2.11. ПРЕБІОТИКИ


Повернутися на початок книги
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 
15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 
30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 
45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 
75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 
90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 
105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 

Загрузка...

Пребіотики — речовини, що важко засвоюються організмом з властивою селек-тивною стимуляцією життєдіяльності мікроорганізмів, які входять до складу мік-рофлори нижніх відділів кишечника.

З метою профілактики й корекції мікроекологічних порушень у харчовому ка-налі використовують різні пребіотики, які селективно стимулюють ріст корисних речовин (табл. 2.14).

До пребіотиків відносяться речовини, які повинні задовольнити наступні вимоги:

•          • не гідролізуватися і не всмоктуватися у верхній частині шлунково-кишкового тракту;бути селективним субстратом для корисних бактерій, що живуть у товстому кишечнику, тобто стимулювати їхній ріст чи біохімічну активність;

•          змінювати баланс кишкової мікрофлори в сторону більш сприятливого для ор-ганізму людини складу;

•          індукувати корисні ефекти не тільки на рівні шлунково-кишкового тракту, але й організму в цілому, тобто забезпечувати системні ефекти.

Таблиця 2.14

ОСНОВНІ ВИДИ ПРЕБІОТИЧНИХ СПОЛУК

Група  Речовина, що стимулює ріст

Моноцукриди, спирти         Ксиліт, мелібіоза, ксилобіоза, рафіноза, сорбіт та ін.

Олігоцукриди            Лактулоза, лацитол, соєвий олігоцукрид, латитоолігоцукрид, фруктоолі-гоцукрид, галактоолігоцукрид, ізомальтоолігоцукрид, диксилоолігоцук-рид та ін.

Поліцукриди  Пектини, пулулан, декстрин, інулін, хітозан та ін.

Ферменти      Р-мікробні галактозидази, протеази сахароміцетів та ін.

Пептиди         Соєві, молочні та ін.

Амінокислоти           Валін, аргинін, глутамінова кислота та ін.

Антиоксиданти         Вітаміни А, С, Е, а-, Р-каротини, інпі каротиноїди, глутатіон, убіхінол, солі селену та ін.

Ненасичені жирні ки-слоти Ейкозопентаєнова кислота та ін.

Органічні кислоти    Пропіонова, оцтова, лимонна та ін.

Рослинні   і   мікробні екстракти     Морквяний, картопляний, кукурудзяний, рисовий, гарбузовий, часнико-вий, дріжджовий та ін.

Інші     Лецитин, параамінометилбензойна кислота, лізоцим, лактоферин, глюко-нова кислота, крохмальна патока та ін.

Властивості пребіотиків проявляють окремі білки (глікопептиди, лактоглобулі-ни), вітаміни та їх похідні (пантотенова кислота, пантотенати, інозит). Найбільша кількість пребіотиків має вуглеводну природу — це фруктоолігоцукриди, ізомаль-тоолігоцукриди, лактулоза, галактоолігоцукриди, харчові волокна, стійкі види кро-хмалю, інулін та ін.

Серед пребіотиків найбільш відомі полі- і олігофруктани, соєві олігоцукриди, галактоолігоцукриди, ізольовані з природних джерел або отримані біотехнологіч-ним чи синтетичним методами. Передбачається, що до 2010 року світове виробниц-тво подібних пребіотиків різко збільшиться. Вони реалізуються самостійно, у ви-гляді збагачувальних добавок до різноманітних продуктів харчування, а також у поєднанні з пробіотичними мікроорганізмами (синбіотики). Крім розглянутих, в якості пребіотичних субстанцій використовуються також різноманітні блокатори адгезії та інгібітори росту патогенних і опортуністичних мікроорганізмів (лектини, антиадгезини та ін.).

Для нормалізації мікробіоценозу запропоновані чисельні способи, але найбільш поширеним з них є проведення спрямованої мікробної колонізації кишечника за допомогою живих мікроорганізмів, застосування пребіотиків — харчових речовин з особливими властивостями.

Термін «пребіотики» вперше ввів R.Gibson та використовується для визначення речовин або дієтичних додатків, які не гідролізуються та не абсорбуються у тонко-му кишечнику людини. Вони є селективним субстратом одного або декількох видів біфідобактерій та лактобацил (БЛ-флори) для стимуляції їхнього зростання і/або метаболічної активності, внаслідок чого поліпшується склад мікрофлори товстого відділу кишечника.

