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
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