Разработка технологий пробиотических продуктов из молочной сыворотки, ферментированной экзополисахаридпродуцирующими штаммами L. acidophilus тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.07, кандидат наук Маркелова, Вероника Витальевна

• Маркелова, Вероника Витальевна
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Маркелова, Вероника Витальевна

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Функциональные продукты питания

1.1.1 Пробиотики - физиологически функциональные пищевые

ингредиенты. Механизмы полезного действия пробиотиков

1.1.2 Характеристика ацидофильных лактобактерий

и их пробиотической активности

1.2 Экзополисахариды молочнокислых бактерий

1.2.1 Виды ЭПС и их функции

1.2.2 Структурно-функциональная характеристика ЭПС МКБ

1.2.3 Особенности биосинтеза ЭПС МКБ

1.2.4 Перспективы применения ЭПС-продуцирующих

штаммов МКБ при производстве пищевых продуктов

1.3 Характеристика молочной сыворотки как сырья для производства напитков и десертов функционального назначения

1.3.1 Пищевая и биологическая ценность молочной сыворотки

1.3.2 Классификация и краткая характеристика напитков

из молочной сыворотки

1.3.3 Использование молочной сыворотки как основ

для приготовления десертов

1.4 Заключение по обзору литературы

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования

2.2.1 Микробиологические методы анализа

2.2.2 Определение протеолитической активности методом

казеиновой преципитации

2.2.3 Физико-химические методы анализа

2.2.4 Метод выделения и очистки экзополисахаридов лактобацилл

(осаждение спиртом, очистка диализом)

2.2.5 Метод выделения и очистки экзополисахаридов лактобацилл (осаждение ацетоном)

2.2.6 Фенол-серный метод определения общего содержания Сахаров

2.2.7 Определение вязкости образцов нативной и ферментированной сыворотки, киселей

2.3 Статистическая обработка результатов

2.4 Схема проведения исследования

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ШТАММОВ LACTOBACILLUS ACIDOPHILUS

3.1 Исследование роста и метаболизма штаммов L. acidophilus

в молоке и молочной сыворотке

3.2 Протеолитическая активность штаммов L. acidophilus

при развитии в молоке и сыворотке

3.3 Исследование антагонистической активности штаммов лактобацилл

по отношению к грамположительным и грамотрицательным тест-культурам

3.4 Обобщение результатов исследования метаболической активности штаммов L. acidophilus и заключение о возможности их использования при производстве

пробиотических продуктов из молочной сыворотки

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВ

ЭКЗОПОЛИСАХАРИДОВ ЛАКТОБАЦИЛЛ

4.1 Количественное определение ЭПС лактобацилл

4.2 Исследование химического состава ЭПС лактобацилл

4.3 Изучение реологических свойств ЭПС лактобацилл

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И РЕЦЕПТУРФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ДЕСЕРТОВ ИЗ ФЕРМЕНТИРОВАННОЙ

СЫВОРОТКИ

S

I 5.1 Обоснование выбора наполнителей для приготовления десертов

■ 5.2 Краткая характеристика выбранных наполнителей

I 5.3 Исследование состава десертов из ферментированной молочной

3

4

2»

f

сыворотки, установление сроков годности

5.4 Описание технологического процесса производства десертов

ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ И РЕЦЕПТУР КИСЕЛЕЙ ИЗ ФЕРМЕНТИРОВАННОЙ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ

6.1 Строение и функциональные свойства семян льна

6.2 Обоснование использования семян льна для производства киселей

6.3 Разработка рецептур киселей из молочной сыворотки

6.4 Описание технологического процесса производства киселей из

ферментированной сыворотки

ВЫВОДЫ

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, ПРИНЯТЫХ В РАБОТЕ:

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологий пробиотических продуктов из молочной сыворотки, ферментированной экзополисахаридпродуцирующими штаммами L. acidophilus»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования

Проблема рационального и полного использования молочной сыворотки существует во всех странах с развитыми молокоперерабатывающими предприятиями. В России ежегодно в качестве побочного продукта образуется более 2,2 млн. т. творожной сыворотки; однако промышленной переработке подвергается всего около 30 %. Практикуемый на сегодня повсеместный слив ее в канализацию эквивалентен ежегодной потере 1,3 млн. т. молока. Один из способов экологизации молочной отрасли заключается в комплексном использовании всех компонентов молочной сыворотки [16].