Інгредієнти харчування, які відповідають цим вимогам, відносяться до низько-молекулярних вуглеводів: олігоцукриди (фрукто- та галактоолігоцукриди), інулін, лактулоза, лактитол. Найбільша кількість цих пребіотиків знаходиться в молочних продуктах, кукурудзі, часнику, квасолі, горосі, крупах, цибулі, цикорії, бананах та інших продуктах. Bergmark S. довів, що на життєдіяльність мікрофлори кишечника людини в середньому витрачається до 10 % енергії, що надійшла до організму, та 20 % об’єму прийнятої їжі.

Волокноподібні неперетравні олігоцукриди (НПО-клас вуглеводів зі ступенем полімеризації 2—10) не гідролізуються і не всмоктуються в тонкому кишечнику за-вдяки відсутності в організмі людини специфічних ферментів (гідролаз). НПО до-сягають товстої кишки у незмінному вигляді, дегідролізуються мікрофлорою, в ос-новному біфідобактеріями до СО2 та органічних кислот. Зниження рН середовища кишечника, що має місце, перешкоджає проліферації патогенних мікроорганізмів, які не мають відповідних ферментів для розщеплення олігоцукридів. НПО — нето-ксичні для людини, не викликають ніяких сторонніх ефектів в організмі. Добова потреба дорослої людини в олігоцукридах становить 7—11 г.

Існує декілька класів НПО: коротко- та середньоланцюгові олігомери із залиш-ків фруктози — фруктоолігоцукриди (ФОЦ), фруктани, у тому числі інулін; із за-лишків глюкози — глюкоолігоцукри, глюкани та декстрани; галактози — галактоо-лігоцукри (ГОЦ), а також олігоцукри із рослинних продуктів (рис. 2.14).

 

Рис. 2.14. Класи волокноподібних неперетравлюваних олігоцукридів (НПО)

Олігоцукриди можуть вироблятися промисловим шляхом, наприклад лактуло-за — продукт обробки лактози β-галактозидазою, яка складається із залишків гала-ктози та глюкози.

Слід враховувати вміст неперетравлюваних олігоцукридів природного похо-дження у рослинних продуктах, таких як цибуля, часник, спаржа, артишок, овес, пшениця, томати, банани, інжир, корінь цикорію та ін.

Заслуговує на увагу використання олігоцукридів, як високоактивних пребіоти-ків, у харчуванні дітей першого року життя. За результатами досліджень найбіль-шого в Європі науково-дослідного центру Numico голландської компанії Nutricia, в нову молочну суміш «Нутрілон» введені харчові волокна, які містять комплекс:

—        галактоолігоцукриди (ГОЦ) з низькою молекулярною масою, які отримують із лактози (90 %);

—        фруктоолігоцукриди (ФОЦ), високомолекулярний інулін, що екстрагується із цикорію (10 %).

Для лікувально-профілактичного харчування дітей першого року життя розроб-лені суміші, які містять харчові волокна «Хумана ЛП» та «Хумана ЛП + СЦТ», ни-зьколактозні безглютеневі суміші для дітей з розладами шлунково-кишкового трак-ту. Аналогічно фруктоолігоцукридам вони містять харчові волокна у вигляді лігніну, целюлози, геміцелюлози, клітковини банана.

Включення пребіотичних волокон Vivinal® GOS (коротко-ланцюгові галакто-олігоцукриди) до складу продуктів харчування має важливе значення для нормалі-зації мікробіоценозу кишечника і зміцнення імунного захисту організму. Розробле-ні два види продукту: рідка форма Vivinal® GOS і порошкоподібна Vivinal® GOS 10. Застосовують ці волокна для продуктів дитячого харчування, а також у традицій-них продуктах — молочні напої, хлібобулочні вироби, снеки.

Для дитячого харчування фірма «Колінска» — Словенія виробляє кукурудзяну кашу з інуліном.

