Главная \ 1. Закваски промышленные \ Ферментированные продукты питания

Ферментированные продукты питания

Ферментированные продукты, здоровье и микробиом кишечника

 Ферментированные продукты, здоровье и микробиом кишечника 

 ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Natasha K. Leeuwendaal, Catherine Stanton, Paul W. O’Toole and Tom P. Beresford
Fermented Foods, Health and the Gut Microbiome
Nutrients 2022, 14(7), 1527

СОДЕРЖАНИЕ

Резюме

Ферментированные продукты были частью рациона человека почти 10 000 лет, и уровень их разнообразия в 21 веке значителен. Польза для здоровья ферментированных продуктов интенсивно исследовалась; выявление биоактивных пептидов и микробных метаболитов в ферментированных пищевых продуктах, которые могут положительно влиять на здоровье человека, усилило этот интерес. Каждая ферментированная пища обычно содержит отдельную популяцию микроорганизмов. После приема внутрь питательные вещества и микроорганизмы из ферментированных пищевых продуктов могут выжить, чтобы взаимодействовать с кишечным микробиомом, который теперь можно разрешить на уровне видов и штаммов с помощью метагеномики. Таким образом, можно определить временную или долгосрочную колонизацию кишечника ферментированными пищевыми штаммами или воздействие ферментированных пищевых продуктов на местные кишечные микробы. В этом обзоре рассматриваются основные пути ферментации пищевых продуктов и вовлеченные микроорганизмы, потенциальная польза для здоровья и способность этих пищевых продуктов воздействовать на микробиом кишечника после приема внутрь либо за счет соединений, образующихся в процессе ферментации, либо за счет взаимодействия с микроорганизмами из ферментированных пищевых продуктов, которые способны выживать при желудочно-кишечном транзите. Этот обзор ясно показывает, что ферментированные продукты могут влиять на микробиом кишечника как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе, и их следует считать важным элементом рациона человека.

1. Введение

Ферментированные продукты были компонентом рациона человека с древних времен. Одно из самых ранних свидетельств преднамеренного применения ферментации было обнаружено в керамических сосудах, обнаруженных в Китае, датируемых 7000 годом до н.э., которые использовались для ферментации риса, меда и фруктов [1]. Однако вполне вероятно, что непреднамеренное производство и потребление ферментированных продуктов значительно предшествуют этому, поскольку продукты должны были подвергнуться самопроизвольному брожению во время хранения [2]. В то время как микроорганизмы, впервые обнаруженные в 1670-х годах Антони ван Левенгуком, первоначально привлекали большое внимание как агенты порчи пищевых продуктов и болезней, вскоре были обнаружены полезные применения, включая их способность производить антибиотики против патогенных бактерий и положительно влиять на здоровье человека [3]. Однако, вероятно, самая важная функция, которую микробы выполняли на протяжении всей истории человечества, — это их участие в сохранении пищевых продуктов посредством ферментации [3,4]. Ферментация — это процесс, при котором спирты, углекислый газ и/или органические кислоты вырабатываются микроорганизмами, главным образом из сахаров и в основном в анаэробных условиях, для производства энергии [5]. Накопление спирта и органических кислот и связанное с этим повышение кислотности пищевых субстратов подавляет рост других микроорганизмов и активность ферментов в пищевой системе, тем самым снижая скорость порчи и приводя к получению продуктов с увеличенным сроком годности.

Однако, хотя основная функция ферментации пищевых продуктов связана с повышением безопасности пищевых продуктов и увеличением срока их хранения, ферментированные продукты также стали ассоциироваться с пользой для здоровья. Одним из первых сторонников этой гипотезы был Илья Мечников, который интересовался потенциалом пищи в содействии продлению жизни. В эссе Мечникова «Молочная кислота и гниение» он приписывает долгую жизнь болгарских крестьян основным продуктам питания страны того времени, в частности простокваше (скисшему молоку). В своих экспериментах он обнаружил, что культуры молочнокислых бактерий (МКБ) в ферментированной пище производят «дезинфицирующие тела», полезные для человека-хозяина [6]. Таким образом, ферментированные продукты были положительно связаны со здоровьем человека, начиная с начала 1900-х годов; постулируемые впоследствии механизмы, с помощью которых эти продукты могут принести пользу здоровью, включают один или несколько из следующих факторов: (I) непосредственная питательная ценность ферментированных пищевых продуктов, включая биоактивные соединения, образующиеся в результате процесса ферментации; (II) обеспечение питательными веществами для стимулирования роста местных кишечных микробов; и (III) способность микробов в ферментированных пищевых продуктах выживать при прохождении через желудок и либо становиться компонентом кишечного микробиома, либо ингибировать/конкурировать с существующими членами кишечного микробиома.

Следовательно, исследователи предложили включить ферментированные продукты в диетические рекомендации. Чилтон и его коллеги утверждают, что из-за их давней роли в рационе человека и их устоявшихся и новых питательных и терапевтических преимуществ (которые будут подробно обсуждаться ниже), частично вызванных их собственным микробиомом, они заслуживают рассмотрения для регулярного потребления и должны быть включены в рекомендации по потреблению пищевых продуктов [5]. Кроме того, пробиотические бактерии, определяемые как «живые микроорганизмы, которые при употреблении в достаточных количествах приносят пользу для здоровья хозяина», могут быть частью ферментированного пищевого микробиома [7,8]. Многие ферментированные продукты содержат бактерии с пробиотическим потенциалом, либо добавленные в процессе производства, либо посторонние бактерии, такие как незаквасочные молочнокислые бактерии (NSLAB), обнаруженные в сыре, которые способны расти и процветать в ферментированных продуктах [9]. «Функциональные продукты питания» - это юридический термин, введенный в Японии, который был определен в Европе в 1999 году как пища, которая «удовлетворительно продемонстрировала благотворное влияние на одну или несколько целевых функций организма, помимо адекватного воздействия на питание, таким образом, что это имеет отношение к улучшению состояния здоровья и благополучия и/или снижение риска заболевания» [10,11]. Потенциал ферментированных продуктов положительно влиять на микробиом кишечника предполагает, что необходимы дальнейшие исследования по этой теме, чтобы установить, действительно ли ферментированные продукты можно определить как функциональные продукты.

В этом обзоре за кратким введением в ферментированные пищевые продукты и их потенциальную пользу для здоровья следует обсуждение способности ферментированных продуктов влиять на микробиом кишечника, либо за счет того, что сообщества ферментированных продуктов выживают при желудочно-кишечном транзите и временно или постоянно становятся частью микробиома кишечника, либо за счет предоставления питательных веществ, которые поддерживают рост местной кишечной микробиоты; кроме того, мы исследуем потенциальные преимущества для питания и здоровья, связанные с такими взаимодействиями.

2. Ферментированная пища

Самые ранние свидетельства ферментации пищи датируются периодом неолита, ~ 7000 г. до н.э., в Китае [1], периодом, который совпадает с развитием сельского хозяйства и, следовательно, сезонами, когда было доступно изобилие пищи, за которыми следовали периоды относительного дефицита. Выращивание сельскохозяйственных культур началось в Плодородном Полумесяце Юго-Западной Азии ~ 9000 г. до н.э., и есть свидетельства того, что козы, овцы и крупный рогатый скот были одомашнены к 7000 г. до н.э. [12]. Одомашнивание животных обеспечило источник мяса и молока, которые в сыром виде имеют очень короткое время хранения до порчи. Однако к 6500 г. до н.э. появились рудиментарные процессы преобразования молока в сыр путем ферментации, основным преимуществом которых был увеличенный срок хранения; Таким образом, был найден механизм сохранения пищи, доступной во времена изобилия, для еды в условиях относительной нехватки. Процесс производства сыра имел дополнительные преимущества: (I) концентрировал содержание жира, белка и минералов в молоке, таким образом производя энергетически насыщенную и питательную пищу, и (II) удалял лактозу, делая сыр доступным для взрослых, которые в то время в основном страдали непереносимостью лактозы и не могли потреблять молоко после младенчества [12].

