Probiotici u hrani i lijekovima

Probiotici kao hrana i kao lijek

Konzumacija mikroorganizama u prehrani potječe još iz antičkog doba kada su po prvi put primijećeni blagotvorni učinci fermentirane hrane na ljudsko zdravlje, iako tada još nisu znali da su za fermentaciju odgovorne bakterije i kvasci. Korištenje fermentiranog mlijeka seže u daleku prošlost i ta se tradicija održava, ali uz napredak i poboljšanje fermentiranih proizvoda tako da često sadrže i dodane probiotičke bakterije.
Interes za probiotike počinje rasti 90-ih godina prošlog stoljeća zbog sve više prisutne antibiotičke rezistencije kod patogenih bakterija, pa probiotičke bakterije postaju jedna od alternativnih antimikrobnih strategija u svrhu jačanja imuniteta organizma i smanjenja uporabe antibiotika.
Uz dodatak probiotičkih bakterija kao što je uobičajeno u jogurt i druge fermentirane mliječne proizvode, a sve češće i u čokoladu, kekse i „energetske pločice“ od žitnih pahuljica, sjemenki i sušenog voća, postaje sve popularnije konzumiranje probiotika u obliku tableta ili u praškastom obliku za suspendiranje u vodi.

Probiotici

To su živi, korisni mikroorganizmi, najčešće bakterije mliječne kiseline, koje konzumiramo kako bi postigli povoljan učinak na zdravlje.

Prebiotici

Hrana za sve korisne bakterije koje čine crijevnu mikrobiotu.

Jogurtne bakterije kao probiotici

Kako od mlijeka blago slatkastog okusa nastaje jogurt guste teksture i bogatog kiselkastog okusa?

Odgovor se krije u procesu mliječno-kisele fermentacije mlijeka koja se odvija uz pomoć bakterija mliječne kiseline Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus i Streptococcus salivarius subsp. thermophilus. Djelovanjem njihovih enzima mliječni šećer laktoza razgrađuje se na glukozu i galaktozu te nastaje mliječna kiselina. Dolazi do promjene organoleptičkih svojstava mlijeka. Nastaje i acetaldehid, koji uz mliječnu kiselinu i druge proizvode fermentacije daje jogurtu prepoznatljiv okus i miris u kojemu svi toliko uživamo.

Na isti se način proizvode i drugi fermentirani mliječni napici, samo korištenjem drugih vrsta bakterija mliječne kiseline, pa se okus i miris kiselog ili acidofilnog mlijeka i kefira razlikuju od okusa jogurta iako se za sve te proizvode koristi kravlje mlijeko.

Govori se da su Džingis-kan i njegovi ratnici živjeli na jogurtu. Isaac Carasso počeo je prvi prodavati jogurt u Barceloni u Španjolskoj 1920. godine. Osnovao je tvrtku „Danone“ koju je nazvao po svome sinu. „Danone“ je i danas jedna od najvećih mljekarskih tvrtki na svijetu.

Zašto je jogurt dobar?

Nutritivno je bogat, dobar je izvor proteina, vitamina D i kalcija. Ove hranjive tvari pomažu u izgradnji snažnih mišića i kostiju te osiguravaju energiju! Žive bakterijske kulture u jogurtu poboljšavaju probavu laktoze.

Znate li razliku između trajnog i svježeg mlijeka?

Trajno mlijeko možemo pronaći na policama u trgovini s rokom trajanja do 6 mjeseci, dok se svježe mlijeko nalazi u hladnjaku s rokom trajanja do tjedan dana. Zašto je to tako? Razlika je u obradi mlijeka. Mlijeko kao sirovina sadrži laktozu koja je izvor ugljika te je zbog toga pogodna za obitavanje i rast mikroorganizama. Stoga ga je prethodno potrebno preraditi kako bi moglo izaći na tržište kao proizvod. U tvornicama u kojima se proizvode mliječni proizvodi moguća je obrada mlijeka pasterizacijom ili sterilizacijom.

Pod pojmom jogurt podrazumijeva se fermentirani mliječni proizvod koji nastaje zagrijavanjem mlijeka i dodatkom bakterija mliječne kiseline Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus i Streptococcus salivarius subsp. thermophilus.

Jogurt sadrži oko 0,7% mliječne kiseline te je izvrstan izvor proteina, vitamina D i kalcija. Žive bakterijske kulture u jogurtu poboljšavaju probavu laktoze.

