Probiotyczna żywność funkcjonalna. Część druga

Bakterie probiotyczne działają wielokierunkowo i pełnią w organizmie wiele prozdrowotnych funkcji. Wpływają między innymi na modulowanie funkcji układu immunologicznego, biorą udział w procesach trawiennych, przyswajaniu witamin i mikroelementów z diety.

Są składową regulującą czynność osi mózgowo-jelitowej. Produkty probiotyczne i prebiotyczne, zaliczane do żywności funkcjonalnej wykazują liczne prozdrowotne właściwości. Ten typ żywności jest przeznaczony zarówno dla osób zdrowych (profilaktyka), jak i osób należących do grup ryzyka różnych rodzajów schorzeń.

Probiotyki i prebiotyki

Określenie „probiotyk” dotyczy preparatów lub produktów, które zawierają żywe komórki drobnoustrojów, poprawiają stan zdrowia człowieka i zwierząt. Wywierają korzystny efekt w obrębie jamy ustnej i przewodzie pokarmowym, w górnych drogach oddechowych lub w układzie moczowo-płciowym. Według Delzenne i Roberfroid’a w wybranych składnikach diety wprowadza się żywe bakterie w takiej formie i takiej ilości, aby przetrwały w górnym odcinku przewodu pokarmowego (przede wszystkim w żołądku i w dwunastnicy), a następnie zasiedliły się i były aktywne w jelicie grubym.

Przykładem bakterii probiotycznych są: Lactobacillus reuteri – różne szczepy, Lactobacillus gasseri szczep ADH,  Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei rhamnosus szczep GC, Lactobacillus casei – różne szczepy, Lactobacillus plantarum 299, Bifidobacterium, Saccharomyces boulardi. Ogromna zmienność międzyszczepowa w obrębie jelitowych gatunków bakterii probiotycznych, istnienie wielu biotypów Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium bifidum czyinnych gatunków tego rodzaju narzuca konieczność precyzowania, jaki szczep jest wprowadzany do preparatów czy produktów fermentowanych. Właściwości te są bowiem związane ze szczepem, a nie gatunkiem bakterii.

W 1995 roku Gibson i Roberfroid użyli po raz pierwszy określenia prebiotyk w odniesieniu do grupy składników żywności, które nie ulegają strawieniu w przewodzie pokarmowym człowieka, korzystnie wpływają na organizm gospodarza przez selektywną stymulację wzrostu i aktywności jednego lub niewielkiej liczby gatunków bakteryjnych, a szczególnie bakterii probiotycznych w okrężnicy. W efekcie może to poprawić stan zdrowia gospodarza. Przykładem prebiotyku jest inulina występująca w licznych owocach i warzywach (cebuli, czosnku, porze, szparagach, karczochach, cykorii). Związek ten, będący polimerem glukozy i fruktozy, w większych stężeniach tworzy żel, który przy 50% stężeniu inuliny jest twardy, ale posiada teksturę podobną do tłuszczu. Dzięki tym właściwościom inulina może być stosowana w produktach żywnościowych jako zamiennik tłuszczu.

W chwili obecnej za najkorzystniejsze uznaje się stosowanie preparatów lub produktów fermentowanych przez bakterie probiotyczne z dodatkiem odpowiednich oligosacharydów.  Takie preparaty, zawierające probiotyk i prebiotyk, określa się mianem synbiotyków. Podejście to jest szczególnie ważne w dalszym rozwoju żywności funkcjonalnej.

Probiotyki jako żywność funkcjonalna

Ze względu na rosnącą świadomość znaczenia flory jelitowej, obserwujemy intensywny rozwój produkcji nowych rodzajów żywności fermentowanej, zarówno pochodzenia zwierzęcego, jak i roślinnego. Do fermentacji tych surowców stosuje się szczepy bakterii fermentacji mlekowej o udokumentowanych właściwościach probiotycznych, z gatunków Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus paracasei czy bakterii z rodzaju Bifidobacterium. Podczas rozpatrywania potencjalnych terapeutycznych wartości preparatów probiotycznych i produktów fermentowanych z udziałem mikroflory jelitowej istotne jest, aby produkt zawierał dostateczną liczbę żywych i aktywnych komórek w chwili spożycia (minimalnie 10⁶ komórek/cm³ produktu).

Proces wytwarzania probiotycznej żywności funkcjonalnej stanowi technologiczne wyzwanie, ponieważ podczas etapu produkcji i przechowywania istotnych jest szereg czynników mogących mieć wpływ na stabilizację żywotności organizmów probiotycznych, którym należy przeciwdziałać. Ważny z punktu widzenia konsumenta jest także fakt zachowania właściwości sensorycznych produktu.

