В последние годы в связи с глобальным загрязнением окружающей среды, неблагоприятной экологической ситуацией, широким применением химиотерапевтических препаратов, лучевой терапии отмечаются значительные сдвиги в микроэкологии, приводящие к патологии пищеварительной и иммунной систем организма, снижению колонизационной резистентности к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам.
Нарушение качественного и количественного состава микрофлоры кишечника и нарушение биологического равновесия между патогенной и полезной микрофлорой в организме в целом и в кишечнике в частности, называемое дисбактериозом, приводит к заболеваниям органов пищеварения, системы кроветворения, иммунной системы, развитию анемии, аллергизации организма и др. Дисбактериоз может встречаться при любом заболевании, его патогенетическое значение в развитии и поддержании ряда заболеваний как фактора, осложняющего течение основных процессов, многогранно. Еще древние китайцы говорили, что «все болезни от живота».
Термин «дисбактериоз» (старое название «Гнилостная или бродильная диспепсия») впервые был введен в 1916 году А. Nissle. У здорового человека желудочно-кишечный тракт представляет собой сбалансированную экологическую систему, сложившуюся в процессе эволюции и представленную большим количеством полезных для организма видов бактерий. В кишечнике здорового человека обитают около 85 % микроорганизмов это более 400 видов микроорганизмов, которые образуют сложную систему кишечного биоценоза. Такое большое количество микроорганизмов в кишечнике и их роль в поддержании постоянства внутренней среды организма обусловливают огромное значение проблемы дисбактериоза и его роль в различных патологических состояниях, связанных не только с заболеваниями органов пищеварения, но и других органов и систем организма.
Дисбактериоз обычно развивается в связи с нарушением кишечной микрофлоры, снижением нормальных бактерий, в результате чего ослабляются защитные силы организма, так как в результате освобождения экологических ниш от нормальных микроорганизмов возникает колонизация условно-патогенными бактериями. Нормальной флорой или нормофлорой называют соотношение разнообразных популяций микробов отдельных органов и систем, поддерживающее биохимическое, метаболическое и иммунологическое равновесие, которое необходимо для сохранения здоровья человека. Вся нормофлора взрослого человека насчитывает порядка 1014 клеток микроорганизмов, нормофлора толстого кишечника составляет 1011–1012 КОЕ/г фекалий или до 1,5 кг в высушенном состоянии. Нормофлора составляет конкуренцию патогенным микроорганизмам за счет связывания поверхностных рецепторов эпителиальных клеток кишечника, является неспецифическим стимулятором иммунной системы (приблизительно 60 % иммунных клеток организма находятся в слизистой оболочке кишечника), играет большую роль в метаболических процессах организма и поддержании их баланса, принимает участие в инактивации токсичных продуктов собственного обмена и поступающих из внешней среды. Кроме того, большинство представителей нормофлоры проявляют антагонизм в отношении патогенных микроорганизмов, и особенно сильно эти свойства выражены у бифидобактерий и молочнокислых палочек [5].
При дисбактериозе организм не может усваивать пищу полноценно, непереваренные продукты бродят и гниют, возникают ядовитые вещества (эндотоксины), которые всасываются из кишечника в кровь, приводя к непрерывному отравлению и перенапряжению организма, которому постоянно требуются силы для борьбы с интоксикацией. При этом уменьшается общая жизненная сила организма, нарушается обмен веществ, снижается иммунитет, организм существует на пределе своих возможностей. Малейших провоцирующих болезнь факторов достаточно для того, чтобы возникли хронические воспаления – основа многих болезней. Поэтому вопросы профилактики и лечения нарушений кишечного биоценоза являются объектом особого внимания, борьба с дисбактериозами становится все более актуальной, а разработка эффективных биопродуктов для восстановления нормальной микрофлоры рассматривается как один из путей повышения здоровья населения России [2, 5].
В настоящее время имеются многочисленные сведения о положительных результатах применения пробиотиков в комплексной терапии дисбактериоза кишечника. Впервые термин «пробиотики» был предложен в 1954 г. F. Vegio, который проводил сравнение различных соединений, обладающих как антимикробными, так и позитивными эффектами на кишечную микрофлору. В последующем Lilly и Stillwell в 1965 г. под термином «пробиотики» предложили понимать живые микроорганизмы, усиливающие рост других микроорганизмов.
В настоящее время микроорганизмы, используемые как пробиотики, классифицируют на 4 основные группы (табл. 1).
Таблица 1
Основные группы пробиотиков
|
Основные группы пробиотиков |
|||
|
1. Бактерии, продуцирующие молочную и пропионовую кислоты (рода Lactobacterium, Bifidobacterium, Enterococcus, Propionibacterium) |
2. Спорообразующие аэробы рода Bacillus |
3. Дрожжи, используемые в качестве сырья при изготовлении пробиотиков (Saccharomyces, Candida) |
4. Комбинации перечисленных организмов в группах 1, 2, 3 |
В целом к микроорганизмам, используемым для приготовления пробиотиков, относят: B.subtilis; B.adolescentis, B.bifidum, B.breve, B.infantis, B.longum; Enterococcus faecalis, E. faecium; Esherichia coli, L.acidophilus. L.casel, L.delbrueckii subsp. Bulgaricus: L.helveticus. L.fermentum, L.lactis, L.rhamnosus. L. salivarius, L.plantarum; Lactococcus spp; Leuconostoc spp; Pediococcus spp; Propionibacterium acnes; Saccharomyces boulardii: S.cremoris, S.lactis, S.salivarius subsp thermophilus; Clostridium bitiricum.
