Probiotyki i ich znaczenie cz. 3

Źródła probiotyków w codziennej diecie

Efekt działania bakterii probiotycznych na organizm człowieka nie zależy jedynie od szczepu, lecz także od nośnika (matrycy), w którym znajdują się bakterie.

Matryca ta musi zapewnić probiotykom wysoką żywotność w trakcie przechowywania, zachowanie aktywności w każdym odcinku przewodu pokarmowego i w miejscu ich działania. Na rynku dostępne są różnorodne formy produktów zawierających probiotyki [9]. Formy produktów zostały przedstawione w tabeli 1.

Forma produktu zawierającego probiotyki	Źródło
konwencjonalna żywność fermentowana z dodatkiem bakterii probiotycznych (jogurty, kefir). Dostarcza ona oprócz bakterii probiotycznych także ich metabolity	6
fermentowane produkty sojowe z udziałem bakterii probiotycznych	15
soki warzywne lub owocowe sumplementowane lub fermentowane bakteriami probiotycznymi	16
mięsne produkty probiotyczne (głównie wędliny, niepoddane ogrzewaniu)	3, 13
wyroby cukiernicze (lody, czekolady, cukierki, gumy do żucia) z dodatkiem bakterii probiotycznych	2, 8, 14
mleko w proszku dla niemowląt z liofilizowanymi bakteriami probiotycznymi,	4, 7
fermentowane produkty zbożowe	15
suplementy diety	11
preparaty farmaceutyczne	1
słomki pokryte od wewnątrz proszkiem/olejem zawierającym probiotyki	15
nakrętki na butelkę z pęcherzykiem zawierającym probiotyk w proszku (rysunek 1)	15

Stężenie bakterii w takich produktach wynosi od kilku milionów do kilku miliardów na dawkę. W liofilizowanych preparatach farmaceutycznych stosuje się dawki o gęstości od 10¹⁰ do 10¹¹ komórek/g produktu [1], w mleku w proszka dla niemowląt około 10⁷ komórek/g [4], produktach mleczarskich około 10⁴-10⁷ [10], lodach około 10⁷ komórek/g [14], sokach owocowych i warzywnych około 10⁶-10⁷ komórek/100 cm³ [16], a w czekoladach około 10⁷ liofilizoanych komórek/g [2].

Produkty probiotyczne dostępne na rynku to przede wszystkim produkty mleczne. Są one idealnym nośnikiem probiotyków, ponieważ mleko jest naturalnym środowiskiem występowania bakterii fermentacji mlekowej jest także idealną pożywką dla wszystkich bakterii probiotycznych, dodatkowo zapewnia buforowanie treści żołądka i lepsze przeżycie bakterii podczas lokacji przez przewód pokarmowy [7]. Jednak nie wszystkie fermentowane produkty mleczne można zaliczyć do żywności probiotycznej, z tego powodu wyróżniamy cztery generacje fermentowanych napojów mlecznych [12]:

I generacja – Fermentacja spontaniczna, zapoczątkowana kwaszącą mikroflorą zakażającą mleko (wiele tysięcy lat temu)
II generacja – Fermentacja w wyniku szczepienia bakteriami mlekowymi (ok. 1900r.),
III generacja – Fermentacja lub suplementacja jelitowymi bakteriami mlekowymi (ok. 1980r.),
IV generacja – Fermentacja bakteriami probiotycznymi o udokumentowanych cechach zdrowotnych (ok. 1990 r.).

Mleczne napoje fermentowane zgodnie z definicją Międzynarodowej Federacji Mleczarskiej są produktami otrzymanymi z mleka pełnego oraz całkowicie lub częściowo odtłuszczonego, zagęszczonego lub regenerowanego z proszku, poddanego procesowi fermentacji przez specyficzne kultury bakteryjne powodujące wzrost kwasowości i koagulację mleka. Wśród asortymentu mlecznych napojów fermentowanych najpopularniejsze to: mleko kwaśne, yakult, jogurt, kefir, kumys, mleko acidofilne i mleko bifidusowe [5].