Probiotik u ulozi lijeka

Dok se na tržištu ne pojavi druga generacija probiotika kao „živih bioterapijskih pripravaka“ (eng. live biotherapeutic products - LBPs), na raspolaganju su nam probiotici kao dodaci prehrani. I jedni i drugi su kapsulirani praškasti probiotički proizvodi, koji sadrže osušene, ali žive probiotičke bakterije dobivene procesom liofilizacije. Za dodatnu zaštitu probiotičkih bakterija često se koristi postupak mikroinkapsulacije.

Više o kapsuliranim praškastim probiotičkim proizvodima pogledaj u videu.
Izvor: youtube.com – Ksenija Uroić

Uklanjanje vode predstavlja velik stres za bakterijske stanice. Kako bi se zadržala njihova sposobnost da ožive nakon rehidratacije, prije procesa sušenja dodaju se različiti šećeri, proteini, glicerol i druge molekule koje imaju zaštitnu ulogu tijekom procesa sušenja.

Uklanjanje vode predstavlja stres za stanicu jer fosfolipidi stanične membrane moraju podnijeti prelazak iz tekuće u gel fazu. U citoplazminoj su membrani fosfolipidi hidratizirani. Uklanjanjem vode povećavaju se Van der Waalsove sile među lancima ugljikovodika, pa dolazi do oštećenja membrane. Dodavanje šećera utječe na snižavanje temperature pri kojoj se taj prelazak odvija jer se vežu na površinu fosfolipida umjesto vode te na taj način čuvaju strukturu stanične membrane. To znači da su za protektivan učinak šećera zaslužne vodikove veze između fosfatne gupe fosfolipida i hidroksilne grupe šećera.
Dakle, šećeri ovdje djeluju kao lioprotektori, a lioprotektori su dodaci koji se koriste tijekom zamrzavanja, sušenja i osmolize, odnosno liofilizacije, čija je uloga stabilizacija membrane i sprečavanje nepovratnih oštećenja staničnih biopolimera. Osim mono-, di- i polisaharida, kao lioprotektori mogu se koristiti i druge tvari poput proteina mlijeka i sirutke, šećernih alkohola, aminokiselina i njihovih derivata. U našem se laboratoriju (Laboratorij za tehnologiju antibiotika, enzima, probiotika i starter kultura, PBF, Sveučilište u Zagrebu) obrano mlijeko pokazalo jako dobrim lioprotektorom, čak boljim od šećera, što se može pripisati dodatnom protektivnom učinku prisutnih proteina i aminokiselina koje stabiliziraju strukturu makromolekula i staničnu membranu bakterijske stanice.

Šušković J., Kos B.; Frece J., Beganović J., Leboš Pavunc A. 2009. Probiotički koncept – probiotici kao dodaci hrani i probiotici kao bioterapeutici. Hrvatski časopis za prehrambenu tehnologiju, biotehnologiju i nutricionizam 4(3-4), 77-84.
Poveznica na rad iz našeg laboratorija

Sljedeći stres za probiotičke bakterije očekuje ih nakon njihove oralne primjene jer trebaju preživjeti prolazak kroz želudac i tanko crijevo, gdje prepreke njihovu preživljavanju predstavljaju želučana kiselina (nizak pH), enzimi probavnog sustava i žučne soli.

Što je mikroinkapsulacija?

Kako bi probiotičke bakterije preživjele te se očuvala njihova aktivnost tijekom sušenja kao i tijekom prolaska kroz probavni sustav nakon konzumacije, pomaže primjena inovativnog tehnološkog postupka mikroinkapsulacije. To je proces imobilizacije probiotičkih bakterija unutar ograničenog prostora nosača, najčešće nekog prirodnog polimera kao što je alginat pri čemu nastaju mikrokapsule unutar kojih su probiotičke bakterije zaštićene od stresnih okolišnih uvjeta. Takve se mikrokapsule također suše liofilizacijom te se stavljaju na tržište u formi granula.

Više o mikroinkapsulaciji pogledaj u videu.

Mikrokapsule probiotičkih bakterija

U prikazanim bočicama nalaze se žive probiotičke bakterije u obliku kuglica, koje su dobivene njihovim umrežavanjem u biopolimer alginat (polisaharid iz smeđih algi), koji ih treba zaštititi pri prolasku kroz želudac i tanko crijevo, gdje su za njih nepovoljni uvjeti (niska pH vrijednost u želucu i žučne soli u tankom crijevu), te pri procesu sušenja. Tako osušene konzumiramo ih kao probiotike.