По мнению доктора медицинских наук, профессора, главного научного сотрудника ФБУН «Московский НИИ эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н. Габричевского» Шендерова Бориса Аркадьевича, наиболее соответствующим современному уровню знаний является следующее определение пробиотиков: «Пробиотики – это живые микроорганизмы и вещества микробного или иного происхождения, оказывающие при естественном способе введения благоприятные эффекты на физиологические функции, биохимические и поведенческие реакции организма хозяина через оптимизацию его микроэкологического статуса».
Наиболее изученными микроорганизмами данной группы являются лакто- и бифидобактерии, отличающиеся значительным видовым разнообразием. Лактобактерии (Lactobacillus species), в частности, могут быть представлены L. acidophilus, L. amylovorus, L. casei, L. crispatus, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. paracasei, L. plantarum и др.; бифидобактерии (Bifidobacterium species) – B. adolescentis, B. animalis, B. bifidum, B. breve, B. infantis, B. lactis, B. longum. Также пробиотическими свойствами обладают Enterococcus faecium, Lactococcus lactis, Leuconstoc mesenteroides, Pediococcus acidilactici, Sporolactobacillus inulinus, Streptococcus thermophilus. В последнее время в Российской Федерации ассортимент молочных биопродуктов с использованием пробиотических культур постоянно расширяется, что обосновано их положительным влиянием на здоровье человека [3, 7].
Однако в настоящее время действие нового европейского законодательства в области функциональных продуктов питания серьезно коснулось пробиотиков и пробиотических молочных продуктов, т.к. большинство утверждений об их пользе для здоровья было отвергнуто Европейской организацией по пищевой безопасности (EFSA). Так, например, компания Danone вынуждена была убрать для стран ЕС утверждения о полезности для пищеварения продукта Activia и помощи в укреплении иммунитета Actimel, поскольку эти утверждения в отношении пробиотиков в составе данных функциональных продуктов не одобрены EFSA. Таким образом, новое европейское законодательство, регламентирующее заявление о пищевой ценности и полезном эффекте функциональных пищевых продуктов, привело к серьезным изменениям на рынке [4]. Возможно, такое регламентирующее заявление было необходимо, так как в настоящее время появилась масса недобросовестных производителей, готовых ради материальной выгоды назвать любую, например, термизированную кисломолочную продукцию длительного хранения полезными для здоровья пробиотическими биопродуктами.
В то же время рынок функциональных продуктов питания активно развивается. По прогнозам экспертов Global Industry Analysts u Leatherhead Food Research, объем мирового рынка функциональных продуктов питания и напитков к 2015 г. достигнет 130 млрд долл., для сравнения: в 2011 г. объем рынка составлял 25,3 млрд долл. [4]. Обобщенный анализ рынка продуктов функционального питания на молочной основе позволяет их разделить на три основные группы:
1. Молочные продукты, обладающие пробиотическими и (или) пребиотическими свойствами: традиционные кисломолочные продукты, кисломолочные продукты, обогащенные бифидобактериями, продукты с пребиотиками (факторами роста пробиотиков) и обогащенные ксенобиотиками (сочетание пробиотика с пребиотиком).
2. Биологически активные добавки (БАД) к пище, которые включают БАД-нутрицевтики, БАД-пробиотики и БАД-парафармацевтики.
3. Продукты лечебного и лечебно-профилактического питания; детского и геродиетического питания; продукты для участников образовательного процесса (школьников, студентов и т.п.); продукты для спорта и фитнеса; молочные и молокосодержащие продукты со сбалансированным составом по основным нутриентам для детерминированных групп потребителей.
В настоящее время в производстве продуктов функционального питания сформировалось новое направление – корпоративное, призванное обеспечить алиментарную профилактику профессиональных заболеваний. Корпоративное питание для групп людей, объединенных по профессиональному принципу, разрабатывается на основе медико-биологических требований к рациону с учетом режима и условий профессиональной деятельности. Такое питание в производственных масштабах организовано в Газпроме, РАО ЕЭС [6]. Особое питание необходимо людям, находящимся в автономных условиях: населению отдаленных, труднодоступных (горных и северных) районов страны, туристам, альпинистам, космонавтам, военнослужащим флота и других подразделений. Рационы питания спецконтингента все более обогащаются блюдами сублимационной сушки, что уменьшает массу рациона и позволяет его сделать более разнообразным.
Сублимационная сушка продукта является одним из самых современных методов обратимого консервирования микроорганизмов и биопрепаратов, который обеспечивает наилучшее качество конечного продукта и высокую восстанавливаемость лактобактерий при минимальной продолжительности процесса и, соответственно, минимальных затратах. Раньше в пищевой промышленности лиофилизацию – сублимационную сушку ‒ использовали в основном для выполнения заказов военной, оборонной и космической отраслей, теперь она оказалась востребованной для приготовления продуктов премиум-класса.