Процесс ферментации использовался почти всеми народами и применялся к растительному материалу (включая фрукты, семена, клубни и другие растительные материалы) и животному материалу (включая мясо, молоко, рыбу и яйца), отражая основные продукты питания, доступные в разных регионах [2,13].

2.1. Разнообразие ферментированных пищевых продуктов

Трудно окончательно установить количество ферментированных продуктов, производимых в мире; большинство оценок предполагает, что существует более 5000 различных видов [14]. Однако если принять во внимание местные и региональные различия, эта цифра, вероятно, значительно возрастет. Например, для классификации сыра могут использоваться разные схемы классификации, и хотя некоторые подходы предполагают всего восемнадцать основных типов сыра, если принять во внимание местные модификации, основанные на различиях в процедурах, микроорганизмах и типах молока, общепринято, что во всем мире доступно более 1000 сортов сыра [15]. Для характеристики или группировки ферментированных пищевых продуктов использовались различные подходы, наиболее распространенные из которых основаны на сыром/неферментированном пищевом субстрате, в результате чего ферментированные продукты были сгруппированы на подгруппы: (1) злаки, (2) овощи, (3) бобовые, (4) корнеплоды/клубнеплоды, (5) молоко, (6) мясо, (7) рыба, (8) алкогольные напитки и (9) разное [16].

Вследствие их древнего происхождения существует сильный региональный уклон в распространении и популярности различных ферментированных продуктов. Например, на большей части территории Восточной и Южной Азии, а также в южных регионах Индии ферментированные бобовые, в частности соевые бобы, а также овощи, рыба и мясо являются обычными компонентами рациона. В Западной Азии, Северной Индии, Европе и Северной Америке для приготовления хлеба используют ферментированные злаки, в том числе пшеницу, ячмень и овес, и более распространены ферментированные молочные и мясные продукты. В Африке и Южной Америке ферментированные семена, в том числе сорго, кукуруза, просо, маниока и бобовые, являются важным компонентом рациона, а также кисломолочные и мясные продукты [16]. Недавний обзор Таманга и его коллег (2020) мастерски демонстрирует эти различия в происхождении ферментированных продуктов по всему миру [2].

2.2. Пути первичной ферментации пищевых продуктов

Ферментация — это процесс, при котором субстраты превращаются в спирты, углекислый газ и/или органические кислоты преимущественно анаэробно [5]. С точки зрения микроорганизмов, целью ферментации является производство энергии [17]. Микробы, адаптированные к разнообразным условиям, демонстрируют ряд различных путей ферментации; пути, наиболее важные для ферментированных пищевых продуктов, перечислены в таблице 1.

Таблица 1. Краткое изложение основных путей ферментации, имеющих отношение к ферментированным пищевым продуктам, включая основные конечные продукты ферментации и микроорганизмы, ответственные за их производство.

Тип ферментации
Субстрат
Конечные продукты
Ответственные микроорганизмы
Ref
Молочная кислота *
Сахар
Гомо-лактическая
Молочная кислота
Lactococcus lactis
[18]
Streptococcus thermophilus
Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus
Lactobacillus acidophilus
Lactobacillus helveticus
Pediococcus
Enterococcus
Гетеро-лактическая
Молочная кислота, этанол, CO2
Leuconostoc
[18]
Fructilactobacillus sanfranciscensis
Levilactobacillus brevis
Limosilactobacillus fermentum
Limosilactobacillus reuteri
Lacticaseibacillus casei
Lactiplantibacillus plantarum
Latilactobacillus curvatus
Этанол
Сахар
Этанол, CO2
Saccharomyces cerevisiae
[19]
Zymomonas mobilis
Уксусная кислота
Этанол
Уксусная кислота
Acetobacter
[20]
Komagataeibacter
Пропионовая кислота
Молочная кислота
Пропионовая кислота, уксусная кислота, CO2
Propionibacterium freudenreichii
[21]
Propionibacterium jensenii
Propionibacterium thoenii
Propionibacterium acidipropionici
Propionibacterium cyclohexanicum
Лимонная кислота
Лимонная кислота
Ацетат,
формиат,
этанол,
2,3-бутандиол,
диацетил,
ацетоин,
CO2,
лактат
Lactococcus lactis subsp. lactis biovar diacetylactis
[22]
Leuconostoc **
Enterococcus **
Lactobacillus **
Oenococcus oeni
Малолактическая
Яблочная кислота
Молочная кислота, CO2
Oenococcus oeni
[23]
Lactobacillaceae ***
Pediococcus **

* Определенные молочно-кислые бактерии (МКБ), называемые факультативными гетероферментативными МКБ, могут ферментировать либо гомо-, либо гетеролактическим путем ферментации в зависимости от условий окружающей среды или доступности субстрата. ** Некоторые представители этого рода. *** Некоторые члены этой семьи.

Субстрат как для молочнокислого, так и для этанольного брожения состоит из сахаров, имеющихся в пищевом материале, например (но не ограничиваясь ими) лактозы в молоке и глюкозы в результате распада крахмала в растительных продуктах; продукты обоих путей, помимо влияния на органолептические характеристики ферментированного пищевого продукта, играют решающую роль в продлении срока его хранения, поскольку накопленная молочная кислота или этанол подавляют рост нежелательной порчи и/или патогенных микроорганизмов. Пропионовое или уксуснокислое брожение эффективно является вторичным брожением, при этом субстратом является продукт молочнокислого или этанольного брожения соответственно. Это способствует увеличению срока годности и имеет решающее значение для воздействия на органолептические характеристики конечного продукта. Лимонная и яблочно-молочная (малолактическая) ферментации используют субстраты, имеющиеся в сырьевом пищевом материале, которые превращаются в продукты, влияющие на органолептические характеристики ферментированных пищевых продуктов. Важно отметить, что в процессе ферментации пищевых продуктов присутствующие микроорганизмы могут высвобождать аминокислоты и зашифрованные биоактивные пептиды из белков, преобразовывать жиры в более здоровые форматы, такие как конъюгированная линолевая кислота, и производить широкий спектр метаболитов, включая короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs), витамины, экзополисахариды (ЭПС) и гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК); они влияют на органолептические характеристики и оздоровительный потенциал конечного ферментированного пищевого продукта [24].

Путь молочнокислого брожения, возможно, является наиболее важным путем брожения с точки зрения ферментированных пищевых продуктов. Это основа всей ферментации молочных продуктов, а также большинства процессов ферментации с использованием растительных или животных исходных материалов. Ответственными бактериями являются молочнокислые бактерии (МКБ), которые группируются в зависимости от того, являются ли они гомо-, гетеро- или факультативными ферментерами [17]. В то время как гомоферментация производит только два моля лактата на один моль глюкозы, гетероферментация в сочетании с лактатом производит также этанол и диоксид углерода [17]. Это связано с тем, что гомоферментативные МКБ содержат фермент альдолазу, а гетероферментативные МКБ используют фосфокетолазу, что приводит к расхождению катаболических путей [25]. Факультативные молочнокислые бактерии могут ферментировать гомо- или гетероферментативным путем в зависимости от условий окружающей среды и доступности субстрата. Гомоферментативные молочнокислые бактерии, чаще всего связанные с ферментированными пищевыми продуктами, включают Lactococcus lactis, Streptococcus thermophilus, гомоферментативные Lactobacillaceae, включая Lactobacillus delbrueckii subspecies bulgaricus, Lactobacillus acidophilus и Lactobacillus helveticus, а также представители родов Pediococcus и Enterococcus [26]. Гетероферментативные МКБ включают Leuconostoc spp. и несколько лактобацилл, в том числе Fructilactobacillus sanfranciscensis, Levilactobacillus brevis, Limosilactobacillus fermentum и Limosilactobacillus reuteri. Наиболее часто встречающиеся факультативные МКБ включают Lactiplantibacillus plantarum, Lacticaseibacillus casei и Latilactobacillus curvatus [26].

