS - C15 مع زيادة معدل القص. تأثرت الخصائص الانسيابية لـ EPS - C15 بالتغيرات في مستويات الأس الهيدروجيني وإضافة الأملاح. EPS - C15 هي مادة حيوية واعدة لها تطبيقات محتملة في مختلف الصناعات، مثل الأغذية والأدوية والرعاية الصحية.

Translated Description (French)

Les exopolysaccharides (EPS) possèdent des propriétés rhéologiques et physicochimiques distinctives et une fonctionnalité innovante. Cette étude visait à étudier les propriétés physico-chimiques, bioactives et rhéologiques d'un EPS sécrété par Lactococcus lactis subsp. lactis C15. L'EPS-C15 s'est avéré avoir un poids moléculaire moyen de 8,8 × 105 Da et a été identifié comme un hétéro-EPS composé d'arabinose, de xylose, de mannose et de glucose avec un rapport molaire de 2,0:2,7:1,0:21,3, respectivement. La taille des particules et le potentiel zêta représentaient 311,2 nm et - 12,44 mV, respectivement. FITR a montré que l'EPS-C15 possédait une structure polysaccharidique typique. La RMN a montré que la structure → EPS-C15 est 3) α-d-Glcvi (1 → 3) α-d-Xylv (1 → 6)α-d-Glciv (1 → 4)α-d-Glc (1 → 3)β-d-Man (1 → 2)α-d-Glci(1→. L'EPS-C15 a éliminé les radicaux libres DPPH et ABTS avec des capacités de 50,3 % et 46,4 %, respectivement. Les résultats montrent que les activités antiprolifératives de l'EPS-C15 ont révélé des inhibitions de 49,7 % et 88,1 % contre les cellules MCF-7 et Caco-2, respectivement. L'EPS-C15 a des propriétés antibactériennes qui inhibent Staphylococcus aureus (29,45 %), Salmonella typhimurium (29,83 %), Listeria monocytogenes (30,33 %) et E. coli O157 :H7 (33,57 %). La viscosité de l'EPS-C15 diminue à mesure que le taux de cisaillement augmente. Les propriétés rhéologiques de l'EPS-C15 ont été affectées par les changements de pH et l'ajout de sels. L'EPS-C15 est un biomatériau prometteur qui a des applications potentielles dans diverses industries, telles que l'alimentation, les produits pharmaceutiques et les soins de santé.

Translated Description (Spanish)

Los exopolisacáridos (EPS) poseen propiedades reológicas y fisicoquímicas distintivas y una funcionalidad innovadora. Este estudio tuvo como objetivo investigar las propiedades fisicoquímicas, bioactivas y reológicas de un eps secretado por Lactococcus lactis subsp. lactis C15. Se encontró que EPS-C15 tenía un peso molecular promedio de 8.8 × 105 Da y se identificó como un hetero-EPS compuesto por arabinosa, xilosa, manosa y glucosa con una relación molar de 2.0:2.7:1.0:21.3, respectivamente. El tamaño de partícula y el potencial zeta representaron 311.2 nm y - 12.44 mV, respectivamente. FITR mostró que EPS-C15 poseía una estructura de polisacárido típica. La RMN mostró que la estructura → EPS-C15 es 3) α-d-Glcvi (1 → 3) α-d-Xylv (1 → 6)α-d-Glciv (1 → 4)α-d-Glc (1 → 3)β-d-Man(1 → 2)α-d-Glci(1→. EPS-C15 eliminó los radicales libres DPPH y ABTS con 50.3% y 46.4% de capacidades, respectivamente. Los resultados muestran que las actividades antiproliferativas de EPS-C15 revelaron inhibiciones del 49.7% y 88.1% contra las células MCF-7 y Caco-2, respectivamente. EPS-C15 tiene propiedades antibacterianas que inhiben Staphylococcus aureus (29.45%), Salmonella typhimurium (29.83%), Listeria monocytogenes (30.33%) y E. coli O157:H7 (33.57%). La viscosidad de EPS-C15 disminuyó a medida que aumentaba la velocidad de cizallamiento. Las propiedades reológicas del EPS-C15 se vieron afectadas por los cambios en los niveles de pH y la adición de sales. EPS-C15 es un biomaterial prometedor que tiene aplicaciones potenciales en diversas industrias, como la alimentaria, farmacéutica y sanitaria.

Files

s41598-023-44728-w.pdf.pdf

Files (1.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b631aa58fe308b81b3d3338032e06c7a
1.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التوصيف الهيكلي، والوظائف الحيوية، والعوامل البيئية التي تؤثر على الخصائص الانسيابية لعديد السكاريد الخارجي الناتج عن المكورات اللبنية البروبيوتيكية C15
Translated title (French)
Caractérisation structurelle, biofonctionnalité et facteurs environnementaux impactant les propriétés rhéologiques de l'exopolysaccharide produit par le probiotique Lactococcus lactis C15
Translated title (Spanish)
Caracterización estructural, biofuncionalidad y factores ambientales que afectan las propiedades reológicas del exopolisacárido producido por el probiótico Lactococcus lactis C15

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4387781824
DOI
10.1038/s41598-023-44728-w

Is supplement to
https://openalex.org/W746328810 (Other)
https://openalex.org/W4377938894 (Other)
https://openalex.org/W2561457705 (Other)
https://openalex.org/W2530625466 (Other)
https://openalex.org/W2372237944 (Other)
https://openalex.org/W2137794808 (Other)
https://openalex.org/W2076741801 (Other)
https://openalex.org/W1992139372 (Other)
https://openalex.org/W190524510 (Other)
https://openalex.org/W1544055441 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Egypt

References

  • https://openalex.org/W1984606824
  • https://openalex.org/W2004400025
  • https://openalex.org/W2047213874
  • https://openalex.org/W2087544447
  • https://openalex.org/W2094496765
  • https://openalex.org/W2331709669
  • https://openalex.org/W2478792723
  • https://openalex.org/W2575763462
  • https://openalex.org/W2589123292
  • https://openalex.org/W2614715581
  • https://openalex.org/W2726447530
  • https://openalex.org/W2726983956
  • https://openalex.org/W2734740963
  • https://openalex.org/W2768428608
  • https://openalex.org/W2793314612
  • https://openalex.org/W2799957723
  • https://openalex.org/W2806622749
  • https://openalex.org/W2898810989
  • https://openalex.org/W2902026272
  • https://openalex.org/W2937181625
  • https://openalex.org/W2938061920
  • https://openalex.org/W2951461777
  • https://openalex.org/W2980904096
  • https://openalex.org/W2982299340
  • https://openalex.org/W2983891775
  • https://openalex.org/W2999367928
  • https://openalex.org/W3001799239
  • https://openalex.org/W3016360214
  • https://openalex.org/W3039063884
  • https://openalex.org/W3043186230
  • https://openalex.org/W3093965769
  • https://openalex.org/W3094315550
  • https://openalex.org/W3112515984
  • https://openalex.org/W3113077016
  • https://openalex.org/W3120763681
  • https://openalex.org/W3161641544
  • https://openalex.org/W3162209145
  • https://openalex.org/W3162369158
  • https://openalex.org/W3167537972
  • https://openalex.org/W3207640508
  • https://openalex.org/W3214979609
  • https://openalex.org/W4200127036
  • https://openalex.org/W4206529918
  • https://openalex.org/W4214631402
  • https://openalex.org/W4281390207
  • https://openalex.org/W4289526157
  • https://openalex.org/W4293097077