Практически идея комплексного подхода к переработке молочной сыворотки реализуется посредством ферментации ее специально подобранными пробиотиче-скими штаммами молочнокислых бактерий (МКБ) Lactobacillus acidophilus.

В последние годы особое внимание уделяется скринингу заквасочных культур L. acidophilus, способных выделять в окружающую среду экзополисахариды (ЭПС). Данная особенность некоторых видов и штаммов лактобацилл приобрела статус промышленно ценного свойства, поскольку такие ЭПС могут быть использованы как в качестве натуральных биозагустителей, улучшающих реологические характеристики кисломолочных продуктов, так и выступать в роли факторов адгезии полезных микроорганизмов на стенках кишечника [6].

Преимущества использования штаммов МКБ, способных продуцировать экзополисахариды in situ (например, при производстве скандинавского вязкого йогурта «Viili» [112], низкожирных сортов сыра «Моцарелла», сметаны, йогурта [134] и других продуктов), состоят в увеличении продолжительности холодильного хранения, уменьшении синерезиса, улучшении текстуры и консистенции продуктов. Для обоснования безопасности применения ЭПС МКБ при изготовлении различных пищевых продуктов необходимы знания об их строении и свойствах. В связи с этим исследования, посвященные изучению структуры, физико-химических свойств ЭПС бактерий рода Lactobacillus являются актуальными и имеют значительный научный интерес и прикладное значение. Большой вклад в исследование

строения и свойств, методов выделения и очистки таких биополимеров внесли зарубежные и отечественные ученые: L. De Vuyst, В. Degeest, Sutherland, J. Cerning, I. С. Boels, F. Vaningelgem, R. Van Kranenburg, J. Hugenholtz, M. Kleerebezem, Willem M. de Vos; Ботина С.Г., Ганина В.И., Рожкова T.B., Семенихина В.Ф., Артю-хова С. И., Полукаров Е.В., Правдивцева М.И.

В результате ферментации молочной сыворотки ЭПС-продуцирующими штаммами L. acidophilus повышается ее пищевая ценность (вследствие накопления органических кислот, ферментов, иммунных тел, водорастворимых витаминов, лактатов), улучшаются органолепти-ческие и реологические характеристики. Изменение свойств сыворотки в результате ферментации позволяет использовать ее для разработки инновационных функциональных десертов и напитков с целью расширения ассортимента продуктов из молочной сыворотки.

Целью диссертационной работы явилась разработка технологии функциональных десертов и напитков из молочной сыворотки с использованием пробио-тических вязких и невязких штаммов ацидофильной палочки.

Для реализации цели были сформулированы следующие задачи исследования:

1. изучить биотехнологический потенциал штаммов L. acidophilus (скорость роста, степень сбраживания лактозы, протеолитическая активность, продукция молочной кислоты) при ферментации молочной сыворотки;

2. исследовать широту и спектр антагонистической активности штаммов L. acidophilus по отношению к оппортунистическим микроорганизмам;

3. изучить реологические характеристики ферментированной сыворотки, подобрать методику выделения ЭПС вязких штаммов L. acidophilus из ферментированной сыворотки, установить их моносахаридный состав;

4. разработать технологию и рецептуры функциональных пробиотических десертов и напитков из ферментированной молочной сыворотки;

5. изучить органолептические, физико-химические и микробиологические показатели качества и безопасности разработанных продуктов, обосновать рекомендуемые сроки их годности;

6. разработать проекты технической документации на десерты и кисели функционального назначения.