Этанольная ферментация отвечает за производство вин из ферментированных фруктов, пива из злаков, таких как пшеница, ячмень и рожь, и других более крепких напитков, включающих перегонку после ферментации, таких как сакэ из риса, водка из картофеля и ром из сахарного тростника [27]. Организмом, наиболее часто ответственным за этанольную ферментацию, являются дрожжи Saccharomyces cerevisiae, хотя Zymomonas mobilis (грамотрицательная бактерия) используется, среди прочего, для производства ферментированного мексиканского напитка Пульке [17,28]. В то время как моль глюкозы превращается в два моля как этанола, так и диоксида углерода, независимо от того, используются ли дрожжи или Zymomonas mobilis, пути различаются [25]. В то время как оба включают фермент пируватдекарбоксилазу и промежуточные продукты пируват и ацетальдегид и оба приводят к одним и тем же метаболитам, этанольная ферментация дрожжами дает два моля АТФ на моль глюкозы, в то время как Zymomonas генерирует только один моль АТФ [25]. Это различие связано с тем, что дрожжи используют гликолитический путь, а Zymomonas использует его разновидность, путь Энтнера–Дудорова [17]. Стоит отметить, что в ферментированных пищевых продуктах этанол может быть получен, хотя и в низких концентрациях, путем гетеролактической ферментации [25]. Хорошим примером этого является кефир, который может содержать до 2% этанола; этанол вырабатывается как дрожжами, так и гетероферментативными МКБ, присутствующими в процессе брожения [29].

Уксусная кислота является важным компонентом уксуса и получается в результате брожения алкогольных напитков, таких как вино, сидр и пиво; конечный продукт различается в зависимости от региона, в котором он производится, и используемого алкогольного напитка [30]. Как обсуждалось выше, при спиртовом брожении глюкоза превращается в этанол, за которым следует окислительное брожение с образованием уксусной кислоты [31]. При гомоуксусном брожении из каждого моля потребленного этанола образуется один моль ацетата. За этот процесс отвечают уксуснокислые бактерии (AAB) [25]. С точки зрения коммерческого производства уксуса аэробные виды Acetobacter и Komagataeibacter представляют особый интерес из-за их высокой устойчивости как к субстрату (этанолу), так и к продукту (ацетату), присутствующим в их питательной среде [31].

Пропионовокислое брожение. Эмменталь и другие сыры швейцарского типа основаны на способности пропионовокислых бактерий (PAB) сбраживать лактат в пропионовую кислоту, при этом совместное производство ацетата и CO2 приводит к характерному вкусу и дырочкам или «глазкам», характерным для этих типов сыра [15]. Пропионат может быть получен по пути акрилата или метилмалонил-КоА, хотя в обоих случаях образуется два моля пропионата, один моль ацетата и один моль CO2 на каждые три моля катаболизируемого лактата [25]. PAB, используемые в производстве сыров швейцарского типа, используют последний путь метилмалонил-КоА [15]. (см. отдельно: пропионовокислое брожение).

Цитратная ферментация (ферментация лимонной кислоты) является важным метаболическим путем для некоторых ферментированных пищевых продуктов, в частности, в молочном секторе [32]. Эта ферментация может осуществляться ограниченным набором гомо- и гетероферментативных молочнокислых бактерий, наиболее важными из которых являются L. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis и некоторые виды Leuconostoc соответственно. Путь ферментации и получаемые конечные продукты варьируются в зависимости от вовлеченных молочнокислых бактерий, а также от факторов окружающей среды, включая доступность ферментируемых углеводов и рН. Потенциальные конечные продукты включают ацетат, формиат, этанол, 2,3-бутандиол, диацетил, ацетоин, диоксид углерода и лактат [33], из которых диацетил и ацетоин, как известно, обладают ореховыми и маслянистыми ароматическими нотками. Таким образом, ферментация лимонной кислоты играет важную роль в производстве ряда молочных продуктов, таких как творог, где диацетил придает маслянистый аромат, а также в Гауде и других сортах сыра, где в дополнение к влиянию на ароматические ноты образование двуокиси углерода отвечает за образование глазков [33].

Малолактическое брожение. Молочнокислые бактерии отвечают за процесс яблочно-молочного брожения (MLF), который также участвует в производстве вина; преимущественно это происходит после спиртового брожения на дрожжах [34]. Эта реакция превращает L-яблочную кислоту в L-молочную кислоту и диоксид углерода и приводит к образованию других представляющих интерес вкусовых соединений, таких как диацетил [35], приводит к раскислению вина и способствует микробной стабильности [36]. Преобладающей МКБ, связанной с этим процессом, является Oenococcus oeni, хотя можно использовать и другие виды Lactobacillaceae и Pediococcus [37].

2.3. Микробиом ферментированных продуктов

Основные микроорганизмы, ответственные за основные пути ферментации, происходящие в пищевых продуктах, обсуждались выше и перечислены в таблице 1. Традиционно ферментация пищевых продуктов основывалась на микробиоте, встречающейся в природе в сырьевом пищевом материале или полученной путем переноса микробиома из ранее ферментированных продуктов. . Однако в современных крупномасштабных коммерческих системах производства пищевых продуктов в настоящее время широко используются хорошо охарактеризованные или определенные заквасочные культуры для обеспечения воспроизводимых продуктов, способных постоянно соответствовать высоким потребительским стандартам, и для обеспечения безопасности потребителей устанавливается статус безопасности этих микробов [38].

Однако даже в современных системах пищевой промышленности большинство ингредиентов, используемых при приготовлении ферментированных пищевых продуктов, и технологического оборудования, используемого при их производстве, не стерилизуются; таким образом, в дополнение к известной заквасочной микробиоте большинство ферментированных продуктов и напитков содержат местный микробиом, потенциально состоящий из самых разных микроорганизмов. Традиционные микробиологические методы демонстрируют существование этих местных микроорганизмов, часто называемых нестартерными организмами; однако с развитием и широким применением доступных и надежных высокопроизводительных технологий секвенирования ДНК многие ферментированные пищевые продукты подверглись метагеномному скринингу, выявив очень разнообразные и ранее неизвестные популяции случайных нестартерных микроорганизмов [4,16,39,40]. Разнообразие микроорганизмов включает бактерии, дрожжи и нитевидные плесени. В дополнение к бактериям, перечисленным в таблице 1, в различных ферментированных пищевых продуктах были зарегистрированы виды Arthrobacter, Bacillus, Bifidobacterium, Brachybacterium, Brevibacterium, Enterobacter, Hafnia, Haloanaerobium, Halobacterium, Halococcus, Klebsiella, Kocuria, Micrococcus, Pseudomonas и Staphylococcus [41]. Идентифицированные роды дрожжей включают Brettanomyces, Candida, Cryptococcus, Debaryomyces, Dekkera, Galactomyces, Geotrichum, Hansenula, Hanseniaspora, Hyphopichia, Issatchenkia, Kazachstania, Kluyveromyces, Metschnikowia, Pichia, Rhodotorula, Rhodosporidium, Saccharomyces, Saccharomycodes, Saccharomycopsis, Torulaspora, Torulopsis, Trichosporon, Yarrowia и Zygosaccharomyces, а к нитчатым плесневым грибам относятся Actinomucor, Amylomyces, Aspergillus, Monascus, Mucor, Neurospora, Parcilomyces, Penicillium, Rhizopus и Ustilago [16]. Путем оценки микробного разнообразия ферментированных пищевых продуктов можно получить более надежное представление об их потенциале ферментации, что позволит получить более полное представление о каждом ферментированном продукте и его потенциале воздействия на здоровье человека.