Asortyment żywności funkcjonalnej sukcesywnie staje się coraz bardziej różnorodny, dopasowany do wymagań i potrzeb konsumentów. Przykłady form probiotycznej i synbiotycznej żywności funkcjonalnej to między innymi jogurty, kefiry, acidofilne mleko, lody probiotyczne fermentowane i niefermentowane soki i napoje warzywne i owocowe zawierające żywe kultury bakterii fermentacji mlekowej. Zbadana została zależność rozwoju i przeżywalności pałeczek fermentacji mlekowej z rodzaju Lactobacillus w soku aloesowym, potęgując tym właściwości stymulacji układu odpornościowego człowieka. Dodatek bakterii probiotycznych do żywności znalazł zastosowanie także w produkcji przetworów mięsnych – surowych długo dojrzewających wędlin oraz kiełbas. Przyczynia się nie tylko do poprawy właściwości sensorycznych produktów, ale także – poprzez powstawanie bakteriostatycznych i bakteriobójczych metabolitów szczepów probiotycznych – do zahamowania rozwoju niepożądanej patogennej mikroflory (E. coli, S. aureus).

Wpływ żywności probiotycznej na zdrowie człowieka

Istnieje wiele dowodów naukowych wskazujących na wpływ probiotyków na zachowanie stabilności i odpowiedniej równowagi mikroflory jelitowej, zapobieganie rakowi okrężnicy oraz innym przewlekłym stanom zapalnym przewodu pokarmowego. Ich suplementacja często stanowi terapię różnych typów biegunki. Odpowiadają za modulowanie funkcji układu immunologicznego, zwiększając odporność na infekcje spowodowane przez patogeny.

Częstość występowania alergii pokarmowej sukcesywnie wzrasta, jednak skuteczne środki zapobiegawcze i terapeutyczne wciąż pozostają ograniczone. Według niedawnych badań bakterie probiotyczne mogą wspomagać tą terapię. Inne badania wykazały, że podawanie żywych (w produktach fermentowanych) lub liofilizowanych preparatów bakterii Lactobacillus acidophilus i z rodzaju Bifidobacterium, w liczbie rzędu 10⁹—10¹² komórek dziennie, w czasie kilku tygodni może powodować wzrost liczby leukocytów, makrofagów, limfocytów, komórek plazmatycznych, wzrost aktywności fagocytamej leukocytów, zwiększenie aktywności makrofagów i limfocytów, a także zwiększenie poziomu g-interferonu i immunoglobuliny A w surowicy krwi.

Probiotyki zawarte w żywności funkcjonalnej (mleko sojowe fermentowane przez mieszaninę Bifidobacterium bifidum, Lactobacillus casei i Lactobacillus plantarum) mogą mieć wpływ na obniżenie parametrów hiperlipidemii wywołanej dietą wysokotłuszczową, skutkując obniżeniem przyrostu masy ciała, zahamowaniem akumulacji tłuszczu w komórkach wątroby oraz ograniczeniem produkcji szkodliwych reaktywnych form tlenu (ROS).

Jedną z korzyści włączenia do diety żywności probiotycznej jest zapobieganie lub leczenie stłuszczenia wątroby. Inną dolegliwością, której łagodzenie mogą wspomóc produkty probiotyczne jest zespół jelita drażliwego. Ponadto produkty probiotyczne powinny stanowić istotny element diety tych, którzy chcą stracić na wadze. Powinny być również istotnym elementem w menu osób zmagających się z chorobami układu oddechowego (bóle gardła, alergia, astma). Innym powodem, dla którego warto sięgać po tego rodzaju produkty jest poprawa pracy mózgu i koncentracji.

Prognozy na przyszłość

Popularność żywności wzbogacanej wzrasta w zaskakująco szybkim tempie. Prognozy wykazują wzrost światowego rynku żywności funkcjonalnej do wartości 192 miliardów dolarów w 2020 roku. Natomiast szeroko zakrojone badania Instytutu Millward-Brown SMG/KRC wykazały, że największe zainteresowanie żywnością funkcjonalną przejawiają kobiety poniżej 50-tego roku życia, najczęściej z wyższym wykształceniem, z pensją powyżej średniej krajowej oraz z dużych i średnich ośrodków miejskich. Co ważne, dokonywane przez nie wybory żywieniowe bardzo często przekładają się na dietę codzienną całych rodzin.

