پروبیوتیک ها و غذاهای عملگر
پروبیوتیک ها و غذاهای عملگر

پروبیوتیک ها و غذاهای عملگر

خلاصه

پروبیوتیک­ها، به عنوان اجزای غذایی میکروبی زنده­ای تعریف می­شوند که دارای اثرات سودمند بر روی سلامتی انسان می­باشند. بیشتر باکتری­های پروبیوتیک به جنس بیفیدوباکتریوم و لاکتوباسیلوس­ها تعلق دارند. مطالعات زیادی اثرات سودمند پروبیوتیک­ها را بر روی بیماری­های روده­ای و معده­ای، فعالیت­های ضد میکروبی، افزایش متابویسم لاکتوز، کاهش کلسترول خون، تحریک سیستم ایمنی، خصوصیات ضد جهش­زایی، خصوصیات ضد سرطانی، خصوصیات ضد اسهال، بهبود بیماری­های روده و شکم و توقف باکتری هلیکوباکترپیلوری با افزودن گونه مورد نظر به محصول غذایی گزارش کرده­اند. امروزه اکثر پروبیوتیک­های معین در فراورده­های لبنی استفاده می­شوند. اگرچه اخیراً چندین ماده­ی خام به طور گسترده­ای در جهت تعیین مناسب بودن آن­ها برای تولید میکروارگانیسم­های پروبیوتیک غیر لبنی جدید، مورد بررسی قرار گرفتند. بنابراین، هدف از این تحقیق، بررسی اثرات پروبیوتیک­ها بر روی سلامتی انسان و کاربرد پروبیوتیک­ها در محصولات لبنی و غیر لبنی (میوه و سبزی، غلات، سویا و گوشت) جدید و سنتی دارای پتانسیل پروبیوتیکی می­باشد.

کلمات کلیدی: پروبیوتیک، سلامتی، لاکتوباسیلوس­ها، بیفیدوباکترها، غذاهای عمل گرا.

مقدمه

پروبیوتیک­ها میکروارگانیسم­های زنده­ای هستند که زمانی که به میزان مناسبی در بدن میزبان توزیع می­شوند، اثرات مفیدی را برای میزبان خود فراهم می­کنند[1]. واژه پروبیوتیک در تحولات قرن بیستم از فرضیه­ای که توسط دانشمند روسی الی مچنیکف[1] جایزه نوبل دریافت کرد، مطرح شد. وی بیان کرد که دلیل سلامت و طول عمر بالای روستایی­ها و عشایر، مصرف محصولات لبنی تخمیری می­باشد[2]. وی معتقد بود که در هنگام مصرف، لاکتوباسیلوس­ها به طور مثبتی میکروفلور روده را تحت تأثیر قرار داده و فعالیت­های میکروبی مضر را کاهش می­دهند[1؛2؛3]. پروبیوتیک­ها، همچنین باکتری­های دوست و موافق یا باکتری­های خوب نیز نامیده می­شوند[4].

غذاهای پروبیوتیک یک گروه از غذاهای بهبود دهنده­ی سلامتی تحت عنوان غذاهای عملگر هستند[5] ؛که شامل تركيبات  پروبیوتیکی زنده­ در یک ميزان كافي هستندو سلامتي را بر اساس تغذيه مهيا مي نمايند [6 ؛7]. بنابراین پس از مصرف، اثرات مثبت آن­ها فراهم می­شود[3]. میکروارگانیسم­های پروبیوتیک معمولاً دارای منشأ انسانی یا حیوانی هستند[1]. بیشتر باکتری­های پروبیوتیک به جنس بیفیدوباکتریوم و لاکتوباسیلوس­ها تعلق دارند. اگرچه گونه­های متعلق به جنس­های لاکتوکوکوس، انتروکوکوس، ساکارومایسس و پروپیونی باکتریوم نیز بعلت اثرات بهبود دهندگی که بر روی سلامتی دارند، به عنوان پروبیوتیک مطرح شده­اند[1، 3، 4].

بیفیدوباکترها بطور معمول در روده انسان و حیوان ساکن هستند و حضور آن­ها در دهان و مدفوع انسان و حیوان عجیب نیست. pH  و دمای مناسب رشد بیفیدوباکترها به ترتیب بین 7-6 و 41-37 درجه سانتی گراد می­باشد. برخی از بیفیدوباکترها که به عنوان پروبیوتیک استفاده می­شوند شامل بیفیدوباکتریوم ادلسنتیس،بیفیدوباکتریم لانگوم، بیفیدوباکتریم انفنتیس و بیفیدوباکتریم بریو می­باشند.