Примером разнообразия, существующего среди микробиомов ферментированных пищевых продуктов, является сыр. Микробиом, который развивается в сыре во время созревания, возникает из молока и других ингредиентов, используемых для производства сыра, заквасок, добавляемых в начале производства, а также условий в помещениях для производства и созревания сыра [42]. В то время как большинство сыров производится из коровьего молока, производится сыр также из молока овец, коз, буйволов, верблюдов и даже ослов [43]. Роды, общие для всего сырого молока, включают Lactococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Streptococcus и Enterococcus, хотя некоторые разновидности более тесно связаны с тем или иным типом, что влияет на микробиом конечного продукта [44,45,46]. Например, в то время как преобладающие роды в коровьем молоке включают Pseudomonas, Bacillus, Lactococcus и Acinetobacter, роды, наиболее распространенные в сыром верблюжьем молоке, включают Enterococcus, Lactococcus и Pediococcus [47,48]. Закваски и вспомогательные культуры, добавляемые к молоку в начале процесса производства сыра, воздействуют на пищевой микробиом, причем как бактерии, так и виды дрожжей/плесени иногда необходимы для развития характерных органолептических свойств [49]. Для компиляции популярных заквасок и вспомогательных культур, используемых при приготовлении сыра, González-González et al. (2022) и Bintsis (2021) написали исчерпывающие обзоры по культурам бактерий и дрожжей/плесени соответственно [50,51]. NSLAB (нестартерные молочнокислые бактерии) — еще один важный компонент сыра; в то время как они присутствуют в небольшом количестве сразу после производства сыра (102–103 колониеобразующих единиц (КОЕ/г), они размножаются и вытесняют заквасочные культуры, становясь доминирующими микробными популяциями во время созревания сыра и часто ответственны за развитие характерных органолептических свойств [52]. Некоторые микробиомы сыра могут иметь дополнительную сложность, связанную с поддержанием отдельных микробных сообществ, таких как мазковый сыр. Мазковый сыр производится путем втирания или «размазывания» микроорганизмов по поверхности вновь сформированного сыра, что приводит к развитию корки с отчетливым вкусом и поверхностным микробиомом, который сильно отличается от микробиома, присутствующего в сердцевине сыра [53,54]. Стилтон (Stilton), определяемый как сыр с плесенью из-за прожилок культуры Penicillium roqueforti, исходящих из сердцевины наружу, имеет очень разнообразный микробиом, который включает внешнюю корку, которая развивается из разных плесеней [55,56].

Кроме того, многие ферментированные продукты употребляются в пищу без дальнейшей обработки или подготовки и, таким образом, содержат микробные популяции до 108 КОЕ/г; они потенциально могут попасть в желудочно-кишечный тракт человека, где они могут взаимодействовать или стать частью кишечного микробиома [57,58].

3. Польза для здоровья от ферментированных продуктов

Ферментированные продукты - здоровье и микробиом кишечника

Как обсуждалось выше, хотя ферментированные продукты имеют долгую историю безопасного использования, растет популярность мнения о том, что потребление ферментированных продуктов оказывает положительное влияние на здоровье. Во многом это обусловлено популярными наблюдениями о том, что в ферментированных пищевых продуктах обычно используются необработанные сырые ингредиенты, они содержат мало или вообще не содержат консервантов, красителей или ароматизаторов и производятся с использованием давно зарекомендовавших себя, устойчивых и во многих случаях традиционных технологий. Потребителей может привлечь концепция, что это «живые продукты», содержащие естественную и разнообразную микробиоту.

3.1. Исследования рациона питания человека

На соответствующем исследовательском сообществе лежит обязанность собирать данные для уточнения и определения преимуществ ферментированных продуктов, если таковые (преимущества) существуют. В подтверждение этого недавно был проведен ряд контролируемых исследований рациона питания человека, которые подтверждают эти популярные представления о пользе для здоровья [57]. Эти исследования включают исследования, которые выявили сильную связь между контролем веса и потреблением ферментированных молочных продуктов [59], а также связанное с потреблением йогурта снижения риска сердечно-сосудистых заболеваний, диабета 2 типа и смертности [60,61,62,63], в т.ч. улучшение метаболизма глюкозы и уменьшения мышечной боли после острой силовой нагрузки - как следствие употребления ферментированных молочных продуктов [64]. Потребление кимчи было связано с антидиабетическими и антиожирными эффектами [65,66], в то время как потребление различных ферментированных продуктов было связано с изменениями настроения и мозговой активности [67,68,69] и микробиома кишечника [70]. Тем не менее, отчеты выявили отсутствие достаточных клинических испытаний, различия в различных исследуемых ферментированных пищевых продуктах и несоответствия между этническими группами в предположении, что необходимо провести дополнительные исследования, чтобы подтвердить потенциальные преимущества потребления ферментированных пищевых продуктов [71].

3.2. Преобразования в пище в результате ферментации

Хорошо известно, что ферментация может повысить усвояемость сложных углеводов и белков за счет расщепления крахмала до олигосахаридов и полипептидов до аминокислот [72,73]. Ферментация позволяет дестабилизировать мицеллы казеина бактериями, присутствующими в молоке, повышая усвояемость молочного белка [24,74]. Ферментация, особенно в отношении сыра, способствует концентрации ключевых питательных веществ за счет удаления воды и повышает биодоступность кальция, что важно для здоровья скелета [75].

Кроме того, ферментация может способствовать трансформации сырых продуктов, что позволяет потребителям, не переносящим исходный сырой продукт, переносить эти продукты. Хорошим примером этого является способность людей с непереносимостью лактозы употреблять ферментированные молочные продукты, в частности, созревшие сыры, такие как чеддер. Причина этого в том, что во время ферментации и созревания сыра МКБ метаболизируют лактозу, значительно снижая уровень лактозы в полученном ферментированном пищевом продукте. Кроме того, присутствие фермента лактазы, продуцируемого бактериями, присутствующими в ферментированной матрице, может способствовать дальнейшему удалению любой остаточной лактозы во время приема пищи и пищеварения [76]. Аналогичный пример включает снижение концентрации антипитательных компонентов в сырой пище, например, частичное уничтожение вредных ингибиторов трипсина во время ферментации соевых бобов [77].

Кроме того, биоактивные соединения могут быть получены в результате катаболизма белков, липидов и углеводов в процессе ферментации и могут быть результатом ряда микробных метаболитов, образующихся в ходе процесса [78]. Действительно, о производстве витаминов и антиоксидантов во время ферментации пищевых продуктов сообщалось для многих видов молочнокислых бактерий, в частности, для членов недавно переименованного семейства Lactobacillaceae [79,80,81,82]. Описаны биоактивности, связанные со снижением артериального давления и уровня холестерина, улучшением метаболических синдромов, противораковыми эффектами и улучшением иммунной функции [80]. Витамины B7, B9 и B12 вырабатываются в ферментированных молочных продуктах Lactobacillaceae (например, Lactiplantibacillus plantarum, Lactobacillus delbrueckii, Limosilactobacillus reuteri), Propionibacterium, Bifidobacterium и несколькими видами Streptococcus [83]. Фолиевая кислота (В9) необходима для развития и размножения и предотвращает некоторые нарушения, включая некоторые виды рака и сердечно-сосудистые заболевания, в то время как многие метаболические процессы требуют В12 в качестве кофактора, включая метаболизм нуклеиновых и аминокислот [84]. Немолочные ферментированные продукты содержат микробы, которые синтезируют витамины [29]. Шалгам (Shalgam) — турецкий ферментированный напиток, состоящий из черной моркови и репы; его резидентная микробиота состоит преимущественно из Lactobacillaceae, а также Leuconostoc и Pediococcus [85]. Этот напиток является богатым источником витаминов А, В и С, а также других минералов и полифенолов [29,85]. Антиоксиданты выполняют полезные функции в пище и защищают от повреждающего действия свободных радикалов, а также вырабатываются в ферментированных пищевых продуктах микробными эстеразами [79]. Комбуча (чайный гриб), ферментированный подслащенный чай, содержит много антиоксидантов, оказывающих положительное влияние на здоровье, включая антагонистические эффекты в отношении прогрессирования нейродегенеративных заболеваний, диабета и некоторых видов рака [29]. Было показано, что многие другие ферментированные продукты положительно влияют на различные аспекты здоровья человека, такие как кимчи, ферментированная капуста, которая способна оказывать антиатерогенное действие, вызываемое активным соединением 3-(4'-гидроксил-3',5'-диметоксифенил)пропионовой кислотой (HDMPPA) [86].