В настоящее время лиофилизацию успешно используют для высушивания многих видов пищевых продуктов, ферментов, заквасок, чистых культур микроорганизмов, творога, сливок, кисломолочных продуктов и др. Продукты, высушенные этим способом, практически не изменяют своей пищевой и биологической ценности, структуры, цвета, способности к быстрому восстановлению. При герметической упаковке эти продукты длительное время сохраняют качество при нерегулируемых температурных условиях. Кисломолочные продукты сублимационной сушки представляют собой сухие порошки из мелких частиц различной формы и размеров, продолжительность восстановления сухих биопродуктов не более 20 мин. Сухие кисломолочные продукты сублимационной сушки после смешивания с водой и минутного набухания используют для непосредственного употребления в пищу. Естественно, таких продуктов на прилавках не хватает и такие продукты также крайне необходимы для труднодоступных (горных и северных) зон, дрейфующих станций за полярным кругом, геологоразведочным партиям, туристам, для создания пищевых резервов, а также для тех районов, где не налажена холодильная сеть.
Современный период развития человечества предъявляет новые требования к продуктам питания, снизилась доля физического труда, ухудшилась экологическая обстановка, проявляющаяся в накоплении в продуктах различных токсичных и мутагенных веществ, широко внедряется в медицинскую практику антибиотикотерапия, активная в отношении не только патогенной, но и нормальной микрофлоры, деятельность которой жизненно необходима для здоровья человека. Поэтому сублимированные биопродукты за счет уменьшения объема и массы удобны для хранение и необходимы для здоровья, так как за минимальное количество времени можно приготовить продукт с максимальной натуральностью и полезностью.
В связи с актуальностью создания и производства сублимированных биопродуктов для функционального питания в Омском государственном техническом университете совместно с ОНО «ВНИМИ-Сибирь» Россельхозакадемии была разработана технология производства сублимированного биопродукта нового поколения для функционального питания детей и взрослых (рисунок). Новый биопродукт вырабатывали на основе обезжиренного молока и специально созданного микробного консорциума молочнокислых бактерий, который обладает высокой антагонистической активностью по отношению к широкому спектру патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
Микробный консорциум был создан на основе комплекса пробиотических молочнокислых бактерий, так как согласно мнению многих исследователей и результатами наших исследований многоштаммовые закваски обладают высокой активностью и устойчивостью к неблагоприятным факторам среды в сравнении с заквасками, приготовленными на отдельных культурах [1]. Сухой биопродукт «Целебный» в зависимости от вида можно будет выпускать с добавлением сахара и сиропа шиповника. Использование в рецептуре сиропа шиповника придает продукту полезные свойства, так как сироп шиповника содержит большое количество витаминов: аскорбиновой кислоты (витамин С), рутина (витамин Р), флавоноидов, каротиноидов, дубильных и пектиновых кислот.
Сухой биопродукт «Целебный» представляет собой мелкодисперсный сыпучий порошок, имеет массовую долю влаги не более 4 %. Такой биопродукт после смешивания с водой и минутного набухания можно использовать для непосредственного употребления в пищу. После восстановления биопродукт «Целебный» имеет однородную сметанообразную консистенцию, цвет от кремового до светло-коричневого, равномерный по всей массе сгустка, обладает приятным чистым кисломолочным вкусом или вкусом и ароматом добавленного сиропа и может храниться в холодильнике не более 24 часов. 10 г (1 столовая ложка) сухого биопродукта «Целебный» содержит столько же клеток лактобактерий, сколько содержит 0,5 л жидкого биопродукта.
По статистическим данным, в России фактическое потребление молочных продуктов в последние годы резко снизилось, что привело к нарушениям в желудочно-кишечном тракте, как правило, связанным с дисбактериозом кишечника человека. Для того чтобы довести количество молочнокислых бактерий в кишечнике больного человека до уровня их у здорового, необходимо за короткий срок ввести с пищей около 50 млрд клеток молочнокислых бактерий, что соответствует 5–8 л кисломолочных продуктов. Ввести такое количество за короткий срок практически невозможно. Поэтому важную роль играют сухие препараты и биопродукты, содержащие большое количество ацидофильных молочнокислых палочек и других пробиотических молочнокислых бактерий, способных приживаться в желудочно-кишечном тракте человека. Новый биопродукт «Целебный» особо рекомендуется детям дошкольного и школьного возраста, студентам в периоды возможных вспышек острых кишечных заболеваний (летний период), а также в целях предупреждения развития и коррекции дисбактериоза, детям и взрослым, ослабленным и получающим длительную антибактериальную терапию.
Технологическая схема производства биопродукта «Целебный»
Рецензенты:
Лисин П.А., д.т.н., профессор кафедры «Технологии и оборудование пищевых производств», ФГБОУ ВПО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина», г. Омск;
Хамагаева И.С., д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Технология молочных продуктов. Товароведение и экспертиза товаров», ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления», г. Улан-Удэ.
Работа поступила в редакцию 15.01.2014.