Tradycyjny jogurt produkowany jest z mleka pasteryzowanego poddawanego fermentacji mlekowej. Bakterie powodujące fermentacje to Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus i Streptococcusthermophilus, w jogurtach nowej generacji dodawane są także bakterie probiotyczne: Lactobacillusacidophilus i Bifidobacterium. Podczas fermentacji zmieniane są właściwości mleka: częściowo rozkładana jest laktoza, wzrasta strawność białek mleka, uwalniane zostają kwasy tłuszczowe, zwiększa się przyswajalność wapnia, żelaza i fosforu, zwiększa się zawartość witaminy B₁₂ i folianów, następuje także wytworzenie kwasu mlekowego, octowego i bakteriocyn oraz β-galaktozydazy (rozkłada laktozę w jelicie cienkim). Duża zawartość składników odżywczych, składników mineralnych i witamin oraz ich wysoka wchłanialność, a dodatkowo dzięki zastosowaniu w produkcji bakterii probiotycznych jogurty odznaczają się dużą wartością zdrowotną [12].

Kefir jest to mleko fermentowane zawierające użytą do fermentacji charakterystyczną mikroflorę ziaren kefirowych z gatunku Lactobacilluskefir, rodzaju Leuconostoc, rodzaju Lactococcus i Acetobacter oraz drożdże fermentujące laktozę – Kluyveromycesmarxianus i niefermentujące laktozy Saccharomyces unisporus, Saccharomycescerevisiae, Saccharomycesexiguus, żyjące w ścisłej symbiozie. Powstaje on w wyniku fermentacji mlekowo-alkoholowej w wyniku działania mikroorganizmów zawartych w ziarnach kefirowych (grzybkach kefirowych, rysunek 1). Kefir jest bogaty w białko, witaminy z grupy B, wapń, fosfor, aminokwasy, witaminę K, D, biotynę oraz kwas mlekowy i niewielkie ilości etanolu. Pozytywne działanie kefiru jest związane z probiotykami w nim zawartymi o udowodnionym działaniu zdrowotnym na organizm człowieka [12].

Kumys jest napojem fermentowanym wytwarzanym z mleka klaczy, wielbłądzicy lub oślicy. Nazywany jest mlecznym winem. W kumysie znajdują się następujące bakterie probiotyczne: Lactococcuslactis, Lactobacillusacidophilus, Thermnobacteriumbulgaricum. W Mongolii i Rosji uznawany jest za skuteczny lek w chorobach płuc, przy zatruciach mięsem i szkorbucie [12].

Mleko kwaśne jest tradycyjnym produktem uzyskiwanym podczas spontanicznej fermentacji mikroflory rodzimej mleka, której główny gatunek to Lactococcuslactis subsp. lactis. Mleko acidofilne natomiast powstaje w wyniku fermentacji prowadzonej przez bakterie Lactobacillusacidophilus, które mają szczególną funkcję prozdrowotną i dużą zdolność zasiedlania przewodu pokarmowego człowieka. W produkcji mleka bifidusowego natomiast używa się bakterii z rodzaju Bifidobacterium, w celu ułatwienia przeprowadzenia fermentacji stosuje się dodatkowo substancje bifidogenne (enzymatyczny hydrolizat kazeiny, sok marchwiowy, wyciąg z drożdży) [12].

Do najczęściej używanych surowców roślinnych przeznaczonych do fermentowania zalicza się produkty sojowe, zbożowe oraz warzywa i owoce [15].

Nasiona soi są bogatym źródłem wysokowartościowego białka roślinnego, decyduje o tym skład aminokwasów oraz wysoka zawartość żelaza i witamin z grupy B. Soja również zawiera składniki bioaktywne takie jak izoflawony, jednak zawiera one także substancje antyodżywcze (inhibitory trypsyny) dlatego surowiec ten wymaga odpowiedniego przygotowania do spożycia. Przetworzone produkty sojowe są dobrym nośnikiem probiotyków ze względu na naturalne pH oraz wysoką zawartość węgla i azotu. Dobry wzrost probiotyków ponadto może być związany z zawartością oligosacharydów sojowych (rafinoza). Do produkcji produktów sojowych z zawartością probiotyków używa się przede wszystkim bakterii z rodzaju Lactobacillusacidophilus, Lactobacilluscasei, Bifidobacteriumlongum (napój sojowy, mleko sojowe, serek sojowy). Fermentowane produkty sojowe mogą zmniejszać ryzyko wystąpienia nadciśnienia i hormonozależnych chorób (rak piersi, rak prostaty, osteoporoza) [15].