З допомогою інуліну можна отримати майже нейтральні за смаком гелі. Інулін у високій концентрації (близько 20 %) утворює желеподібну сітку з високою воло-гозв’язувальною здатністю. Досягнута у продуктів структура і післясмаку аналогі-чні жиру, що свідчить про можливість використання його як замінника жиру. При-кладом можуть бути сирокопчені ковбаси, в яких інулін як функціональна добавка зменшує вміст жиру й поліпшує твердість на розрізі.

Лактулоза вже більше 40 років застосовується в педіатрії для стимуляції рос-ту лактобактерій у дітей грудного віку і входить до складу лікарських препара-тів. Шведська фірма «Semper» виробляє дитячу молочну суміш «Семпер — Бі-фідус» з лактулозою, в Україні реалізується молочна суміш з лактулозою «Детолакт».

До пребіотиків, які випускаються у промислових масштабах, відносять фрукто-олігоцукриди, трансгалактозоліровані олігоцукриди, лактулоза, соєві олігоцукриди та ін.

Збагачення продуктів функціонального харчування більш доцільно такими про-біотиками, які легко долають всі природні захисні бар’єри організму і в складі будь-якого продукту здатні потрапити до місця розвитку нормофлори. Вони стиму-люють кількісний ріст власної мікрофлори і легко приживаються.

Умовно виділяють наступні групи пребіотиків: аміноцукри, нейтральні цукри, фруктоолігоцукриди, галактоолігоцукриди, лактулоза, лактитол та інулін.

Аміноцукри містять залишок N-ацетилглюкозаміну, який входить до складу «біфідус фактора» жіночого молока. Стимулююча дія глюкозаміну пояснюється неспроможністю біфідобактерій синтезувати ці сполуки. Найбільш активним пре-біотиком цієї групи є β-етиловий глікозид ацетилглюкозаміну.

Група нейтральних цукрів — олігоцукриди зі ступенем полімеризації не вище п’яти. Вони не всмоктуються в кишечнику, а засвоюються лише ті з них, що роз-щеплюються травними ферментами — цукроза, мальтоза, мальтоолігоцукриди, ла-ктоза.

Соєві олігоцукриди, фруктоолігоцукриди, галактоолігоцукриди, ізомальтооліго-цукриди, лактулоза, ксилани не розщеплюються травними ферментами людини і

7&

досягають товстого кишечника, де і засвоюються біфідобактеріями та деякими ін-шими мікроорганізмами.

Вуглеводні промотори біфідобактерій з групи нейтральних цукрів виконують подвійну функцію:

—        служать енергетичним субстратом лише для біфідобактерій і не засвоюються

іншими мікроорганізмами;

-          продуктами ферментації цих цукрів біфідобактеріями є коротколанцюгові

жирні кислоти, які знижують рН у кишечнику і пригнічують ріст багатьох мікроор-

ганізмів.

До промоторів відносять трансгалактозильовані олігоцукриди, фруктоолігоцук-риди, ізомальтоолігоцукриди.

Трансгалактозильовані олігоцукриди — олігоцукриди, що складаються із зали-шків галактози та фруктози, які зв’язані р — (1->4) глікозидними зв’язками. Вони стимулюють широкий спектр бактерій ряду Bifidobacteriae — практично всі штами, що живуть у кишечнику людини.

Фруктоолігоцукриди — олігомери фруктози, що з’єднані р — (3->2) глікозид-ними зв’язками.

Ізомальтоолігоцукриди — олігомери глюкози, що зв’язані a — (1->6) глікозид-ними зв’язками. Вони мають високу солодкість, термостабільність, розчинність і водоутримуючу здатність.

Лактулоза — синтетичний дицукрид, який отримують спеціальною обробкою молекули лактози, що виділяється із молочної сироватки. За рахунок бактеріально-го розщеплення лактулози на коротколанцюгові жирні кислоти (молочна, оцтова, пропіонова, масляна) знижується рН середовища товстого кишечника, яке призво-дить до підвищення осмотичного тиску, затримання рідини в порожнині кишки та посилення її перистальтики.

Лактулоза займає провідне місце за об’ємом використання пребіотиків у харчо-вій промисловості.

Світовим лідером у виробництві лактулози і функціональних продуктів харчу-вання, збагачених лактулозою, є японська корпорація Morinaga Milk Industry Co. Вона ще в 60-х роках минулого століття проводила дослідження щодо дії лактулози на організм людини, що відкрило дорогу функціональному харчуванню й розвитку індустрії пребіотиків у всьому світі.