Научная новизна работы

1. Научно обоснована и экспериментально подтверждена целесообразность и перспективность производства функциональных пробиотических напитков и десертов из молочной сыворотки, ферментированной штаммами L. acidophilus 5е, Н, 7тJ3, синтезирующими экзополисахариды.

2. Впервые выделены экзополисахариды, синтезируемые в молочной сыворотке штаммами-продуцентами L. acidophilus 5е, 7т ¡з, Н. Показано, что количества синтезируемых ЭПС и их моносахаридный состав зависят от штамма-продуцента.

3. Разработаны новые технологии и рецептуры функциональных желирован-ных десертов и киселей из ферментированной молочной сыворотки. Установлено, что благодаря накоплению в сыворотке экзополисахаридов, расход желирующего агента для приготовления десертов снижается в 2 раза. В технологии киселей для создания вязкой консистенции впервые использованы полисахариды семян льна.

Практическая значимость работы

Полученные научные результаты легли в основу технологий производства функциональных желированных десертов и киселей из ферментированной молочной сыворотки. Разработаны проекты технической документации на десерты и кисели функционального назначения (ТИ, ТУ).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. биотехнологический потенциал штаммов ацидофильной палочки и их скрининг для создания продуктов функционального назначения из ферментированной молочной сыворотки;

2. перспективность использования отобранных штаммов в технологии функциональных продуктов;

3. особенности синтеза экзополисахаридов штаммами ацидофильной палочки, способы их выделения и свойства;

4. технология функциональных десертов и напитков из ферментированной молочной сыворотки.

Апробация результатов исследования

Основные положения работы и результаты исследований докладывались на конференциях и конгрессах, в том числе на межрегиональных и межвузовских научно-практических и научно-технических конференциях: 62-64-й студенческих научно-технических конференциях, секция «Химико-технологическая» (Санкт-Петербург, СПбГУНиПТ, 2009, 2010, 2011); 65-й научно-технической конференции студентов и аспирантов ИХиБТ НИУ ИТМО, секция «Биохимия и микробиология» (Санкт-Петербург, 2012); IV Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Санкт-Петербург, 25-27 ноября 2009 г.); V Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (Санкт-Петербург, 22-24 ноября 2011 г.); Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Пищевые продукты и здоровье человека» (Кемерово, 24 апреля 2012 г.); XIV Всероссийском Конгрессе диетологов и нутрициологов с международным участием «Питание и здоровье» (Москва, 3-5 декабря 2012 г.); II Всероссийском конгрессе молодых ученых (Санкт-Петербург, 9-12 апреля 2013 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Пищевые ингредиенты и инновационные технологии в производстве продукции здорового питания» (Санкт-Петербург 15-16 мая 2013 г.)

Работа отмечена стипендией Правительства РФ (Приказ № 935 от 19.11.2012 г. «О назначении стипендий Президента РФ и специальных государственных стипендий Правительства РФ аспирантам высших учебных заведений, подведомственных Министерству образования и науки РФ, и негосударственных высших учебных заведений, имеющих государственную аккредитацию на 2012/2013 год).

Публикации

По результатам исследований опубликовано 10 печатных работ, в том числе 3 из них в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, 6 глав, заключения, выводов, списка использованной литературы, который содержит 138 источников, в том числе 55 источников зарубежных авторов, 7 приложений. Основная часть работы изложена на 112 страницах машинописного текста, содержит 18 таблиц, 18 рисунков.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Функциональные продукты питания

Питание людей в разных странах отличается по своему характеру и направленности, исходя из уровня и конкретных условий проживания, традиций и национальных привычек. Вместе с тем имеются общие тенденции, которые являются неизбежным результатом цивилизации: увеличение доли потребления рафинированных, подвергнутых кулинарной обработке пищевых продуктов; расширение области применения пищевых добавок; производство комбинированных продуктов питания; использование нетрадиционного сырья. Наряду с этим происходит загрязнение продуктов питания потенциально опасными контаминантами химического и биологического происхождения.

