Аннотация: Кислотоустойчивость является одним из важных свойств пробиотических культур вследствие того, что, попадая в желудок культуры подвергаются действию соляной кислоты, в той или иной степени действующей на их дальнейшую жизнеспособность и уровень последующего пробиотического потенциала. Смоделировав процесс хранения кисломолочного продукта, содержащего штаммы Lactobacillus acidophilus в торговой сети и холодильнике потребителя и нахождения продукта в желудке потребителя авторы пришли к выводу, что все 10 испытанных штаммов способны к быстрому восстановлению биомассы.
Ключевые слова: пробиотические культуры (микроорганизмы), патогенная и условно-патогенная микрофлора ПиУПМ, пищевая ценность, метаболическая активность, кислотоустойчивость, выживаемость, желудочно-кишечный тракт ЖКТ
Все микроорганизмы закваски, включаемые в кисломолочные продукты, вне зависимости от их способности выдерживать кислую среду желудка (1-2 рН [1]) работают на уровне пищевой ценности и неспецифической метаболической активности по отношению к патогенной и условно-патогенной микрофлоре ПиУПМ [2-12]. Несмотря на это, исследование кислотоустойчивости штаммов, включаемых в пробиотические продукты, является актуальной по следующей причине:
при прохождении кислотного желудочного барьера (а в ряде работ показано, что он является наиболее сложным для выживания, по сравнению с ферментативным и желчно кислотным барьерами ЖКТ [13, 14]) за счёт кислотоустойчивых микроорганизмов повышается эффективность специфической антагонистической активности к ПиУПМ, в том числе, посредством бактериоцинов, клеточного и гуморального иммунитета [15- 27] в течение 3 — 7 дней после употребления продукта.
Методика определения кислотоустойчивости in vitro известна [28], но имеются её модификации по вариации рН, времени выдержки в кислой среде [29 - 31].
В данной работе мы моделировали процесс хранения кисломолочного продукта, содержащего штаммы Lactobacillus acidophilus в торговой сети и холодильнике потребителя (10 ºС, 14 суток) и нахождения продукта в желудке потребителя (2 часа, рН 1). Объект исследования – 10 штаммов Lactobacillus acidophilus из коллекций ВНИИМИ (г. Москва) и ФГУП «Экспериментальной биофабрики» (г.Углич). Ацидофильная палочка является нормальным представителем кишечной микрофлоры человека и теплокровных животных. Она устойчива к щелочной реакции среды (рН 8,3); наличию в среде фенола (0,3–0,4 %) и желчи (20 %), обладает высокой антагонистической активностью к ПиУПМ, продуцирует два бактериоцина – ацидофилин и лактоцидин. В связи с этим L. acidophilus относят к ценным пробиотическим культурам [32, 33].
Количество жизнеспособных клеток определяли методом предельных разведений [34] и контролировали методом подсчета количества микробных клеток под микроскопом [35] (рис. 1). Относительно кислотоустойчивыми (снижение КОЕ менее чем на три порядка после выдержки в соляной кислоте) оказались все штаммы из 10-ти (рис. 2), при этом, после этого все подвергнутые воздействию кислоты культуры, при последующем помещении в обезжиренное молоко, дали хороший кисломолочный сгусток в характерное для данной культуры время.
Рис 1. Цифровая микроскопия Мicrohife МL-12-1.3. Lactobacillus acidophilus Увеличение в 400 раз. Фото @Тераевич А.С., 2016
Рис 2. Кислотоустойчивость штаммов (1-10) L. acidophilus.
Порядок количества клеток до помещения в кислую среду (столбец 1) и после выдержки 2 часа, рН 1 (столбец 2)
По результатам исследований снижение количества живых клеток незащищенных пробиотических штаммов в сильнокислой среде (2 часа, рН 1) достигает 3 порядка (в сотни и тысячи раз). Известно, что в случае иммобилизованной или капсулированной формы пробиотических штаммов это снижение составляет не более чем в 10 раз [36]. Однако, при последующем понижении кислотности (в тонком кишечнике среда 5,6–8,6 рН) активным кислотообразователям L. acidophilus в логарифмической фазе роста необходимо в среднем 1-2 часа для увеличения титра на 3 порядка, а инокуляции 101 достаточно для достижения за 5-8 часов титра 107-109 КОЕ.