Zboża są zasobne w substancje odżywcze, biologicznie czynne oraz błonnik. W różnych regionach świata różne surowce zbożowe poddaje się fermentacji probiotykami, łączą one w sobie korzystne właściwości bioaktywnych składników zbóż, jak i mikroorganizmów. W produkcji stosuje się głównie Lactobacillusplantarum, Lactobacillusrhamnosus, Lactobacillusacidophilus, w napojach na bazie owsa, chlebie oraz w boza – napoju bałkańskim. Boza jest tradycyjnym napojem krajów bałkańskich, wytwarzanym m.in. z kukurydzy, pszenicy, prosa i innych dodatków (rysunek 2). Chleb jest podstawowym produktem spożywczym w wielu krajach lecz wysoka temperatura pieczenia zabija mikroorganizmy. Jednak opracowano metodę wprowadzania żywych mikroorganizmów w formie mikrokapsułek z bakteriami Lactobacillusacidophilus w powłoce skrobiowej, dzięki temu nanoszona powłoka probiotyczna na powierzchnię częściowo upieczonego chleba wzbogaca go w te mikroorganizmy. Surowce zbożowe działają także ochronnie podczas pasażu przez przewód pokarmowy [15].

Warzywa i owoce zawierają w swoim składzie m.in. antyoksydanty, witaminy i błonnik pokarmowy, korzystnie wpływające na zdrowie człowieka. Jednym z głównych problemów w wytworzenia żywności probiotycznej z tych produktów jest ich niskie pH. Ważne jest dlatego odpowiedni dobór szczepów probiotyków odpornych na kwaśne środowisko [15, 16]. Przykładowe produkty warzywne i owocowe z udziałem probiotyków przedstawione zostały w tabeli 2.

Produkt owocowy/warzywny	Dodane probiotyki
Sok pomarańczowy i ananasowy	Lactobacillus casei, Lactobacillus rhamnosus, Bifidobacterium lactis,Lactobacillus salivarius
Przecier z dyni	Lactobacillus casei
Sok z kapusty	Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii
Sok marchwiowy	Lactobacillus acidopohilus

Jedną z najnowszych koncepcji stosowania probiotyków są surowo dojrzewające produkty mięsne. W ich produkcji wykorzystuje się głównie bakterie z rodzaju Lactobacilluscasei. Stosuje się je w surowo dojrzewających kiełbasach, bez wysokotemperaturowej obróbki. Charakterystyczny smak oraz zapach tych produktów powstaje podczas odpowiednio przeprowadzonego procesu fermentacji oraz wędzenia. Oprócz korzystnego wpływu na walory sensoryczne produktu, bakterie probiotyczne przyczyniają się do zahamowania rozwoju mikroflory patogennej. W technologii mięsnych wyrobów fermentowanych wymagany jest dodatek cukrów prostych niezbędnych do prawidłowego przebiegu fermentacji [13].

Bardzo ciekawym nośnikiem probiotyków są lody. Lody, ze względu na dużą zawartość substancji stałych (białka, tłuszczu i laktozy) w swoim składzie, są dobrą matrycą dla bakterii probiotycznych, także wartość pH (około 7) lodów tradycyjnych zapewnia przeżycie bakteriom probiotcznym. Niekorzystne działanie niskiej temperatury niwelowane jest poprzez użycie krioprotektantów, które zmniejszają uszkodzenie probiotyków podczas zamrażania. Do krioprotektantów zalicza się naturalne środowiska biologiczne, takie jak: mleko, serwatka, sacharydy, polialkohole, kwasy karboksylowe, aminokwasy, nukleotydy, polimery. Końcowy efekt ich działania zależy od rodzaju i koncentracji cukrów, rodzaju bakterii probiotycznych, temperatury i szybkości zamrażania oraz od czasu przechowywania. Obecnie zwiększa się przeżywalność probiotyków poprzez mikrokapsułkowanie [14]. Niestety w Polsce takie produkty są jeszcze bardzo trudno dostępne i mało popularne.