Серьезные изменения в структуре питания, связанные с изменениями в образе жизни, уменьшением энергозатрат, приводят к тому, что ни одна из групп населения не получает с потребляемой пищей необходимого для здоровья количества витаминов, микро- и макроэлементов [42,51].

Существенным моментом, характеризующим изменение диеты современного человека, является резкое уменьшение поступления в его организм молочнокислых бактерий. Наши предки для сохранения продуктов питания, в первую очередь, использовали природную ферментацию молочнокислыми и другими микроорганизмами, случайным образом попавшими в растительную и животную пищу из окружающей среды.

В результате ферментации продукты обогащались миллиардами молочнокислых бактерий, грибов и продуктами их метаболизма (летучие жирные кислоты, пептиды, витамины, и другие соединения), которые, попав в пищеварительный тракт, вносили существенный вклад в под держание здоровья наших предков.

Внедрение термической обработки, повышенных гигиенических требований, привело к изменению состава и уменьшению абсолютного содержания попадающих в организм человека молочнокислых и иных микроорганизмов. Этому также

способствовало широкое использование в XX веке антимикробных препаратов как в медицине, так и в быту (например, хлорирование воды).

Одним из достижений конца XX века явилась разработка концепции «Пробио-тики и функциональное питание», затрагивающей фундаментальные и прикладные аспекты здоровья человека, медицины и пищевой биотехнологии [76,77].

Концепция здорового (позитивного, функционального) питания была сформулирована в начале 80-х гг. в Японии, где приобрели большую популярность так называемые функциональные продукты, т.е. продукты питания, содержащие ингредиенты, которые приносят пользу здоровью человека, повышают его сопротивляемость заболеваниям, способны улучшить многие физиологические процессы в организме человека, позволяя ему долгое время сохранять активный образ жизни.

Эти продукты предназначены широкому кругу потребителей и имеют вид обычной пищи. Они могут и должны потребляться регулярно в составе нормального рациона питания.

Потребительские свойства функциональных продуктов включают три составляющие: пищевую ценность, вкусовые качества, физиологическое воздействие. Традиционные продукты, в отличие от функциональных, характеризуются только первыми двумя составляющими. По сравнению с обычными повседневными продуктами, функциональные должны быть полезными для здоровья, безопасными с позиций сбалансированного питания и питательной ценности продуктов. Эти требования относятся к продукту в целом, а не только к отдельным его ингредиентам. Компоненты, вводимые в пищевые продукты с целью придания им функциональных свойств, приведены в прил.1.

Продукты здорового питания не являются лекарствами и не могут излечивать, но помогают предупредить болезни и старение организма в сложившейся экологической обстановке [42,78].

В соответствии с ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения», функциональный пищевой продукт - это пищевой продукт, предназначенный для систематического упот-

ребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающий риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющий и улучшающий здоровье за счет наличия в его составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов.

Физиологически функциональный пищевой ингредиент — это вещество или комплекс веществ животного, микробного, минерального происхождения, а также живые микроорганизмы, входящие в состав функционального пищевого продукта, обладающие способностью оказывать благоприятный эффект на одну или несколько физиологических функций, процессы обмена веществ в организме человека при систематическом употреблении в количествах от 10 до 50 % от суточной физиологической потребности [13].

Отнесение продукта к функциональной пище должно быть убедительно обосновано научными данными, подтверждающими факт влияния компонентов продукта на целевые функции организма, и что этот эффект имеет благотворное влияние на здоровье или играет роль в профилактике заболеваний.