3.3. Высвобождение биоактивных пептидов

Высвобождение биоактивных пептидов в результате гидролиза белка во время ферментации исследовалось несколькими группами. Хорошо изученный пример высвобождения биоактивных пептидов в результате катаболизма белка включает пептиды, ингибирующие ангиотензин-1-превращающий фермент (ACE), группу пептидов, обладающих способностью снижать артериальное давление [80]. МКБ как из молочных, так и из немолочных источников могут продуцировать пептиды, ингибирующие ACE, во время ферментации молока [87]. Они в основном производятся в ферментированных молочных продуктах, таких как йогурт и сыр, хотя могут быть нацелены на разные молекулы казеина в зависимости от используемых заквасочных культур МКБ [88]. Большое внимание было уделено двум лактотрипептидам, изолейцин–пролин–пролин (IPP) и валин–пролин–пролин (VPP), которые не перевариваются, остаются интактными и способны проникать через поверхность слизистой оболочки, обеспечивая антигипертензивные свойства [87]. Например, в одном исследовании крысам со спонтанной гипертонией давали кисломолочный напиток, содержащий штамм Lactobacillus helveticus, вид, известный своей способностью высвобождать пептиды, ингибирующие ACE, из молочного белка, что значительно снижало кровяное давление по сравнению с контрольной группой [89]. Испытания на людях также дали многообещающие результаты. Метаанализ опубликованной литературы об испытаниях вмешательства на людях подтвердил эффективность IPP и VPP, в том числе в функциональных пищевых продуктах; Азиатские пациенты, в частности, сообщали о снижении артериального давления, которое, по-видимому, не зависело от возраста, дозы лактотрипептида, продолжительности лечения или исходных показателей артериального давления на уровне, который был статистически значимым [90]. ACE-ингибирующие пептиды были обнаружены в немолочных продуктах, таких как ферментированные мясные колбасы, изготовленные с использованием штаммов Latilactobacillus sakei и Latilactobacillus curvatus [91].

3.4. Производство экзополисахарида

Многие микробы ферментации пищевых продуктов способны продуцировать высокомолекулярные экзополисахариды (ЭПС) из простых сахаров, присутствующих в сыром пищевом продукте. ЭПС могут продуцироваться видами Zymomonas, Leuconostoc, Pediococcus и Streptococcus, а также представителями семейства Lactobacillaceae [79]. Примеры производства ЭПС включают ацетан, ксантан и кефиран, некоторые из которых важны с точки зрения производства продуктов питания. Ксантан используется из-за его желательных реологических характеристик при добавлении в кисломолочные продукты [92]. С точки зрения здоровья, было обнаружено, что МКБ, продуцирующие ЭПС, играют роль в иммуномодуляции, которая может быть либо стимулирующей, либо подавляющей в зависимости от различных факторов [93]. Дендритные клетки связываются с проглоченным микробным ЭПС через свои рецепторы распознавания патогенна, через плотные соединения эпителиальных клеток, мигрируют с ЭПС-«антигеном» в другие лимфоидные ткани и далее взаимодействуют с другими иммуномодулирующими клетками, такими как естественные клетки-киллеры, которые при необходимости могут вызывать воспалительные реакции [93]. Производство ЭПС в ферментированных пищевых продуктах изучалось с точки зрения сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) из-за их способности связывать холестерин, например, способности β-гликанов, продуцируемых Pediococcus, снижать уровень холестерина в сыворотке [93]. В то время как пребиотики и пробиотические бактерии способны снижать уровень холестерина с помощью различных механизмов, ЭПС, по-видимому, снижает уровень холестерина путем связывания желчи (составной частью которой является холестерин) из кишечника с оболочкой бактериальных клеток, тем самым уменьшая реабсорбцию и рециркуляцию желчи. Следовательно, синтез желчи de novo в печени приводит к снижению уровня холестерина в сыворотке [94]. В документе 2002 г. сообщалось, что заквасочные культуры, продуцирующие ЭПС, были способны связывать желчную соль холевой кислоты, в то время как другое исследование, проведенное в 2010 г., продемонстрировало способность бактерий, продуцирующих ЭПС, связывать желчь из жидких питательных сред и что количество продуцируемого ЭПС коррелировало со снижением уровня холестерина в бульоне [94,95]. Исследование in vivo, в котором изучалась способность β-глюкан-продуцирующей Lacticaseibacillus paracasei снижать уровень холестерина в сыворотке крови у мышей, показало, что наблюдалось значительное снижение по сравнению с контрольными мышами, которым не давали штамм Lacticaseibacillus, продуцирующий ЭПС [96]. Кроме того, это исследование показало, что микробиом кишечника был изменен в результате приема ЭПС-продуцирующих Lacticaseibacillus paracasei [96]. Аналогичное исследование было проведено на людях с повышенным уровнем холестерина в сыворотке крови, которых кормили ферментированными продуктами на основе овса, содержащими штамм Pediococcus damnosus, продуцирующий ЭПС [97]. Это исследование одновременно отметило, что статистически значимое снижение общего холестерина наблюдалось в группе, получавшей ферментированный продукт, наряду со значительным увеличением относительного количества фекальных видов бифидобактерий (которые являются полезными кишечными микробами) и общего количества фекальных бактерий [97]. Таким образом, ферментированные продукты, содержащие ЭПС, могут положительно влиять на здоровье кишечника.

4. Доказательства того, что ферментированные продукты модулируют микробиом кишечника

Способность ферментированных продуктов модулировать микробиом кишечника была задокументирована несколькими группами с разной степенью успеха. Изменения обычно регистрируются как общие сдвиги в микробных популяциях и не обязательно отражают микробный состав рассматриваемых ферментированных пищевых продуктов. Недавнее исследование оценило влияние общего потребления ферментированных растений на микробные и метаболические различия у потребителей и непотребителей (всего почти 7000 участников) и определило, что бета-разнообразие значительно различается между потребителями и непотребителями [70]. Микробиомы потребителей таких ферментированных продуктов были ассоциированы с Bacteroides spp., Pseudomonas spp., Dorea spp., Lachnospiraceae, Prevotella spp., Alistipes putredinis, Oscillospira spp., Enterobacteriaceae, Fusobacterium spp., Actinomyces spp., Achromobacter spp., Clostridium clostridioforme, Faecalibacterium prausnitzii, Bacteroides uniformis, Clostridiales и Delftia spp. [70]. Параллельно 115 отдельных участников, которые потребляли ферментированные продукты с разной частотой, были исследованы в течение четырех недель, и было обнаружено, что микробы, связанные с потребителями ферментированных продуктов, состоят из микробов, ассоциированных с ферментированными продуктами (например, Lactobacillus acidophilus, Levilactobacillus brevis, Lactobacillus kefiranofaciens, Lentilactobacillus parabuchneri, Lactobacillus helveticus, и Latilactobacillus sakei) и микробов, не связанных с ферментированными пищевыми продуктами (включая Streptococcus dysgalactiae, Prevotella melaninogenica, Enorma massiliensis, Prevotella multiformis, Enterococcus cecorum и Bacteroides paurosaccharolyticus) [70]. Аналогично предыдущему исследованию, Wastyk и коллеги (2021) изучили влияние диеты, богатой ферментированными продуктами (включая ферментированные молочные продукты, овощи и безалкогольные напитки), на восемнадцать здоровых взрослых в течение семнадцати недель параллельно с диетой с высоким содержанием клетчатки [98].  Диетическое вмешательство состояло из начального четырехнедельного периода, во время которого количество ферментированной пищи в рационе было увеличено, за которым следовал шестинедельный период «поддержания» очень высокого потребления ферментированной пищи, и завершался периодом «выбора» из четырех недель, в течение которых участники могли поддерживать любой уровень потребления ферментированной пищи, который они хотели. Диета, богатая ферментированными продуктами, привела к увеличению альфа-разнообразия микробиома кишечника, чего не наблюдалось при диете с клетчаткой. Интересно, что увеличение разнообразия микробиома сохранялось в течение обозначенного периода «выбора», несмотря на то, что потребление было выше в течение периода «поддержания», с сильной зависимостью между временем и разнообразием [98].