Поэтому использование пробиотических штаммов L. acidophilus в составе кисломолочных и других пробиотических продуктов может быть эффективным без технологий иммобилизации и капсулирования.
Литература:
1. Biancone L. et al. Cytoskeletal proteins and resident flora //Digestive and Liver Disease. – 2002. – Т. 34. – С. S34-S36.
2. Сотников В.Н., Дубинская Т.К., Волова А.В., Яковлев Г.А. Значение эндоскопической рН-метрии в определении кислотопродуцирующей функции желудка. Пособие для врачей. М.: РМАПО. – 2005. – 35с.
3. Мазанкова Л. Н., Шевелева С. А., Лыкова Е. А. Пробиотики на современном этапе—клинические подходы и области применения: Пособие для врачей //Мазанкова ЛН, Шевелёва СА, Лыкова ЕА–М. – 2005.
4. Янковский Д. С., Дымент Г. С. Пробиотики—лекарства XXІ столетия //Здо ров'я України. – 2006. – №. 7. – С. 140.
5. Усенко Д. В. Пробиотики в профилактике и лечении инфекционных заболеваний у детей //Фарматека. – 2007. – №. 17. – С. 151.
6. Е. А. Корниенко Е.А. Современные принципы выбора пробиотиков. - «Детские инфекции» 2007, № 3, с. 64-69
7. Штамм Р. В. Современные принципы выбора пробиотиков //Детские инфекции. – 2007. – №. 3. – С. 64-69.
8. Амерханова А. М. Научно-производственная разработка новых препаратов синбиотиков и клинико-лабораторная оценка их эффективности //Клиниколабораторная оценка их эффективности: Автореферат диссертации д-ра биол. наук: 03.00. 07. НИИЭМ им. ГН Габричевского. —М., 2009.—47 с. – 2009.
9. Полянская И.С., Семенихина В.Ф., Забегалова Г.Н. Независимая экспертиза кисломолочных продуктов по эффективности пробиотической активности // Молочная промышленность,
10. № 7 - 2014 г. – С 60-61.
11. Полянская И.С., Семенихина В.Ф. Антибиотическая активность молочнокислых бактерий к стафилококкам. - Молочная промышленность. 2014. № 5. С. 48-49.
12. Шкопоров А. Н., Ефимов Б. А., Хохлова Е. В., Черная З. А., др. Влияние приема пробиотических бактерий рода Lactobacillus и Bifidobacterium на состав микрофлоры кишечника у здоровых людей // Техника и технология пищевых производств. 2014. №1 (32).
13. Китаевская С. В. Современные тенденции отбора и идентификации пробиотических штаммов молочнокислых бактерий // Вестник Казанского технологического университета. 2012. №17. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennye-tendentsii-otbora-i-identifikatsii-probioticheskih-shtammov-molochnokislyh-bakteriy (дата обращения: 05.05.2016).
14. Китаевская С. В. Современные тенденции отбора и идентификации пробиотических штаммов молочнокислых бактерий // Вестник Казанского технологического университета. 2012. №17. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sovremennye-tendentsii-otbora-i-identifikatsii-probioticheskih-shtammov-molochnokislyh-bakteriy (дата обращения: 05.05.2016).
15. Цой И. Г. и др. Иммуностимулирующее действие лактобактерий на цитотоксичность естественных клеток-киллеров и продукцию интерферона //Ж. Микробиология, эпидемио логия, иммунология. – 1994. – №. 6. – С. 112.
16. Руш К. Микробиологическая терапия. Теоретические основы и практическое применение. – М: Арнебия, 2003.
