Продукты детского и функционального питания на основе пробиотических микроорганизмов

Пробиотические микроорганизмы являются представителями нормальной микрофлоры человека. Среди различных представителей особое место занимают бифидобактерии, которые обнаруживаются в желудочно-кишечном тракте человека.

Коллекция бифидобактерий человеческого происхождения включает в себя более 500 штамов различных видов. Изучение видового состава бифидобактерий позволяет выявить специфику превалирования того или иного вида бифидобактерий в различных возрастных группах. Так у здоровых детей, находящихся в грудном вскармливании встречаются штаммы B. bifidum, B. longum, B. broe, B. infantis, B. adolscentis.

У взрослых в в толстом кишечнике обнаруживаются преимущественно B. bifidum, B. longum и B. adolscentis. У групп лиц старше 35 лет B. adolscentis начинает превалировать в бифидофлоре и увеличивается в пожилом возрасте. В этой связи, в пробиотических продуктах для детей до 3-х лет, видовое соотношение бифидобактерий должно соответствовать количественному содержанию этих микроорганизмов в кишечнике здоровых детей. При этом вид B. adolscentis не следует вводить в эти продукты. Бифидофлоре принадлежит ведущая роль в нормализации микробиоценоза кишечника, сохранения неспецифической резистентности организма, улучшения белкового, витаминного и минерального обмена и др.

Антагонистическая активность бифидобактерий связана с продукцией органических кислот (ацетата и локтата) и бактериоцинов с широким спектром действия ингибирования роста БГКП, сульфидредуцирующих клостридий, сальмонелл, шигелл, листерий и других микроорганизмов.

Снижение количества бифидобактерий или их полное исчезновение является одним из патогенических механизмов длительных кишечных дисфункций, особенно у детей.

Это приводит к нарушению минерального обмена, процессов всасывания микронутриентов в желудочно-кишечный тракт, белкового и жирового обменов и др.

Бифидобактерии являются «поставщиком» неэссенциальных аминокислот (в том числе триптофана), витаминов, способны снижать уровень холестерина в крови и др. Установлена их антикарциногенная и антимутагенная активность.

Все свойства, присущие бифидобактериям характеризуют их, как эффективный биокорректор и использовать их, как специфическую микрофлору в детском и функциональном питании.

Подавляющее большинство продуктов функционального питания на основе бифидобакетрий готовятся на производственных штаммах, принадлежащих видам B. bifidum, B. longum, B. lactis, B. breue, B. infantis, B. animalis. На рынках России известны отечественные бифидосодержащие продукты – Бифидокефир, Бифидок, Умка; в комбинации с молочнокислыми микроорганизмами – Билайф, Бифидокефир, для детского питания – «Бифидомикс», «Бивит», «Бифимил», «Дюймовочка». Российскими учеными разработаны рецептуры на продукты функционального питания виде сыра («Олимп», «Айболит», «Словянский»),а также на основе традиционных напитков – соков, квасов и других.

Довольно длительное время привлекают внимание ученых лактобациллы. В настоящее время род Lactobacillus объединяет 56 видов. Они обнаруживаются в растительных и животных продуктах питания, в молочных продуктах и других. В пищеварительном тракте человека обнаружены 18 видов Lactobacillus – Lactobacillus acidophilus и Lactobacillus enseni.

В толстом кишечнике у детей первых месяцев жизни выявляются Lactobacillus reuteri, L. casei/paracasei, L. acidophilus. Видовой состав лактидофлоры детей в возрасте 1-2 года и взрослых может значительно различаться в зависимости от их национальной и расовой принадлежности, территории проживания, пищевого рациона и т.д. Это следует учитывать при конструировании продуктов детского и функционального питания на их основе живых лактобацилл.

Благодаря продукции органических кислот, (Д и α – молочная кислота) в результате метаболизма, а так же перекисей, антибиотиков, многие штаммы лактобацилл проявляют активность в отношении патогенных микроорганизмов.

В нашей стране кисломолочные продукты на основе лактобацилл появились в середине 70-х годов, как продукты детского и лечебного питания. Было установлено, что под влиянием протеаз лактобацилл в продукте происходит расщепление белков молока до более мелких фрагментов и накопление свободных аминокислот (метионин, лизин, лейцин).

В настоящее время резко увеличилось производство кисломолочных продуктов, получаемых путем ферментации молока определенными штаммами микроорганизмов и содержащие как живые бактерии, так и их метаболиты. Соответственно на рынке появляется больше разновидностей заквасочных культур. Заквасочные культуры традиционных йогуртов попадая в пищеварительный тракт человека стимулирует рост бифидобактерий, присутствующих в кишечнике. Это особенно четко проявляется у детей, у которых имеет место исходное сниженное содержание бифидобактерий в кишечнике.

Дополнительное внесение в диетические кисломолочные продукты пробиотических штаммов микроорганизмов оправдано тем, что подобные продукты функционального питания, сохранив в себе органолептические, питательные и диетические свойства молока, простокваши, кефира, йогуртов и других продуктов, дополнительно приобретают лечебно-профилактические характеристики. Йогурты, молоко, ферментированные S. thesmophilus, L. bulgaricus или Bifidobacterium spp можно отнести к продуктам функционального питания, поскольку они улучшают иммунный статус человека, увеличивают продукцию интерферона, иммуноглабулитов, цитокининов. Йогурты, содержащие дополнительно ацидофильные лактобациллы повышают колонизационную резистентность кишечника, что предотвращает развитие кишечных инфекций.