Потенциальной мишенью реализации действия функциональных продуктов является желудочно-кишечный тракт (ЖКТ). Действие функциональной пищи в ЖКТ направлено на изменение всасывания пищевых веществ (глюкозы, холестерина), времени транзита пищи, объема кала, рН содержимого, модификацию микрофлоры кишечника и другие физиологические процессы [9].

1.1.1 Пробиотики - физиологически функциональные пищевые ингредиенты. Механизмы полезного действия пробиотиков.

В 1907 году И.И.Мечников высказал предположение, что в основе многих заболеваний лежит совокупный эффект на клетки и ткани человека разнообразных токсинов и других веществ, продуцируемых микроорганизмами, во множестве присутствующих в его пищеварительном тракте. Он полагал, что с возрастом в нижних отделах кишечника накапливаются большие количества гнилостных бактерий, продукты жизнедеятельности которых начинают оказывать на организм

токсический эффект. Для снижения их количества И.И.Мечников предложил ежедневно употреблять большие количества живых молочнокислых бактерий. Практической реализацией этой идеи явилась рекомендация ученого потреблять кисломолочные продукты, ферментированные штаммом Lactobacillus bulgaricus, который он изолировал из болгарской простокваши [9].

Идею восприняли и развили специалисты многих стран - были разработаны разнообразные бактериальные препараты, проведены их клинические апробации, и вот уже на протяжении ста лет продолжается поиск наиболее терапевтически эффективных бактериальных штаммов, основ препаратов или продуктов, способных восстанавливать нарушенные микроэкологические равновесия [50].

Согласно современному уровню знаний, пробиотики - это живые микроорганизмы и вещества микробного и иного происхождения, оказывающие при естественном способе введения благоприятные эффекты на физиологические функции и биохимические реакции организма человека через оптимизацию его микроэкологического статуса (кишечную микрофлору) [13,39,42,51].

В зависимости от природы составляющих компонентов и формы использования, выделяют следующие основные группы препаратов, биологически активных добавок и продуктов функционального питания, содержащих жизнеспособные микроорганизмы и/или их метаболиты:

- пробиотики, содержащие живые микроорганизмы (монокомпонентные - би-фидумбактерин, лактобактерин, колибактерин, споробактерин, бактисубтил; поликомпонентные - бификол, бифиформ, ацилакт, линекс);

- безмикробные пробиотики, содержащие продукты жизнедеятельности про-биотических штаммов — метаболиты (хилак форте);

- пробиотики, представляющие собой комплекс живых микроорганизмов, их структурных компонентов и метаболитов в различных сочетаниях и соединений, стимулирующих рост представителей нормальной микрофлоры;

- пробиотики на основе генно-инженерных штаммов микроорганизмов, их структурных компонентов и метаболитов с заданными характеристиками;

- продукты функционального питания на основе живых микроорганизмов, их метаболитов, других соединений микробного, растительного или животного происхождения, способные поддерживать и восстанавливать здоровье через коррекцию микробной экологии организма хозяина [5,42].

Большинство исследователей относят к бактериям-пробиотикам, главным образом, представителей нормальной микрофлоры кишечника и других полостей организма, т.е. микроорганизмов-эубиотиков. Классическими пробиотиками считают бифидобактерии {Bifidobacterium adolescentis, В. bifidum, В. breve, В. infantis, В. longum, В. animalis, В. thermophilum) и молочнокислые микроорганизмы рода Lactobacillus {Lactobacillus acidophilus, L. casei, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. helveticus, L. fermentum, L. lactis, L. rhamnosus, L. salivarius, L. plantarum, L. reuteri, L. cellobiosus, L. curvatus) [22,42,75]. Это связано с тем, что наибольшее количество благотворно влияющих на здоровье людей бактерий выделено именно из кишечника человека и именно эти бактерии, колонизируя ЖКТ и постоянно присутствуя в нем, берут на себя основную защитную функцию, в то время как другие микроорганизмы являются транзиторными. Вместе с тем, имеется достаточно фактических данных, свидетельствующих о наличии пробиотических свойств у молочнокислых палочек и кокков, не встречающихся в кишечнике человека, а также других микроорганизмов - грамположительных {Propionibacterium acnes, Bacillus subtilis) и грамотрицательных {Escherichia coli, Citrobacter) бактерий, дрожжей {Saccharomyces boulardii, Candida pintolepesii) и грибов, в том числе высших {Aspergillus, Rizopus, Cordiceps) [75].