دمای مناسب رشد لاکتوباسیلوس­ها، بالای 45 درجه سانتی­گراد می­باشد، اگرچه دمای مناسب رشد آن­ها بین 40-35 درجه سانتی گراد گزارش شده است. این باکتری­ها در محیط اسیدی جزئی در pH 4/6-5/4 رشد می­کنند. مهمترین لاکتوباسیلوس­ها، لوکونوستوک، لاکتوباسیلوس، استرپتوکوکوس و پدیوکوکوس می­باشند[1].

اکثر باکتری­هایی که در آماده سازی پروبیوتیک مورد استفاده قرار می­گیرند (لاکتوباسیلوس­ها و بیفیدوباکترها)، جهت افزایش سازگاری با میکروفلور روده انسان و افزایش شانس بقای آن، از نمونه مدفوع انسان جداسازی می­شوند. در رابطه با پروبیوتیک­ها اینطور استدلال می­شود که برای اعمال اثرات سودمند توسط آن­ها، این باکتری­ها باید زنده و زیست پذیر بوده و در غلظت بالای به عنوان مثال 109-108 عدد به ازاء هر گرم محصول در دسترس باشند. همچنین باید در شیره­ی معده انسان زنده مانده و به روده کوچک و بزرگ برسد.

برخی فاکتورهایی که بقا و فعالیت پروبیوتیک­ها را در دستگاه گوارش مصرف کننده تحت تأثیر قرار می­دهند عبارتند از: حالت فیزیولوژیکی پروبیوتیک اضافه شده(فاز رشد یا لگاریتمی)، میزان مصرف پروبیوتیک بر اساس غلظت در زمان، موقعیت فیزیکی در طول نگهداری محصول، ترکیبات شیمیایی محصولی که پروبیوتیک­ها به آن افزوده می­شوند (pH، فعالیت آبی، کربن، نیتروژن، مواد معدنی و محتوای اکسیژن)، اثر متقابل ممکن بین پروبیوتیک­ها و باکتری­های استارتر[1].

پروبیوتیک­ها و سلامتی

خصوصیات بهبود دهندگی سلامت و ضد میکروبی لاکتوباسیلوس­ها و پروبیوتیک­ها می­تواند مربوط به تولید ترکیبات مغذی و ترکیبات ضد میکروبی مانند اسیدهای آلی، پراکسید هیدروژن و باکتروسین باشد. کاهش pH بعلت اسیدهای آلی (اسید لاکتیک و اسید استیک) که توسط این باکتری­ها در روده تولید می­شوند، دارای اثرات نابود کنندگی یا متوقف کنندگی بر روی باکتری­های بیماری­زا می­باشند[1]. جدول 1 خلاصه ای از اثرات پروبیوتیک­ها بر روی سلامتی نشان می­دهد.

پروبیوتیک­ها و غذاهای عملگر

فراورده­ های لبنی

امروزه اکثر پروبیوتیک­ها در فراورده­های لبنی استفاده می­شوند[3]. فرآورده­هاي لبني به دلايل محافظت از پروبيوتيک­ها، ثبات پروبيوتيك در دماي يخچالي (سرد )، نصور مثبت عمومي و فوايد سلامتي حامل مناسبي براي پروبيوتيك مي باشند[8]. معمول­ترین محصولات لبنی پروبیوتیک در جهان، انواع مختلف ماست و دیگر فراورده­های لبنی (مانند دوغ کره­ی تخمیری در فنلاند)، نوشیدنی­های باکتری­های اسید لاکتیک مختلف، آب میوه و مخلوط شیرهای پروبیوتیک (تخمیر شده)، پنیر پروبیوتیک تازه و رسیده می­باشند. معمول­ترین ادعای سلامتی که برای غذاهای لبنی پروبیوتیک مطرح است، بهبود و پیشرفت سیستم دفاعی طبیعی بدن است[3].

