Що таке пребіотики (what are prebiotics), журнал без реклами довідник споживача

Фруктоолігосахаріди, ксілоолігосахаріди, арабіногалактоолігосахаріди, ізомальтоолігосахаріди, ізомальтулоза, лактулоза, галактоолігосахариді, рафінозі, стахиоза, гентіоолігосахаріди, циклодекстрини, палатіноза, ксілоглюкоолігосахаріди, стійкі крохмалі, харчові волокна, лектінани, гетероглюкани і ін.

Вітаміни та їх похідні

Пантотенова кислота, пантотенат, інозит

В останні роки проблеми пробіотиків приділяється велика увага. На конгресі в Брюсселі по пробіотиків було відзначено, що в даний час мікроби в організмі людини розглядаються як самостійний орган, який живить, очищає і захищає наш організм. Лакто і біфідобактерії регулюють процес травлення, беруть участь в синтезі вітамінів знижують рівень холестерину, підтримують нормальний баланс кишкової мікрофлори, знижують концентрацію потенційно небезпечного аміаку і амінів в крові, діють як імуномодулятори, мають протипухлинних активністю, розщеплюють атеросклеротичні бляшки і очищають стінки судин (3,4 , 5).

До самої просунутої на міжнародному ринку груп функціональних продуктів харчування відносять пробіотичні кисломолочні продукти. Біо продукти - нова генерація молочних продуктів, склад яких постійно ускладнюється, вони стають багатокомпонентними і мають задані функціональні властивості.
Перспективним напрямком є ​​використання з їжею і в технологіях виробництва біопродуктів стимуляторів росту та активності еубіотиків, особливо біфідо-і лактобактерій пребіотиків або промоторів. У сучасній літературі і термінології пребіотики визначають як незасвоювані компоненти їжі, здатні сприятливо впливати на здоров'я людини шляхом селективної стимуляції росту і активності одного або кількох родів корисних бактерій (6,7).
Використання природних пребіотиків дозволить, згідно прогностичної моделі нового покоління продуктів харчування, культивувати за рахунок внесення, наприклад, бифидус-фактора біфідобактерії в різних продуктах: кисломолочних, м'ясних, хлібобулочних, кондитерських, напоях, консервах і т.д.

Для того щоб якась речовина можна було охарактеризувати як пребиотик, воно повинно відповідати таким вимогам (5):
• Не гидролизоваться травними ферментами і не всмоктуватися в верхніх відділах шлунково-кишкового тракту;
• бути селективним субстратом для одного або декількох пологів корисних бактерій;
• володіти здатністю змінювати баланс кишкової мікрофлори в бік більш сприятливого для організму хазяїна складу;
• індукувати корисні ефекти не тільки на рівні шлунково-кишкового тракту, а й на рівні організму в цілому, тобто системні ефекти.

Поняття "пребиотик" не слід змішувати з поняттям так званої "кишкової їжі" - харчових речовин, які не гідролізуються і не всмоктуються у верхніх відділах шлунково-кишкового тракту. Кишкова їжа може служити субстратом для кішеч¬них мікробів, забезпечуючи організм енергією і ряд корисних речовин, але не має властивість селективної стимуляції поліз-ною мікрофлори. Тому можна сказати, що будь-який пребиотик - це кишкова їжа, але не всяка кишкова їжа є пребіотиків. Під промоторами розуміють речовини, здатні стимулювати зростання корисних мікробів в умовах бідної субстратами екосистеми товстого кишечника in vivo і необов'язково володіють подібною дією при їх культивуванні на поживних середовищах in vitro (8).
За своєю хімічною природою пребіотики вуглеводної, білкової природи, а також вітаміни та їх похідні.

Більшість пребіотиків, що володіють здатністю стимулювати біфідобактерії, відносяться до нейтральних цукрів. У ряді країн пребіотики виробляються в промисловому масштабі, при цьому більшу частину такої продукції становлять такі речовини, як фруктоолігосахаріди (ФОС), траноглікозілірованние олігосахариди (ТОС), лактулоза, соєві олігосахариди (COC) (9). Білкові і вітамінні пребіотики менш популярні в порівнянні з вуглеводними. В даний час існує чотири принципово різних напрямки промислового отримання пребіотиків. (Таблиця 2) .

Спосіб отримання пребіотиків

Фруктоолігосахаріди, ізомальтоолігосахаріди, лактулоза, циклодекстрини

Пребіотичні речовини виробляються з різних видів харчової сировини. Вони можуть бути екстрагованих з природних джерел (галактоолігосахариді соєвих бобів) або отримані біо-технологічним шляхом із застосуванням специфічних ефектів - карбогідраз. Джерелами їх отримання можуть служити також відходи і побічні продукти харчових виробництв: висівки, оболонки зернових, фруктова пульпа, жом цукрового буряку та тростини, макухи, картопляна витримка, кле-точні стінки рослин. Найбільш вивченими сьогодні пребіотиками є фруктоолігосахаріди, які зустрічаються у мно¬гіх рослинах, таких як топінамбур, цикорій, банани, інжир, цибуля та ін. Дослідження показали, що найбільш сприятливі умови для прояву біфірогенних властивостей ФОС і інуліну спостерігається при низьких значеннях рН. На видовому рівні як інулін так і ФОС по-різному утилізуються біфідобактеріями. Найбільш активно метаболизируют ці углево-ди В. intentis, В. catenulatum, В. angulatum і В. breve. Більшість ісследу¬емих біфідобактерій воліють використовувати як джерело енергії і вуглецю ФОС, віддаючи їм перевагу перед глюкозою (6,7).