Суть эффектов, на знании которых основывается успех применения пробиоти-ков, заключается в следующем:

1) колонизация ЖКТ пробиотическими микроорганизмами, проявляющими антагонизм в отношении патогенных и условно-патогенных бактерий, вирусов, грибов и дрожжей. Постоянное присутствие в кишечнике достаточного количества прикрепленных к его стенке резидентных микроорганизмов предотвращает размножение патогенных агентов, их инвазию в эритроциты и прохождение через кишечную стенку путем создания в своем биотопе неблагоприятной для посто-

ронней микрофлоры рН среды, выработки бактериоцииов, а также лишения конкурирующих недружественных микроорганизмов их нутриентов и мест адгезии;

2) полезная и адекватная метаболическая активность — стимуляция синтеза биологически активных веществ и обновления слоя поверхностных клеток слизистой оболочки кишечника, происходящего каждые 48 ч, поддержание высоких уровней комплемента (набора иммунных белков), лизоцима (фермента, разрушающего оболочки бактериальных клеток), секреторных иммуноглобулинов, интерферона, различного типа цитокинов (сигнальных молекул), важных для проявления естественного иммунитета; продукция витаминов К, тиамина (В1), рибофлавина (В2), биотина, ниацина, пиридоксина (Вб), цианкобаламина (В 12) и фолие-вой кислоты; гидролиз желчных солей и холестерина и регуляция его уровня; участие в рециркуляции женских половых гормонов и др. [5,75].

Нормально функционирующая резидентная микрофлора контролирует продукцию токсинов в кишечнике, предупреждая их избыточную выработку и попадание в кровоток. В результате метаболизма пробиотиков, обладающих детоксицирую-щими и протеолитическими свойствами, в кишечнике обеспечивается протеолиз эндотоксинов, аллергенов и антигенов.

3) оптимизация пищеварения и нормализация моторной функции кишечника путем выработки субстанций, оказывающих морфокинетическое действие; регуляция времени прохождения пищи по ЖКТ за счет участия в метаболизме желчных кислот, ингибирования синтеза серотонина;

4) детоксицирующая и защитная роль: предотвращение негативного влияния радиации, химических загрязнителей пищи, канцерогенных факторов, токсичных эндогенных субстратов, непривычной и экзотической пищи [5,42,50,51,75,106].

Экспериментально доказано, что микроорганизмы пищеварительного тракта способны активно метаболизировать сложные субстраты, поступающие извне (пищевые продукты) или имеющие эндогенное происхождение (компоненты слюны, пищеварительных соков, слущенный эпителий, мертвые микроорганизмы и т.д.). Микробная трансформация различных субстратов приводит к образованию низкомолекулярных биологически активных функциональных веществ. Эти ве-

щества по размерам близки к бактериальным клеткам, способны проникать в биологические жидкости и модифицировать практически любые метаболические реакции в организме [94]. С одной стороны, они являются стимуляторами роста представителей нормального микробиоценоза (происходит повышение относительной концентрации компонентов резидентной микрофлоры, которые вытесняют патогенную и условно-патогенную микрофлору). С другой стороны, низкомолекулярные метаболиты пробиотика выступают как иммуномодуляторы, нормализуя иммунный статус слизистой [49].