مقاومت به پاتوژن­های روده­ای
    تبدیل محیط روده به حالتی که کمتر برای پاتوژن­ها مطلوب باشد (pH، اسید چرب کوتاه زنجیر، باکتریوسین)، تأثیر روی فلور میکروبی روده، چسبندگی به موکوس روده جهت مداخله با چسبندگی پاتوژن­ها، تنظیم ترشحات روده­ای جهت مقابله با رسیدن باکتری­های پاتوژن به سلول­های اپیتلیال روده­ای اثرات ضد سرطان روده باند کردن جهش­زاها، غیر فعال کردن سرطان­زاها، ممانعت از فعالیت آنزیم­های میکروبی روده­ای که تولید ترکیبات سرطان­زا می­کنند، پاسخ ایمنی آلرژی  ممانعت از انتقال آنتی­ژن­ها در رگ­های خونی رشد بیش از حد باکتری­های روده­ی کوچک تأثیر بر فلور میکروبی که رشد بیش از اندازه دارند، کاهش تولید متابولیت­های سمی، تغییر موقعیت روده تا برای فلور میکروبی با رشد بالا، کمتر مناسب باشد.
نوسانات سیستم ایمنی نیرومند سازی دفاع غیر ویژه بر علیه سرایت بیماری و عوامل پیش برنده شکل گیری تومور، افزایش تولید ایمونوگلوبولین A چربی خون، بیماری قلبی جذب کلسترول توسط سلول­های باکتریایی، افزایش دفع نمک­های صفراوی بعلت عدم پیوستگی با آنزیم هیدرولاز نمک صفراوی، اثرات آنتی اکسیدانی عفونت­های ناشی از هلیکوباکترپیلوری تولید بازدارنده هلیکوباکترپیلوری (اسید لاکتیک و غیره)

شیر تخمیری به عنوان یک حامل برای جذب پروبیوتیک­ها محسوب می­شود و بنابراین باید حاوی تعداد زیادی از پروبیوتیک­ها باشد. بسیاری از نژادهای پروبیوتیک به خوبی در شیر عمل نکرده و نیازمند استفاده از نژادهای پشتیبان مانند استافیلوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس دلبروکی هستند که این معمولاً به شیر تخمیری خصوصیات مانند ماست را می­دهد[9].

شیرهای تخمیری پروبیوتیک توسط باکتری­های اسید لاکتیک مختلف شامل بیفیدو باکترها تولید می­شوند. لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس، نژاد ویژه لاکتوباسیلوس کازئی و زیر گونه­های بیفیدوباکتریوم ، معمول­ترین باکتری­های پروبیوتیک در تولید شیر تخمیری هستند. این باکتری­ها و سایر پروبیوتیک­ها دارای توانایی فعالیت در روده می­باشند. استارترهای سنتی ماست (استافیلوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس دلبروکی زیرگونه بلغاری) در روده قادر به رشد نمی­باشند[9 و 10].

ماست و دیگر کشت­های میکروبی مرسوم و باکتری­های پروبیوتیک در محصولات شیر تخمیر شده و غیر تخمیری، هضم لاکتوز را بهبود داده و علائم عدم تحمل را در افراد مبتلا به هضم بد لاکتوز کاهش می­دهد. این اثرات سودمند مربوط به آنزیم بتا گالاکتوزیداز میکروبی حاضر در محصولات تخمیری شیر می­باشد که زمان عبور از روده را به تأخیر انداخته، اثرات مثبت بر عملکرد روده و میکروفلور روده گذاشته و حساسیت نسبت به علائم بیماری را کاهش می­دهد[11].

سلول­های لاکتوباسیلوس بر روی تکه­های میوه (سیب یا گلابی) تثبیت و کاتالیزور زیستی تثبیت شده به عنوان یک مکمل  در تولید پنیر پروبیوتیک مورد استفاده قرار گرفت. تکه­های میوه در طول رسیدن پنیر، یک محافظ مؤثر جهت بقای سلول­های لاکتوباسیلوس کازئی  بوده و پنیر تولیدی دارای مزه ممتاز و خصوصیات حسی قابل پذیرش می­باشد[12].

باکتری­های پروبیوتیک انکپسوله[2] شده می­توانند در بسیاری از محصولات لبنی تخمیری مانند ماست، پنیر، خامه پرورده، و دسرهای لبنی منجمد مورد استفاده قرار گیرند. در حالت کپسوله شده، پروبیوتیک­ها از اثر باکتریوفاژها و محیط نامناسب مانند سرما و شیره معده محافظت می­شود[13].

میوه و سبزی

پتانسیل بیولوژیکی و تغذیه­ای آب میوه­ها و سبزی­ها، آن­ها را به محصولات غذایی با کاربرد مختلف در نگهداری تعادل ارگانیسم­ها تبدیل کرده است. به علت محتوای نمک پتاسیم، بیوفلاوین، ویتامین­ها و غیره، آب میوه­ها و سبزی­ها نتایج خوبی را  در پیشگیری و همچنین در درمان بیماری­های قلبی- عروقی دارند. نبود چربی برای درمان بیماری­های ذکر شده، مزیت ویژه­ای را به این نوع محصولات داده است. اثرات سودمند میوه­ها و سبزی­ها می­توانند به واسطه تیمارهای بیوشیمیایی مانند تخمیر لاکتیکی افزایش یابد[14].