Z uwagi na spadek wraz z wiekiem liczby bifidobakterii w jelicie, korzystna wydaje się być zwiększona podaż zarówno pre-, jak i probiotyków właśnie wśród osób starszych, których liczba w społeczeństwie zwiększa się z każdym rokiem. Potwierdzono również istotną rolę suplementacji żywnością wzbogaconą w bakterie probiotyczne przez kobiety w ciąży i karmiące piersią. Niemowlęta z różnych przyczyn karmione sztucznie, powinny przyjmować mieszanki wzbogacone zarówno w prebiotyki, jak i probiotyki, tak by zapewniony był właściwy wzrost ich mikroflory jelitowej. Wspomoże to prawidłowy rozwój odporności niemowlęcia i być może w przyszłości ustrzeże przed chorobami układu sercowo-naczyniowego czy otyłością.

Za ciekawą perspektywę uznaje się również próby zastosowania prebiotyków i probiotyków w terapii chorób psychicznych, a wśród nich tych z szerokiego spektrum zaburzeń autystycznych. Jednakże wiąże się to z koniecznością przeprowadzenia większej ilości niezbędnych badań i wyselekcjonowania konkretnych szczepów bakterii o udowodnionym w badaniach klinicznych działaniu.

Nieprawidłowości w składzie mikroflory jelit mogą odgrywać również znaczącą rolę w etiopatogenezie wielu innych chorób, takich jak stany zapalne układu pokarmowego, zaburzenia odporności czy nawet nowotwory. Prozdrowotne efekty spożycia probiotyków wiążą się z ich terapeutycznym działaniem w przypadku tych schorzeń, co zostało udowodnione badaniami.

Nadal jednak daje się odczuć pewien niedosyt wiedzy na temat szerokich interakcji między mikroflorą jelitową i organizmem człowieka, a tym samym skojarzenia konkretnych szczepów bakterii z określonymi jednostkami chorobowymi. Stanowi to zatem motywację dla badaczy do dalszych poszukiwań. Ważną obserwacją jest to, że wraz z rozwojem nauki i wynikami kolejnych badań potwierdzają się prawdy znane od starożytności. O tym, że prawidłowa flora jelitowa wpływa korzystnie na stan organizmu nikt już nie dyskutuje. Współczesna nauka uznaje też kluczową rolę mikroorganizmów zasiedlających jelita w procesach fizjologicznych, takich jak wchłanianie składników odżywczych, wytwarzanie witamin czy wreszcie tworzenie pierwszej bariery przeciwko patogenom oraz kluczową rolę w odpowiedzi immunologicznej.

Dane te skłaniają do intensywnych prac nad żywnością funkcjonalną zawierającą probiotyki, jak i prebiotyki. Produkty tego typu odegrać mogą niebagatelną rolę w profilaktyce, jak i terapii wielu chorób z korzyścią dla indywidualnych osób, jak i całego społeczeństwa.

dr hab. n farm. Anna Oniszczuk,

mgr farm. Kamila Kasprzak

Katedra Chemii

Uniwersytet Medyczny w Lublinie

Piśmiennictwo:

1. Kołożyn-Krajewska D. (2001). Żywność probiotyczna w aspekcie bezpieczeństwa zdrowotnego. Żywność, 4 (Supl.), 93-105.
2. Grajeta H. (2004). Żywność funkcjonalna w profilaktyce chorób układu krążenia. Adv. Clin. Exp. Med., 13, 13, 503–510.
3. Begum P., Madhavi G., Rajagopal S., Viswanath B.,  Razak M. (2017). Probiotics as functional foods: potential effects on human health and its impact on neurological diseases. Int. J Nutr. Pharmacol. Neurol. Dis., 7, 23-33.
4. Zhang X.I., Wu Y., Wang Y., Wang X., Piao C.  (2017). The protective effects of probiotic-fermented soymilk on high-fat diet-induced hyperlipidemia and liver injury. J Funct. Foods, 30, 220-227.
5. Tripathi M.K., Giri S.K.(2014). Probiotic functional foods: survival of probiotics during processing and storage. J Funct. Foods, 9, 225-241.
6. Kaur N., Pal Singh D. (2017). Deciphering the consumer behaviour facets of functional foods: a literature review. Appetite, 112, 167-187.
7. Romeo J., Nova E., Wärnberg J., Gómez-Martínez S., Díaz L.E. (2010). Immunomodulatory effect of fibres, probiotics and synbiotics in different life-stages. Nutr. Hosp., 25, 341-349.
8. Kapka-Skrzypczak L., Niedźwiecka J., Wojtyła A., Kruszewski M.(2012). Probiotics and prebiotics as a bioactive component of functional food. Pediatr. Endocrinol.. Diabetes Metab., 18, 79-83.