Различные группы сообщили об изменениях в популяциях кишечных микробов после приема ферментированного молока, хотя параметры различаются между исследованиями [99, 100, 101]. Ферментированный молочный продукт с определенными заквасками и добавками способен значительно повысить уровень SCFAs in vitro, особенно бутирата; при введении больным синдромом раздраженного кишечника (СРК) он приводил к снижению Bilophila wadsworthia (так называемого патобионта, то есть бактерии, отрицательно связанной со здоровьем) и увеличению двух изолятов Clostridiales (неохарактеризованные роды MGS203 и MGS126), известных продуцированием бутирата [99]. В отдельном исследовании изучалось влияние кефира на пациентов с воспалительным заболеванием кишечника (ВЗК); значительное увеличение численности Lactobacillaceae в фекалиях наблюдалось после употребления ферментированного молока в течение одного месяца [101]. Цзэн и др. (2021) вводили либо молоко, либо кефир мышиной модели колоректального рака и наблюдали, что в группе, получавшей кефир, наблюдались изменения микробиома кишечника, отсутствовавшие в группе, получавшей молоко, включая относительное увеличение и уменьшение количества пробиотических и патогенных бактерий, соответственно, а также снижение соотношения Firmicutes/Bacteroidetes и Ascomycota/Basidiomycota на уровне типа [102]. У здоровых самок, получавших симбиотическое ферментированное молоко, наблюдалось увеличение относительной численности фекальных видов Bacteroidetes (в частности, семейств Bacteroidaceae и Prevotellaceae) и уменьшение численности Firmicutes (в частности, Ruminococcaceae и Lachnospiraceae), которое обратилось вспять, когда продукт больше не употреблялся в пищу [100]. Этот результат интересен, поскольку ферментированный продукт содержал высокие уровни Firmicutes, и все же наблюдалось снижение этого типа, что подчеркивает различную и сложную взаимосвязь между ферментированными продуктами и кишечным микробиомом. Напротив, Тиллиш (Tillisch) и его коллеги (2013) не сообщили о значительных изменениях микробного состава образцов стула после приема ферментированного молока, содержащего пробиотики [67]. У детей, инфицированных Helicobacter pylori, наблюдалось более низкое содержание Bifidobacterium в стуле, чем у их здоровых сверстников, что можно было частично восстановить за счет приема пробиотического йогурта, что привело к значительному увеличению соотношения Bifidobacterium spp./Escherichia coli в стуле [103]. Было обнаружено, что влияние потребления йогурта на микробиом кишечника здоровых людей через 42 дня вызывает изменения в общем составе и разнообразии, хотя это варьировалось у разных людей, и значительных колебаний не наблюдалось [104]. Фирмес (Firmesse) и его коллеги исследовали влияние потребления камамбера на здоровых людей в течение четырехнедельного периода, уделяя особое внимание популяциям фекальных энтерококков и способности микробиома сыра обнаруживаться в образцах фекалий [105,106]. Популяции Enterococcus faecalis в образцах стула значительно увеличились после приема камамбера, в то время как популяции L. lactis и Ln. mesenteroides были обнаружены в фекалиях во время исследования [104,105]. Ле Рой (Le Roy) и его коллеги (2022) сравнили микробный состав кишечника людей, которые употребляли или не употребляли йогурт, используя как полное метагеномное секвенирование дробовика (n = 544), так и секвенирование 16S рРНК (n = 1457, участники пересекаются с когортой дробовика) [107]. Для большей когорты 16S у людей, употребляющих йогурт, было значительно более высокое альфа-разнообразие, чем у тех, кто не употреблял йогурт, и у семи родов (в частности, четырех, принадлежащих к семейству Ruminococcaceae, одного Streptococcus, одного неопознанного рода, принадлежащего к семейству Lachnospiraceae, и одного, принадлежащего к семейству Christensenellaceae) значительно увеличилось относительное обилие [107]. Секвенирование методом дробовика не отразило эти результаты, вместо этого выявило значительную положительную связь между S. thermophilus и B. animalis и потреблением йогурта, при этом более высокие уровни обоих видов присутствовали у участников, которые потребляли большее количество йогурта в зависимости от дозы, хотя эта повышенная колонизация кажется временной [107]. Оба этих вида являются маркерами диеты, богатой кисломолочными продуктами [107].

Способность ферментированных продуктов воздействовать на микробные популяции кишечника не ограничивается ферментированными молочными продуктами. Влияние как свежего, так и ферментированного кимчи на микробиом кишечника пациентов с ожирением также было исследовано [66]. Хотя оба типа кимчи вызывали сдвиги в микробных популяциях, а именно увеличение как протеобактерий, так и актинобактерий в течение восьминедельного периода, определенные изменения были характерны только для одной группы, например, увеличение актинобактерий, наблюдаемое в группе, получавшей ферментированное кимчи, которое отрицательно коррелировало с жировыми отложениями [66]. Кроме того, в группе ферментированных кимчи наблюдалось относительное увеличение Bacteroides и Prevotella и относительное снижение Blautia [66]. Исследование потребления пастеризованной и непастеризованной квашеной капусты у пациентов с СРК показало значительное улучшение симптомов и значительное изменение состава кишечной микробиоты (в частности, уменьшение операционных таксономических единиц отряда Clostridiales), хотя в непастеризованной группе наблюдалось значительно большее количество ассоциированных с квашеной капустой молочнокислых бактерий (Lactiplantibacillus plantarum и Levilactobacillus brevis) [108]. Две отдельные группы, изучающие влияние ферментированного соевого молока на здоровую взрослую популяцию, наблюдали значительное увеличение фекальных популяций как бифидобактерий, так и лактобацилл наряду с уменьшением количества клостридий, при этом эти сдвиги частично объясняются способностью бифидобактерий, а не клостридий, утилизировать определенные олигосахариды сои [109,110]. Прием внутрь ча-коджи (Cha-Koji), зеленого чая, ферментированного Aspergillus luchuensis, и его влияние на нарушения микробиоты кишечника исследовали в образцах слепой кишки мыши и человека, показывая значительное увеличение кластеров Clostridium XI и XIVa (члены которых являются признанными производителями бутирата) соответственно [111]. Фекальные Bifidobacterium spp. были значительно увеличены после трех недель употребления кофе здоровыми взрослыми добровольцами, хотя наблюдались несоответствия между субъектами [112]. Было обнаружено, что ферментированный растительный экстракт значительно смещает микробные популяции в образцах стула пациентов с легкой гиперхолестеринемией за счет увеличения количества бифидобактерий и лактобактерий и уменьшения количества вредных E. coli и Clostridium perfringens [113]. Влияние малинового сока, ферментированного Lacticaseibacillus casei, на популяции микробиома in vitro и in vivo было оценено Wu и его коллегами (2021), причем в обоих случаях наблюдались различия [114]. Когда ферментированный сок подвергали искусственному пищеварению с последующей ферментацией в толстой кишке, наблюдалось значительное увеличение количества Lactobacillus, Akkermansia, E. coli и бактерий, продуцирующих масляную кислоту (бутират), в то время как Bacteroides и Ruminococcus значительно уменьшались. Для испытания на мышах in vivo ферментированный напиток лиофилизировали и давали самцам мышей Kun Ming в нескольких концентрациях, и было обнаружено, что бета-разнообразие и различные роды изменяются в зависимости от концентрации [114].

Таким образом, было показано, что ферментированные продукты способны изменять популяции кишечного микробиома, хотя часто может быть неясно, как эти изменения вызываются. Хотя это было показано в приведенных выше примерах для множества различных типов ферментированных пищевых продуктов, результаты нельзя сравнивать напрямую из-за сильно различающихся параметров, включая использование моделей как здоровых, так и больных, а также различных методов количественного определения микробов. Ферментированные продукты могут влиять на микробиом кишечника через его собственный микробиом или через питательные вещества, присутствующие в его матрице. Поэтому, чтобы предоставить объективные доказательства, которые четко демонстрируют, могут ли ферментированные продукты модулировать микробиом кишечника человека, необходимо провести более глубокие и четкие исследования питания людей. В этих исследованиях необходимо установить микробиомы как ферментированной пищи, так и кишечника человека с использованием самых передовых и чувствительных доступных инструментов, чтобы можно было определить изменения как на уровне рода, так и на уровне вида.