17. Holm F. Gut Health and diet //World Food Ingredient. – 2003. – С.52-55.
18. Мазанковая Л. Н. Иммунобиологическое действие пробиотиков при кишечных инфекциях у детей //Consillium medicum. Экстравыпуск. – 2005. – С. 38-42.
19. Крамарев С. А. и др. Защитные функции микрофлоры кишечника //Здоровье ребёнка. – 2008. – №. 2. – С. 11.
20. Guillemard E., Tondu F., Lacoin F., Schrezenmeir J. Consumption of a fermented dairy product containing the probiotic Lactobacillus casei DN-114001 reduces the duration of respiratory infections in the elderly in a randomised controlled trial // Br J Nutr. 2010; 103 (1): 58–68.
21. Николаева С.В. Роль молочнокислых бактерий в здоровье человека. – Лечащий врач. – Режим доступа: https://www.lvrach.ru/2013/02/15435630/, свободный
22. Самылина В.А. Влияние пищевых продуктов, обогащенных про- и пребиотиками, на микроэкологический статус человека // Вопросы питания. 2011. - № 2. С. 31-36.
23. Полянская И.С., Топал О.И., Новокшанова А.Л., Тераевич А.С. Зависимость пробиотичекого эффекта от конкретного штамма и вида пробиотика // ACHIEVEMENT OF HIGH SCHOOL. 2013. С. 25-30.
24. Полянская И.С., Новокшанова А.Л., Салецкова Н.Н. Продукты с пробиотиками: уровни воздействия на иммунитет // Технология и продукты здорового питания, ООО "Здоровое питание", ИЦ "Функциональное питание". 2014. С. 278-282.
25. Полянская И.С., Топал О.И., Семенихина В.Ф. Как работают молочнокислые микроорганизмы. - Молочная промышленность. - № 12, 2014 - С. 52-53.
26. Полянская И.С., Семенихина В.Ф. Иммунопрофилактика инфекционных заболеваний с помощью кисломолочных продуктов // Молочная промышленность. - 2015. - № 8. - С. 40-42.
27. Полянская И.С., Топал О.И., Новокшанова А.Л., Тераевич А.С. Способ производства йогурта с функциональными свойствами. Патент на изобретение RUS 2535877 23.07.2013
28. МУ 2.3.2.2789-10. 2.3.2. Продовольственное сырьё и пищевые продукты. Методические указания, по санитарно-эпидемиологической оценке, безопасности и фукнционального потенциала пробиотических микроорганизмов, используемых для производства пищевых продуктов. - 2011 г.
29. Андреева С. В., Айбулатова Э.А., Ярославцева Н. В., Малышева А.К. Выживаемость пробиотиков из кисломолочных продуктов разных марок в условиях, имитирующих пищеварение // Вестник Челябинского государственного университета. - Выпуск № 7 (298) / 2013
30. «Кишечная микрофлора: взгляд изнутри. Выпуск №2, 2013 г.». Режим доступа: https://disbak.ru/images/tesis__2_2013.pdf, свободный
31. Берсенёва Т.А., Берская А.С., Полянская И.С., Кислотоустойчивость пробиотиков // NEW RESEARCH: PROBLEMS AND ROSPECTS. - 2016. С. 60-64.
32. Иркитова А.Н., Каган Я.Р., Сергеева И.Я. Свойства, экологические аспекты и практическое значение ацидофильной палочки. Практическое использование // Актуальные проблемы техники и технологии переработки молока. - Барнаул, 2011. - С. 230-239.
33. Красникова Л.В., Гунькова П.И., Маркелова В.В. Микробиология молока и молочных продуктов. -. СПб.: НИУ ИТМО; ИХиБТ, 2013. 85 с.
34. МУК 4.2.577-96 Методы микробиологического контроля продуктов детского, лечебного питания и их компонентов. – 2007.
35. ОФС 42 Определение концентрации микробных клеток. – 2013 г.
36. Соловьева И. В., Точилина А. Г., Белова И. В., Ефимов Е. И., др. Конструирование иммобилизованной формы жидкого пробиотика // Вестник ННГУ. 2012. №2-3.