W ostatnich latach oprócz rozwoju żywności probiotycznej, obserwuje się ekspansję rynku probiotykami w postaci suplementów oraz preparatów farmaceutycznych. Ilość dostępnych komercyjnych preparatów probiotycznych stale rośnie, z czego większość z nich posiada status suplementów, a tylko niewiele z nich produktów leczniczych. W przypadku tego typu produktów zwłaszcza suplementów diety, ważne jest oszacowanie jakości tego typu produktów. Często zdarza się tak, iż tożsamość oraz liczba drobnoustrojów w pojedynczej dawce nie odpowiada informacji deklarowanej na opakowaniu, zazwyczaj jest niższa niż minimum niezbędna do wywołania jakiegokolwiek korzystnego efektu w przewodzie pokarmowym [11].

Literatura:

1. Bansal T., Garg S., 2008, Probiotics: From Functional Foods to Pharmaceutical Products, Current Pharmaceutical Biotechnology, 9, 267-287.
2. Coman M. M., Cecchini C., Verdenelli M. C., Silvi S., Orpianesi C., Cresci A., 2012, Functional foods as carriers for SYNBIO^®, a probiotic bacteria combination, International Journal of Food Microbiology, 157, 3, 346-352.
3. Dolatowski Z. J., Kołożyn-Krajewska D., 2010, Bakterie probiotyczne w produktach mięsnych, Przemysł Spożywczy, 64, 3, 21-25.
4. Dylus E., Buda B., Górska-Frączek S., Brzozowska E., Gamian A., 2013, Białka powierzchniowe bakterii z rodzaju Bifidobacterium, Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 67, 402-412.
5. Flaczyk E., Górecka D., Korczak J., Towaroznawstwo żywności pochodzenia zwierzęcego, Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, Poznań 2011.
6. Gawęcki J., Libudzisz Z., Mikroorganizmy w żywności i żywieniu, Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, Poznań 2010.
7. Jach M., Łoś R., Maj M., Malm A., 2013, Probiotyki – aspekty funkcjonalne i technologiczne, Postępy Mikrobiologii, 52, 2, 161-170.
8. Klichowska-Palonka M., Bachanek T., 2011, Kliniczne możliwości stosowania probiotyków ze szczególnym uwzględnieniem ich działania w jamie ustnej – przegląd piśmiennictwa, Dental and Medical Problems, 48, 3, 431-435.
9. Libudzisz Z., 2013, Różne formy występowania probiotyków, Żywność dla zdrowia, 18, 6, 8-11.
10. Litwińczuk Z., Metody oceny towaroznawczej surowców i produktów zwierzęcych, Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie, Lublin 2011.
11. Lutyńska A., Augustynowicz E., Wiatrzyk A., 2012 Problemy stosowania suplementów diety zawierających probiotyki, Problemy Higieny i Epidemiologii, 93, 3, 493-498.
12. Mojka K., 2013, Charakterystyka mlecznych napojów fermentowanych, Problemy Higieny i Epidemiologii, 94, 4, 722-729.
13. Neffe K., Kołożyn-Krajewska D., 2010, Możliwość zastosowania bakterii probiotycznych w dojrzewających produktach mięsnych, Żywność Nuka Technologia Jakość, 5, 72, 167-177.
14. Śliwińska A., Lesiów T., 2013, Lody jako żywność funkcjonalna – badania konsumenckie, Nauki Inżynierskie i Technologie 1, 8, 65-78.
15. Trząskowska M., 2013, Probiotyki w produktach pochodzenia roślinnego, Żywność Nuka Technologia Jakość, 4, 89, 5-20.
16. Zaręba D., Ziarno M., 2011, Alternatywne probiotyczne napoje warzywne i owocowe, Bromatologia i Chemia Toksykologiczna, 44, 2, 160-168.
17. https://bestinpackaging.com/2012/03/22/developments-in-dispensing-caps-an-overview-03/ – dostęp 22.11.2018r.
18. https://sklep.serowar.pl/pl/p/Grzybek-kefirowy-tybetanski-ziarna-zrob-wlasny-kefir/90 – dostęp 22.11.2108r.
19. https://smacznapyza.blogspot.com/2012/08/buza-czyli-napoj-z-kaszy-jaglanej.html – dostęp 22.11.2018r.