بطور کلی بر اساس گزارشات مطالعات پروبیوتیک، رشد و توانایی زیست سلول­ها در میوه­ها و سبزیجات بستگی به نوع باکتری مورد استفاده، اسیدیته نهایی و غلظت اسید لاکتیک و اسید استیک محصول نهایی دارد. پروبیوتیک دارای یک پتانسیل مطلوب برای کاربرد به عنوان مکمل عملگر در محصولات میوه به علت تحمل مؤثر آن­ها به محیط اسیدی می­باشد، اگرچه استفاده از موانع فیزیکی بر خلاف موقعیت خارجی ناسازگار توصیه شده است[1].

مطالعات زیادی کاربرد پروبیوتیک­ها را در میوه­ها و سبزی­ها مورد بررسی قرار دادند. در زیتون تخمیر شده طبیعی، لاکتوباسیلوس کازئی به عنوان گونه غالب شناسایی شده است. یون و همکاران مناسب بودن آب گوجه فرنگی را جهت تولید یک محصول پروبیوتیکی بوسیله لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس، لاکتوباسیلوس پلانتاروم، لاکتوباسیلوس کازئی و لاکتوباسیلوس دلبروکی را مطالعه کردند. یون و همکاران از همان باکتری­ها را از نظر مناسب بودن کلم به عنوان ماده خام تولید آب کلم پروبیوتیک بررسی کردند. یانگ و همکاران یافتند که لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس و لاکتوباسیلوس پلانتاروم می­توانند آب چغندر را برای رشد استفاده کنند.

نژادهای گونه­های مربوط به لاکتوباسیلوس­ها(لاکتوباسیلوس پلانتاروم) و لوکونوستوک(لوکونوستوک مزنتوروئید) معمول­ترین باکتری­های انجام دهنده تخمیر طبیعی اسید لاکتیک سبزیجات هستند. اما لاکتوباسیلوس پارا کازئی، کازئی، لاکتوباسیلوس دلبروکی و لاکتوباسیلوس برویس نیز همینطور گزارش شده­اند[1].

غلات و سویا

دانه ­های غلات به عنوان یکی از مهمترین منابع پروتئین، کربوهیدرات، ویتامین، مواد معدنی و فیبر برای مردم در سراسر جهان مطرح است. علاوه بر این آن­ها می­توانند به عنوان یکی از منابع کربوهیدرات غیر قابل هضم باشند که علاوه بر دارا بودن اثرات فیزیولوژیکی سودمند، به طور انتخابی می­توانند منجر به تحریک رشد لاکتوباسیلوس­ها و بیفیدوباکترهایی که به عنوان پروبیوتیک در روده حاضر هستند، شوند. غلات حاوی فیبرهای محلول در آب (مانند بتا گلوکان و آرابینوکسیلان)، الیگوساکاریدها (مانند گالاکتو و فروکتو الیگوساکارید) و نشاسته­های مقاوم هستند و بنابراین جهت اجرای کاربرد پروبیوتیک­ها پیشنهاد شده­اند. انواع لاکتوباسیلوس­ها به عنوان میکروارگانیسم­های کمپلکس شناسایی شدند که به کربوهیدرات­های قابل تخمیر، اسیدهای آمینه، ویتامین­های گروه B، اسید نوکلئیک­ها و مواد معدنی جهت رشد نیاز دارند و بنابراین تخمیر غلات یک راه ارزان برای فراهم کردن یک سوبسترای غنی جهت حمایت از رشد میکروارگانیسم­های سودمند می­باشد.

تعداد زیادی از محصولات غلات تخمیری غیر لبنی در طول تاریخ تولید گشته است. تارهانا[3] و کیشک[4] مخلوط شیر- غله محتوی لاکتوباسیلوس­های دارای خصوصیات پروبیوتیک هستند. هستند. حتی تارهانا یکی از قدیمی­ترین غذاهای پروبیوتیکی می­باشد. غلات عمده مورد استفاده در تولید غذاهای تخمیری شامل گندم و جو، ذرت، برنج و دانه­های سویا می­باشند[1].