Оздоровчі й лікувальні властивості лактулози систематизовані в табл. 2.15.

Завдяки біфідогенній активності й безпечності для людей, лактулоза застосову-ється не лише у виробництві дитячого харчування, але й багатьох інших продук-тів — молочних (сир, масло, сир кисломолочний), кондитерських та хлібобулочних виробів, безалкогольних напоїв - як функціональний інгредієнт для регуляції ки-шкової діяльності. У жувальній гумці вона служить підсолоджувачем, не виклика-ючи карієсу.

Пребіотичні властивості також властиві мікрокристалічній целюлозі (МКЦ). Во-на має мікропористу структуру, об’єм і розмір отворів якої доступні лише для ре-човин з малими розмірами молекул, що визначає її низьку адсорбційну здатність, величина водопоглинальної здатності МКЦ поступається харчовим волокнам ово-чів і фруктів, однак нерозчинність даного компоненту і стійкість до ферментації дають можливість стверджувати, що основна дія МКЦ пов’язана з нормалізацією моторно-евакуаторної діяльності товстого кишечника і структуроутворення в хар-чових системах. МКЦ має низьку катіонобмінну здатність, не призводить до пато-логічних змін критеріїв загальнотоксичної дії, а також проявляє гіполіпідемічнудію. В літературі наведені дані, що надходження МКЦ з хлібобулочними виробами і напоями сприяє нормалізації метаболічних процесів у хворих з патологією серце-во-судинної й ендокринологічної систем.

Таблиця 2.15

ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ ЛАКТУЛОЗИ ЯК ПРЕБІОТИКА

Встановлені властивості      Фізіологічний механізм дії

 

Вибірково    стимулює ріст корисної нормоф-лори кишечника  Нормофлора кишечника на відміну від патогенних бактерій відноситься до цукролітичної мікрофлори. Лактулоза, що є дицукридом, досягає товс-тої кишки, де стає харчовим субстратом для корисних біфідо- і лактобак-терій

Відновлює власну но-рмофлору      товстого кишечника            Під впливом лактулози природнім чином розвивається особиста (інди-генна) мікрофлора кишечника, кількісні і якісні характеристики якої уні-кальні для кожної людини

Пригнічує патогенну мікрофлору товстого кишечника

Продукти метаболізму нормофлори кишечника (молочна, оцтова, пропіо-нова, масляна кислоти та ін.), що розвиваються під дією лактулози, при-гнічують життєдіяльність патогенних мікроорганізмів

 

Скорочує  надходжен-ня у кров’яний потік харчових токсинів Пригнічення під дією лактулози патогенної мікрофлори кишечника веде до суттєвого скорочення надходження у кров’яний потік їх токсичних метаболітів (аміак, аміни, нітрозаміни, феноли, крезоли, індол та ін.)

Скорочує       наванта-ження на печінку   Лактулоза — відомий гепатопротектор. Роль детоксикантів, що суттєво скорочують навантаження на печінку, відіграє і нормофлора товстого кишечника, яка активно розвивається під дією лактулози

Забезпечує захист ор-ганізму від кишкової інфекції          Лактулоза проявляє підкислювальну дію на середовище товстого кишеч-нику. Зміна кислотності, в свою чергу, забезпечує захист від кишкової інфекції, яка активна лише в лужному або слабколужному середовищі

Звільнює  від  хроніч-них закрепів Лактулоза стимулює перистальтику і гідратацію кишечнику, завдяки чо-му надає послаблювальний ефект

Попереджує від нир-кової нестачі  Під час застосування лактулози частина азотистих шлаків, продуктів ка-таболізму білків, виводиться не через нирки, а через кишечник

Стимулює    засвоєння мінералів   Експериментально встановлено, що застосування лактулози стимулює за-своєння в товстому кишечнику мінералів (Са, К та ін.)

Попереджує від утво-рення каміння в печі-нці   і   жовчовивідних каналах     Утворення каміння в печінці є результатом порушення жирового обміну. Лактулоза, прискорюючи кишковий транзит, впливає на обмін холесте-рину, безпосередньо на його рівень у печінці і жовчі