5. Питательные вещества из ферментированных продуктов, которые модулируют микробиом кишечника

В дополнение к пользе ферментированных продуктов для организма хозяина, некоторые химические вещества, присутствующие в ферментированных продуктах, могут напрямую влиять на микробиом кишечника хозяина. Два типа химических веществ, полифенолы и пищевые волокна, в частности, подверглись тщательному изучению из-за их документально подтвержденного воздействия на популяции микроорганизмов, последние из которых (пищевые волокна) приводят к образованию короткоцепочечных жирных кислот in vivo [115].

Ферментация может привести к увеличению биодоступности полифенолов в ферментированных пищевых продуктах [116, 117, 118]. Полифенолы представляют собой группу гетерогенных химических веществ, содержащихся в продуктах растительного происхождения, включающих как флавоноиды, так и нефлавоноиды. С точки зрения рациона человека флавоноиды и фенольные кислоты составляют большинство диетических полифенолов и пользуются спросом благодаря своим антиоксидантным свойствам, и было продемонстрировано их прямое влияние на микробиом кишечника [119,120]. В недавнем исследовании изучалось влияние ферментации на содержание полифенолов в смеси из восьми бобовых, обычно потребляемых в Китае [121]. Бобам давали ферментироваться либо естественным образом (без добавления микроорганизмов), либо с добавлением лактобацилл, при этом общее содержание растворимых и связанных фенолов (TPC, total phenolic content) измеряли после 48 часов инкубации [121]. В то время как антиоксидантная способность различалась между двумя используемыми методиками ферментации, значительное увеличение растворимого TPC наблюдалось в обоих по сравнению с неферментированными образцами, в то время как различное увеличение также наблюдалось в связанной фракции TPC [121]. Сообщалось о подобных исследованиях с участием других овощей. Сравнивали содержание свободных полифенолов (FPP, free polyphenol content) в неферментированной кукурузе и кукурузе, ферментированной двумя штаммами грибов (Agaricus sp.); обе ферментированные кукурузы показали увеличение содержания FPP по сравнению с неферментированным контролем, причем у одного из штаммов содержание FPP в 88 раз превышало контроль [122]. Неудивительно, что это, по-видимому, работает не для всех ферментированных растительных продуктов. Исследование, проведенное в 1994 году, изучало уровни полифенолов в очищенной от шелухи суспензии черного грамма и обнаружило, что ферментированный продукт имеет значительно более низкие уровни полифенолов по сравнению с его сырьем, в результате чего ферментация в течение 18 часов привела к потере почти 50% общего содержания полифенолов [72]. Таким образом, каждый ферментированный растительный продукт должен быть исследован, прежде чем можно будет предъявлять претензии относительно содержания полифенолов.

Различные исследования показали, что полифенолы могут воздействовать на бактерии, обнаруженные в кишечнике, хотя большинство этих исследований сосредоточено на ингибировании патогенов [114,123,124,125]. Чай является широко потребляемым напитком в большинстве стран и преимущественно содержит множество флавоноидов, что делает его доступным источником полифенолов [126]. Исследование, проведенное в 2006 году, изучало влияние экстрагированных из чая флавоноидов на кишечные бактерии in vitro и показало, что большинство патогенных бактерий были подавлены, что является одним из ряда исследований, подтверждающих способность чайных полифенолов ингибировать патогенные микроорганизмы [124,126]. С другой стороны, была изучена способность полифенолов ингибировать предположительно полезные бактерии (такие как симбиотические кишечные бактерии, лактобациллы и бифидобактерии), и многие исследования пришли к выводу, что в большинстве случаев эти микробы не ингибируются [127,128]. Хотя механизмы, с помощью которых полифенолы в целом стимулируют полезные кишечные микробы и подавляют патогены, неясны, в качестве возможных объяснений были выделены специфические свойства каждой группы микробов. Например, полифенолы могут переноситься кишечными микробами, а не патогенами, благодаря их способности восстанавливать их (полифенолы) до менее вредных веществ; некоторые кишечные микробы, такие как лактобациллы, даже способны использовать полифенолы в качестве питательного субстрата [129, 130]. Напротив, полифенолы показали ингибирующее действие на факторы вирулентности патогенных бактерий, такие как подавление фермента уреазы H. pylori, необходимого для его способности нейтрализовать желудочную кислоту [124]. Сама микробиота влияет на биодоступность проглоченных полифенолов с помощью бактериальных ферментов (например, эстераз, деметилаз), превращая их в формы, способные всасываться через стенку кишечника [123,131].

Вино является богатым источником полифенолов, и манипулирование различными факторами во время выращивания и обработки винограда может увеличить общее содержание полифенолов [132]. Было показано, что полифенолы красного вина значительно изменяют группы микробиоты кишечника, включая увеличение общего микробного разнообразия, а также значительно снижают общий уровень холестерина и артериальное давление [133, 134, 135, 136]. В то время как Barroso и др. (2017) наблюдали только общее увеличение разнообразия и не смогли выявить консенсус между здоровыми людьми, потребляющими вино, Queipo-Ortuño и коллеги (2012) отметили значительное увеличение Enterococcus, Prevotella, Bacteroides, Bifidobacterium, Eggerthella lenta и Blautia coccoides-Eubacterium rectal у таких же здоровых людей, которые употребляли вино один раз в день, хотя доминирующие группы менялись на протяжении всего исследования [133,136]. Потенциальным преимуществом потребления полифенолов в вине может быть снижение количества липополисахарида (ЛПС) или бактерий, продуцирующих ЛПС, поскольку Clemente-Postigo и его коллеги (2013) обнаружили значительное увеличение количества как Bifidobacterium, так и Prevotella при употреблении напитков, что отрицательно коррелировало с ЛПС [134]. Точно так же Moreno-Indias и его коллеги (2016) отметили, что потребление красного вина увеличивает полезные уровни Bifidobacterium и Lactobacillaceae, повышает уровни Faecalibacterium prausnitzii и Roseburia, продуцирующих бутират, и снижает количество ЛПС-продуцирующих E. coli и Enterobacter cloacae [135]. В двух отдельных исследованиях изучалось влияние кверцетина и ресвератрола, двух полифенолов, содержащихся в красном вине, на дисбиоз кишечника у крыс, получавших диету с высоким содержанием жиров [137, 138]. Оба исследования показали, что полифенолы способны снижать соотношение Firmicutes/Bacteroidetes, связанное с диетой с высоким содержанием жиров, хотя Etxeberria et al. обнаружили, что только кверцетин способен уменьшать микробные группы, ранее связанные с ожирением, вызванным диетой, в то время как Zhao et al. пришел к выводу, что комбинация кверцетина и ресвератрола способна дать такой же эффект [137,138]. Поскольку полифенолы могут подавлять патогенные бактерии и потенциально приносить пользу полезным бактериям, потребление ферментированных продуктов с высоким содержанием полифенолов потенциально может повлиять на кишечные бактерии.

Короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs) образуются в результате катаболизма углеводных волокон микробами. Это важно для питания человека, поскольку микробы, живущие в толстой кишке, способны к этому ферментативному процессу, и полученные таким образом SCFAs используются клетками толстой кишки в качестве источника энергии; их образование приносит пользу человеку-хозяину, поскольку позволяет извлекать энергию из неперевариваемого сложного углевода [57,139]. Хорошо известные примеры SCFAs включают ацетат, пропионат и бутират; Lactobacillaceae и Bifidobacterium являются признанными производителями этих ценных компонентов in vitro [115, 139]. Хотя известно, что SCFAs играют важную роль в метаболизме хозяина и центральной нервной системе, они также важны с точки зрения их влияния на микробиоту кишечника [139, 140]. Как уже говорилось, производство ацетата бактериями в любой нише будет повышать уровень закисления окружающей среды, подавляя пролиферацию менее толерантных к кислоте бактерий, что выгодно в кишечнике, поскольку молочнокислые бактерии обычно ингибируют рост патогенов посредством этого механизма [141]. Было показано, что ацетат модулирует микробиоту кишечника и в определенной степени устраняет дисбиоз кишечника [142]. Что еще более важно, было показано, что SCFAs стимулируют выработку слизи (в основном состоящей из белков муцина) бокаловидными эпителиальными клетками хозяина [143]. Слизь покрывает кишечный эпителий, причем слизистый слой наиболее толстый в толстой кишке. В этом слое находится большинство кишечных микробов, а слизь служит источником энергии для этих бактерий [144, 145]. Исследование на крысах в 2000 году подтвердило, что присутствие определенных SCFAs (ацетата, бутирата и пропионата) увеличивает выработку слизи в толстой кишке, в то время как другая группа в 2003 году использовала модель культуры ткани, чтобы продемонстрировать, что SCFAs стимулируют экспрессию белка муцина-2 через выработку простагландинов [146,147]. Таким образом, присутствие SCFAs будет влиять на микробиом кишечника через влияние на рН и концентрацию слизи.