Важливим елементом біотехнологічного отримання вуглеводних пребіотиків є викорис-тання специфічних ферментів спрямованої дії. З ферментів, які можуть бути ис-користані для їх отримання в Україні промислово випускаються # 61537; і β-глюкозидази, полігалактуронази, ендоглюконази і дргіе. У той же час є відомості про численних дослідженнях, спрямованих на пошук джерел і продуцентів фер¬ментов для біосинтезу пребіотіческіх ве-вин і на розробку технології їх застосування (10).

Дослідження механізмів дії карбогідраз показало складний і неоднозначний характер реакцій у окремих ферментів. Так, у трьох типів карбогідраз можуть по-різному проявлятися два типи синтетичних процесів: конденсація і трансглікозілірованіе (8). З цих двох типів реакцій глікозилювання виявилося найбільш ефективним.

Ізомальтулозу отримують з сахарози за допомогою β-фруктофу-ранозідази і # 61537; -глюкозілтрансферази (11). Галактоолігосахариді з лактози за допомогою β-галактозидази, лактулозу - з того ж матеріалу шляхом ізомеризації (12). Ксілоолігосахаріди і агароолігосахаріди - з відповідних полісахаридів шляхом ферментативного гідролізу (13). Циклодекстрини успішно отримують з використанням ферменту ціклодекстрінглюкозілтранс-ферази (14).

Дослідження, спрямовані на вивчення шляхів отримання пре¬біотіческіх речовин і їх при-трансформаційних змін, проводяться на кафедрі біохімії і мікробіології ОГАПТ.
Нами отримано ксілоолігосахаріди шляхом часткового гідролізу Ксилон пшеничних, житніх і вівсяних висівок з використанням ферменту ендоксіланази з Aspergillus oryzae (15). Синтезовані фруктоолігосахаріди (1-кестоза, 6-кестоза і на похідні) з викорис-танням ферменту β-фруктозілтрансферази з Aureobasidium pullulans. Як субстра¬тов пе-реноса залишків фруктози при цьому використовували сахарозу. Фруктоолігосахаріди були отримані в результаті реакції трансглікозелірованія (11).

Однією з перспективних груп вуглеводних пребіотиків вважається група ізомальтоолігосаха-рідов (ІМОС). За хімічною природою це олігомери глюкози, в яких мономерні ланки пов'язані А- (1-6) -глікозидними зв'язками. Розгалужені ІМОС со¬держат і інші види зв'язку, наприклад А- (1-4)-зв'язку.
Ступінь полімеризації найбільш поширених представників групи ІМОС - від 2 до 5. Нами отримано також ферментний препарат з транглікозілазной активністю, здатної до биоконверсии мальтози в ІМОС. Продуктами биоконверсии в цьому випадку є суміші олігосаха-рідов, що представляють сиропи, що містять 60% сухих речовин. Ці сиропи містять 10-35% па-нози, ізомальтріози і інших триоз, 5-15% ізомальтотетраози і інших олігосахаридів (5).
ІМОС відрізняються високою промоторной активністю по відношенню до біфідобактеріям, м'я-ким смаком і достатньою солодкістю (близько 40% від солодощі сахарози), низькою каріесогенним, а також високою термостабильностью і водоудерживающей здатністю, що дозволяє застосовувати їх в якості підсолоджувальних у виробництві напоїв, хлібобулочних та кондитерських виробів, сухого молока і молочних сумішей, кисломолочних продуктів, морозива і т.п. (16,17).
Всі продукти, що містять досить високі кількості пребіотіческіх речовин, вважаються функціональними піщеви¬мі продуктами, придатними для оздоровчо-лікувальних цілей.

До однієї з найбільш просунутих на Україні груп функціональних продуктів відносяться про-біотичні кисломолочні продукти, що містять пребіотики. Так, в даний час в Україні проводиться кефір «Лактонія», збагачений лактулозою. Поруч іссле¬дованій (17,18) показано, що молочні продукти, збагачені лактулозою, на відміну від звичайних кисломолочних продуктів, облада¬ют вираженими біфідогеннимі властивостями, помітно підвищують популяційний рівень лактобацил і покращують загальний стан організму, включаючи мікроекологію кишечника. При цьому знижується рН вмісту кишечника, що зменшує число гнильних бактерій і відповідно утворення токсичного аміаку.

Подальше вдосконалення отримання пребіотіческіх речовин неможливо без розуміння їх ролі в процесі нормалізації мікрофлори кишечника людини. Сьогодні недостатньо знань про динаміку ферментації пребіотиків, взаємозалежність між їх хімічною структурою і ферментабільностью різними мікроорганізмами - еубіотиками. Неясна глибина ферментації і послідовність використання пребіотиків у відділах шлунково-кишкового тракту. Чи не вивчені механізми біфідо-генного ефекту пребіотіческіх речовин різної хімічної природи і вплив на нього продуктів метаболізму.
Результати досліджень фізіологічних ефектів пребіотиків стануть фундаментальною базою для створення нових пробіотичних речовин, розширення технологічних прийомів їх отримання.

У роботі (18) показано, що лактулоза поступово стимулює зростання не тільки біфідобактерій, але і лактобацил.
У ОГАПТ розроблені нові сінбіотіческіе БАД, що містять мультипробіотичних компонент, що складається з 3-4 штамів представників нормальної мікрофлори і пребиотические вуглеводи (ІМОС, ФОС, СОС). Дія синбіотиків засноване на синергизме пробіотиків і пребіотиків, за рахунок якого найбільш ефективно не тільки імплантуються вводяться мікроорганізми - пробіотики в шлунково-кишковому тракті господаря, але і стимулюється його власна мікрофлора (17).
Значні перспективи має застосування сінбіотіческіх БАД і пребіотиків для збагачення хлібобулочних виробів, соків, напоїв, консервів, м'ясних виробів, концентратів (19).