В последнее время появляются сообщения об обнаружении у некоторых МКБ антиоксидантных свойств, которые сохраняются и даже усиливаются в составе пищевых продуктов, ферментированных или обогащенных ими. В одном из первых проведенных исследований было обнаружено, что 19 из 570 штаммов МКБ подавляют in vitro перекисное окисление липидов (ПОЛ) микросом, выделенных из печени крыс, более чем на 90%. В число этих «антиоксидантных» штаммов входят 16 штаммов (из них 11 — L. casei), 2 штамма Streptococcus thermophilus и 1 штамм Lactococcus Iactis. Позже в ряде исследований была показана способность бесклеточных экстрактов различных штаммов МКБ подавлять ПОЛ, захватывать свободные радикалы, обезвреживать Н2О2. Высокую антирадикальную и восстанавливающую активность в модельных системах in vitro проявляли и пробиотиче-ские продукты - содержащие МКБ пробиотики [63].

Учитывая все вышеизложенное, можно признать, что в современных условиях жизни пробиотики служат важным и необходимым инструментом защиты человека от дисбактериозов ЖКТ, возникающих как следствие нерациональной анти-биотикотерапии, перенесенных кишечных заболеваний, длительного применения нестероидных противовоспалительных препаратов, цитостатической терапии, неправильного питания, стрессов. Пробиотическое воздействие, реализовываясь в кишечнике, может быть охарактеризовано как значительно более широкое, направленное не только на коррекцию сдвигов в микробиоценозе ЖКТ, но и в определенном смысле как способствующее поддержанию гомеостаза организма в целом [75].

В связи с вышесказанным, по-прежнему актуальным остается вопрос разработки технологии получения новых, более эффективных, функциональных пробио-тических продуктов. Качество таких продуктов закладывается на этапе подбора штаммовой формулы закваски: важно, чтобы в просвете кишечника популяция бактериальных клеток пробиотика начала интенсивно развиваться, так как продукты жизнедеятельности бактериальных клеток ответственны за профилактическое и лечебное действие функционального продукта. Низкомолекулярные метаболиты выступают в роли активаторов роста компонентов резидентной микрофлоры и эффективного иммуномодулятора, а высокомолекулярные продукты метаболизма ответственны за проявление антагонистической активности по отношению к патогенной и условно-патогенной транзиторной микрофлоре [49].

Следовательно, на стадии подбора бактериальных штаммов-основы пробиотика, последние должны удовлетворять следующим требованиям:

1) они должны быть изолированы из организма тех видов животных и человека, для которых они и будут предназначены;

2) они должны обладать полезным воздействием на организм хозяина, подтвержденным лабораторными исследованиями и клиническими наблюдениями;

3) при длительном использовании не должны вызывать побочных эффектов;

4) микроорганизмы должны быть идентифицированы до вида по фено- и гено-типическим признакам; должна быть исследована генетическая характеристика штамма, в том числе внехромосомные факторы наследственности;

5) штаммы должны относиться к виду, не вызывающему заболеваний человека, т.е. должны быть авирулентными, апатогенными, безопасными для людей;

6) свойства штаммов должны быть стабильными при культивировании, в процессе производства;

7) штаммы должны проявлять антагонистическую активность (АА) к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам, при этом не должны угнетать представителей нормальной микрофлоры; желательна хромосомная устойчивость к терапевтическим дозам антибиотиков;

8) штаммы должны быть стабильны по биологическим свойствам на всех стадиях процесса получения препаратов и при хранении их в регламентированные сроки;

9) штаммы должны обладать колонизационным потенциалом, т.е. сохраняться в пищеварительном тракте до достижения максимального положительного действия (быть устойчивыми к низким значениям рН, фенолу, индолу и желчи; обладать хорошей адгезией к эпителию соответствующих слизистых оболочек) [42,50,75,79].

1.1.2 Характеристика ацидофильных лактобактерий и их пробиотической активности

Первая информация о применении ацидофильных лактобактерий для профилактики и лечения заболеваний человека появилась в 1910 году, когда появилось ацидофильное молоко.