گوشت

گوشت به عنوان یک حامل بی­نظیر برای پروبیوتیک­ها شناخته شده است. ظرفیت بافری گوشت ممکن است بعلت pH بالای محیط کوچک باکتری­های ساکن در سطح گوشت باشد. علاوه بر این به عنوان محافظی برای لاکتوباسیلوس­ها در برابر عمل کشندگی صفرا شناخته شده است[1]. مزایا و معایبی در مورد ماتریکس گوشت تخمیری وجود دارد. آن­ها برای حمل باکتری­های پروبیوتیک مناسب هستند. از آنجایی که آن­ها معمولاً حرارت ندیده یا بطور ملایمی حرارت می­بینند، می­توانند منجر به افزایش زیست پذیری باکتری­های پروبیوتیک در طول دستگاه گوارش گردند. در مقابل زیست پذیری باکتری­ها ممکن است به علت غلظت بالای نمک بکار رفته برای پروراندن گوشت و فعالیت آبی و pH پایین کاهش یابد[5].

محصولات تخمیری عمده حاصل از گوشت شامل سوسیس­های تخمیری و ماهی تخمیری می­باشد. نژادهای لاکتوباسیلوس که اخیراً عمدتاً به عنوان استارترهای گوشت بکار می­روند شامل لاکتوباسیلوس کازئی، لاکتوباسیلوس کاروانتوس، لاکتوباسیلوس بنتوسوس، لاکتوباسیلوس ساکی، پدیوکوکوس اسیدی لاکتیس و پدیوکوکوس پنتوساکوس می­باشند[1].

نتیجه و بحث

احتمالاً پروبیوتیک­ها، بیش از هر جزء غذایی و مغذی برای تغذیه انسان ضروری بوده و در زمینه­ی مشاوره­های تغذیه­ای، توصیه­ی مصرف روزانه آن باید مطرح شود. اگرچه معمول­ترین ماتریکس غذایی برای باکتری­های پروبیوتیک فراورده­های لبنی هستند، این امکان وجود دارد که غذاهای پروبیوتیکی از  ماتریکس­های مختلف شامل غذاهای تخمیری و غیر تخمیری فراهم شود. نیاز به مطالعات بعدی جهت اطمینان از اثرات سودمند پروبیوتیک­های معین بر روی سلامتی انسان ضروری می­باشد.

 

فهرست منابع

    Espinoza, Y. R. and Navarro, Y. G. Non-dairy probiotic products. Food Microbiology. 2008:1-41.
    Sanders, M. E. A. Probiotics. Food Technology. 1999. 53(11) :67-77.
    Gösta Bylund, M.Sc., dairy processing handbook, 1995, Tetra Pak Processing Systems AB: 234-248.
    National center for complementary and alternative medicine. An Introduction to Probiotics.
    Vuyst, L., Falony, G. and Leroy, G. Probiotics in fermented sausages. Meat Science. 2008. 80: 75–78.

6.Saloff-Coste, C.J. Diarrhea and fermented milks. Danone World Newsletter No. 8,1995.

7.Salminen S. and Tanaka, R. Annual review on cultured milks and probiotics. IDF Nutrition Newsletter. 1995. 4: 47 – 50.

8.Salminen, S. Probiotics: applications in dairy products. Dairy Sciences. 2003. 4: 2315-2322.

    Mattila-Sandholm, T. and Saarela, M. Functional dairy products. WoodHeaed Publishing Limited. 2000.
    Chandan, C. Ch. Manufacturing Yogurt And Fermented Milks. Blackwell. 2006.

11.Vrese, M., Stegelmann,A., Richter B. Fenselau,S Laue Ch. and Schrezenmeir, J. Probiotics—compensation for lactase insufficiency. Am J Clin Nutr 2001.73 :421-429.

    Kourkoutas, Y., Bosnea, L., Taboukos, S., Baras, C., Lambrou, D. and Kanellaki, M. Probiotic Cheese Production UsingLactobacillus casei Cells Immobilized on Fruit Pieces. J. Dairy Sci. 2006. 89:1439–1451.
    Krasaekoopt, W., Bhandari, B. and Deeth, H. Evaluation of encapsulation techniques of probiotics for yoghurt. International Dairy Journal. 2003. 13: 3–13.
    Moraru, D., Bleoanca, I. and Segal, R. Probiotic vegetable juices. The Annals of the University Dunarea de Jos of Galti. 2007. Fascicle IV, Food Technology: 88-91.

 

 

2- Elie Metchnikoff

2- Encapsulation

3- Tarhana

4- Kishk


آدرس:  تهران بلوار آفریقا، تقاطع ظفر، ساختمان کساء، شماره 93، طبقه 5، واحد11