В сухих кисломолочных продуктах для детей в возрасте первых дней жизни до года «Росток», «Росток-1», «Тонус», «Тонус-1»; кисломолочных продуктах, вырабатываемых с применением термизации сырья и сквашивания стерилизованной смеси «Бифидомикс», «Бифилин» применяется закваска из бифидобактерий молочнокислых и ацидофильных бактерий.

В адаптированных смесях серии АТУ, помимо содержания в заквасочной смеси бифидобактерий и лактобацилл, продукт обогащен жиро- и водорастворимыми витаминами, смесями растительных жиров, лактозой, солодовым экстрактом, обеспечивающие рост бифидо- и лактобактерий. При изготовлении продуктов функционального питания может быть использована и немолочная основа, прежде всего растительное сырье, ферментированное бифидобактериями, лактобациллами, молочнокислыми стрептококками и различными их комбинациями. Для приготовления овощных ферментированных напитков с использованием молочнокислых бактерий наиболее часто применяются морковный, свекольный, картофельный, тапенамбуровый соки. В основном при разработке таких продуктов используются штаммы L. pleantarum, L.acidopillus,Streptococcus faecium, B.bifidum и другие.

В МГУПП разработана технология производства морковного и свекольного напитков, ферментированных бифидобактериями и лактобациллами. На основе анализа значений рН и кислотности в сброженных соках подобраны питательные оптимальные добавки (экстракт и автолизат дрожжей, сорбит, молочная сыворотка, аланин, лейцин, лактоза) для эффективной ферментации бифидобактериями морковного и свекольного соков. Показана способность бифидобактерий, снижать уровень нитратов в процессе ферментации овощных соков. Отработаны оптимальные соотношения бифидобактерий и лактобацилл для изготовления овощных ферментированных напитков. При засеве морковного и свекольного соков с соответственно 0,5% сорбита и 1% молочной сыворотки 20-часовой адаптированной ассоциированной закваской молочнокислых бактерий длительность ферментации составляла при 37^оС не более 10 часов. При этом в полученных напитках отмечалось повышенное содержание, по сравнению с исходными соками, органических кислот, свободных аминокислот, витаминов С, В₁, В₂ и b-каротина, других биологически активных соединений. Ферментированные смесью бифидобактерий и лактобацилл соки обладали ингибирующей активностью в отношении ряда потенциально патогенных микроорганизмов. Указанные характеристики ферментированных свекольного и морковного соков делали их не только весьма ценными как источники легкоусвояемых питательных веществ, но и позволяли отнести эти напитки к категории продуктов функционального питания (лечебно-профилактичеких продуктов). Это подтвердилось наблюдениями в клинике лечебного питания Института питания РАМН (Москва) при назначении их больным с заболеванием органов пищеварения. Срок хранения не пастеризованного ферментированного бифидобактериями и лактобациллами морковного и свекольного напитков при температуре 7-9^оС 2-3 суток. Концентрация живых бифидобактерий в готовом продукте находится в пределах 10^7-8 КОЕ/мл. Разработаны также, рецептуры и технология приготовления ферментированных морковно-красносмородинового и свекольно-черносмородинового напитков.

Сотрудниками Нижегородского НИИ детской гастроэнтерологии совместно с фирмой «Биофит» и Институтом питания АМН создан напиток на основе криопорошка овса, яблока, небольшого количества растительного масла (источник полинасыщенных жирных кислот) и бифидобактерий. Обследуя детей пищевой аллергией и гиперхолетеринемией, получавших на протяжении 2-8 недель напиток с вышеуказанным составом, было выявлено несомненное позитивное его действие как на состав микрофлоры кишечника детей, так и на уровень холестерина в сыворотке крови. Основываясь на этих данных, авторы пришли к выводу, что разработанный ими напиток обладает пробиотическими свойствами и помогает детям при пищевой аллергии и гиперхолестеринимии.

В России с учетом национальных традиций разработаны также рецептуры напитков также с использованием молочнокислых бактерий на квасной основе. При этом первоначально по обычной технологии получают квас, который затем после автоклавирования докрашивают различными культурами лактобацилл и бифидобактерий.

За рубежом на основе апельсинового ока получен ферментированный напиток, при приготовлении которого используется комплексная закваска из Saccharomyces cerevisiae и Lactobacillus plantarum.

Анализируя опубликованные данные по изготовлению различных кисломолочных продуктов, необходимо отметить, что при конструировании в ближайшем будущем новых продуктов функционального питания на основе микроорганизмов разработчикам следует учитывать ряд сложившихся к настоящему времени требований к их рецептуре и технологии: они должны готовиться с использованием стартерных культур человеческого происхождения с применением на всех этапах асептической технологии; содержание живых микроорганизмов в готовом продукте должно быть не менее 10⁶ КОЕ/г; а сам продукт должен обладать доказанными благоприятными эффектами на конкретные биохимические, поведенческие реакции и физиологические функции организма человека.

Следует отметить, что к продуктам детского и лечебного питания предъявляются более высокие микробиологические требования, чем к продуктам массового потребления, соответственно, и к пищевому сырью и компонентам, используемым для изготовления продуктов детского питания.

При этом учитываются в первую очередь: состояние здоровья ребенка, возраст ребенка, с которого он получает тот или иной продукт (с первых дней жизни, с 2-3х месяцев, после 5-6 месяцев и т.п.) и способ термической обработки, применяемой при приготовлении смесей для кормления ребенка (растворение в воде при температуре 37-40^оС или при 70-85^оС, подогревание растворенной смеси до кипения, или кипячение в течение 5 минут).