В Японии 1955 году был разработан первый ферментированный кисломолочный продукт на основе лактобацилл, который вышел на рынок под лозунгом «хорошая микрофлора кишечника обеспечивает здоровый организм» [39].

В последние десятилетия в различных странах мира ацидофильные лактоба-циллы вводят как в монокультуре, так и в комплексе с различными видами бифи-добактерий, в состав фармакопейных биопрепаратов, пищевых добавок и кисломолочных продуктов лечебно-профилактического назначения [77,104].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Маркелова, Вероника Витальевна, 2013 год

Библиография

[1] Федеральный закон Российской Федерации от 12 июня 2008 г. № 88-ФЗ «Технический Регламент на молоко и молочную продукцию»

[2] СанПиН 2.3.4.551-96 Предприятия пищевой и перерабатывающей промышленности (технологические процессы, сырье). Производство молока и молочных продуктов

[3] ТУ 9229-369-00419785-04 Закваски, бактериальные концентраты, дрожжи и тест-культуры. Технические условия

[4] ТУ 9196-004-52160769-2003 Мюсли «Активит»

[5] Федеральный закон Российской Федерации от 27 октября 2008 г. № 178-ФЗ «Технический регламент на соковую продукцию из фруктов и овощей»

[6] ТУ 9185-023-18684507-05 Биологически активная добавка к пище «Сироп боярышника с черноплодной рябиной»

[7] TP ТС 023/2011 «Технический регламент таможенного союза на соковую продукцию из фруктов и овощей» от 09 декабря 2011 г. № 882

[8] ТУ 9197-071-13179897-04 Экстракт растительный тонизирующий сухой «Экстракт родиолы розовой»

[9] ТУ 9199-006-33150849-10 Мелиссы экстракт сухой (Melissa Extractum Siccum)

[10] МУК 4.1.986-2000 Методика выполнения измерений массовой доли свинца и кадмия в пищевых продуктах и продовольственном сырье методом электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии

[11] МУ 5178-90 Методические указания по обнаружению и определению содержания общей ртути в пищевых продуктах методом беспламенной атомной абсорбции

[12] МУ 3151-84 Методические указания по избирательному определению хло-рорганических пестицидов в биологических средах

[13] МУ 4362-87 Методические указания по систематическому ходу анализа биологических сред на содержание пестицидов различной химической природы

[14] МУ 6129-91 Методические указания по групповой идентификации хлорорга-нических пестицидов и их метаболитов в биоматериале, продуктах питания и объектах окружающей среды методом абсорбционной жидкостной хроматографии

[15] МУ 3049-84 Методические указания по определению остаточных количеств антибиотиков в продуктах животноводства

[16] МР 4.18/1890-91 Методические рекомендации по обнаружению, идентификации и определению остаточных количеств левомицетина в продуктах животного происхождения. Минск-Москва, 1991 г.

[17] МУК 4.2.026-95 Экспресс-метод определения антибиотиков в пищевых продуктах

[18] МУК 4.1.787-99 Определение массовой концентрации микотоксинов в продовольственном сырье и продуктах питания. Подготовка проб методом твердофазной экстракции

[19] МУ 4082-86 Методические указания по обнаружению, идентификации и определению содержания афлатоксинов в продовольственном сырье и пищевых

продуктах с помощью тонкослойной хроматографии и высокоэффективной жидкостной хроматографии

[20] МУК 2.6.1.1194-03 Радиационный контроль. Стронций-90 и цезий-137. Пищевые продукты. Отбор проб, анализ и гигиеническая оценка. Методические указания

[21] СанПиН 2.3.2.1324-03 Гигиенические требования к срокам годности и условиям хранения пищевых продуктов

[22] СанПиН 2.3.2.1078-01 Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов»

[23] СанПиН 2.3.2.1290-03 Гигиенические требования к организации производства и оборота биологически активных добавок к пище (БАД)