Было показано, что некоторые ферментированные продукты содержат высокие уровни легкодоступных SCFAs [148]. Как указывалось, уксус содержит высокие уровни ацетата, который способен влиять на микробиом кишечника хозяина, хотя из-за его резкого вкуса прямое потребление для большинства людей затруднено [149]. Уровни SCFAs в сырах различаются и часто выражаются в виде свободных жирных кислот (FFAs), которые являются важными компонентами органолептических свойств сыра и включают жирные кислоты различной длины [150]. Уровни желаемых FFAs различаются между сырами, причем высокие уровни приводят к прогорклому привкусу в таких сортах, как Чеддер и Гауда [151]. Итальянские твердые сыры считаются хорошими источниками SCFAs, а жирные кислоты с короткой и средней цепью составляют 25% или более от общего содержания триглицеридов в Пармиджано-Реджано и Грана Падано [152]. Как указывалось ранее, пропионибактерии, обнаруженные в сырах швейцарского типа, сбраживают лактозу, как в ацетат, так и в пропионат, в результате чего получаются продукты, богатые этими соединениями [153]. В исследовании 2007 года изучалась эффективность Propionibacterium freudenreichii, вида, обычно используемого в производстве сыров швейцарского типа, для производства SCFAs у крыс; в частности, было обнаружено, что один штамм значительно увеличивает присутствие этих соединений в слепой кишке [154].

Таким образом, ферментированные продукты могут влиять на микробиоту кишечника, изменяя уровни определенных соединений в пище. Было показано, что полифенолы напрямую влияют на микробный состав кишечника, в то время как SCFAs могут создавать более благоприятную среду для роста полезных кишечных микробов или влиять на концентрацию слизи, которая действует как источник энергии и место связывания кишечных микробов.

6. Потенциал ферментированной пищевой микробиоты для выживания и модуляции микробиома кишечника

Как обсуждалось выше, ферментированные продукты содержат большие и разнообразные микробиомы, многие виды которых также можно найти в микробиоте кишечника; таким образом, разумно предположить, что ферментированные продукты могут быть источником этих микроорганизмов. Однако для того, чтобы это произошло, ферментированная пищевая микробиота должна обладать способностью выдерживать экологические стрессы пищеварительного тракта. Это требует толерантности к низкому pH и желчи, которые используются при селекции пробиотических бактерий. Многие группы исследовали микробиоту ферментированных пищевых продуктов как источник новых пробиотических бактерий, и многие обнаружили бактерии, способные выживать при желудочном транзите, подразумевая, что это свойство может быть общим для микробиоты, обнаруженной в ферментированных пищевых продуктах. Возможность выживания через желудочный транзит может быть исследована с использованием ряда моделей in vitro и с использованием либо очищенных бактериальных культур, выращенных в лабораторных средах, либо путем включения тестируемого организма в модельную пищевую матрицу.

В исследовании, проведенном в 2011 году, изоляты Lactiplantibacillus plantarum из аргентинских и итальянских сыров были проверены на наличие потенциальных пробиотических характеристик [155]. Наиболее многообещающие изоляты были проверены на их способность выживать при прохождении через желудок при воздействии желудочных условий (pH 2,2 и пепсин) в течение 90 минут с последующим 150-минутным воздействием синтетического дуоденального сока (pH 8,0, панкреатин и желчь) [155]. Показатели выживаемости для имитированного желудочного сока были основаны на процентном соотношении количества живых клеток после различных моментов времени по сравнению с первоначальным количеством клеток до воздействия, в то время как переносимость желчи выражалась как пропорциональное увеличение количества клеток при различных концентрациях желчи по сравнению с контролем без желчи [155]. Испытанные штаммы Lactiplantibacillus plantarum показали превосходную устойчивость к пищеварительным стрессам и в среднем около 40% устойчивости к желчи; представленные данные были средними для трех различных концентраций желчи, в том числе одной более чем в три раза превышающей физиологические условия, и с учетом этого уровень их выживаемости in vivo может быть намного выше [155]. Эти данные подразумевают, что эти бактерии способны пережить прохождение желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), что затем позволит им колонизировать кишечник либо временно, либо долговременно и взаимодействовать с кишечным микробиомом хозяина [155]. В этом случае бактерии были удалены из защитной матрицы ферментированной пищи, и если эти тесты повторить с неповрежденным сыром, результаты могут отличаться. Стоит отметить, что Lactiplantibacillus plantarum присутствует во множестве ферментированных пищевых продуктов, приготовленных из овощей, мяса и молочных продуктов, а также обнаружена в кишечнике человека [156]. В то время как выживаемость остается зависимой от штамма, другие авторы исследовали Lactiplantibacillus plantarum, и было обнаружено, что они хорошо выживают в желудочных условиях. Haller и его коллеги исследовали ряд штаммов как из ферментированных пищевых продуктов, так и кишечного происхождения и определили, что, хотя штаммы из кишечника лучше всего проявляли себя при пищеварительных стрессах, показатели выживаемости штаммов Lactiplantibacillus plantarum, которые используются для ферментации фруктов, были в целом схожими [157]. В исследовании, проведенном в 2014 году, участвовали изолированные штаммы различных родов Lactobacillaceae, ответственные за ферментацию хорватской белокочанной капусты для производства квашеной капусты [158]. В то время как исходное количество МКБ составляло примерно 5,95 log КОЕ/мл, группа идентифицировала четыре Lactiplantibacillus plantarum, один штамм Ln. mesenteroides ssp. mesenteroides/dextranicum и один штамм Levilactobacillus brevis, все из которых были способны выживать в моделируемом пищеварении, включая низкий pH, желчные соли и пищеварительные ферменты, при степени выше 5 log КОЕ/мл, что приводило к снижению только примерно на 1 log КОЕ/мл после воздействия смоделированных условий ЖКТ [158]. Mishra и Prasad подвергали штаммы Lacticaseibacillus casei из ферментированных молочных продуктов воздействию низкого pH (1,0, 2,0 и 3,0) и высокого содержания желчи (1–2%), выявляя три устойчивых к кислоте штамма (хотя ни один из штаммов не выживал при pH 1,0) и штаммы с различными уровнями толерантности к желчи [159]. Хотя штаммы Lacticaseibacillus casei, по-видимому, менее устойчивы к искусственному пищеварению, следует учитывать, что они обычно обнаруживаются в ферментированной пищевой матрице, а используемые концентрации желчи были очень высокими по сравнению с физиологическими условиями [159]. В то время как большинство отчетов на сегодняшний день были сосредоточены на изучении штаммов бактерий, выделенных из ферментированных пищевых продуктов, недавнее исследование подвергло сыр Чеддер моделированию желудочного пищеварения перед выделением NSLAB (незаквасочных молочнокислых бактерий) в попытке понять, могут ли значительные популяции этой группы бактерий, естественно присутствующих в большинстве сыров, потенциально пережить желудочный транзит [160]. Наблюдение из этой работы заключалось в том, что эта популяция в 107 КОЕ / г может пережить имитированный желудочный транзит, что является достаточным числом, чтобы потенциально повлиять на микробиом кишечника. Это исследование демонстрирует способность штаммов Lactobacillaceae из ферментированных пищевых продуктов выживать в желудке in vitro, что потенциально позволяет им влиять на микробиоту кишечника. Однако важность самой ферментированной пищи для защиты бактерий во время переваривания требует большего внимания.

В других случаях ферментированные продукты используются в качестве средства доставки пробиотических штаммов, которые могут не быть автохтонными для данной среды. В 2005 году группа исследовала эффективность ферментированных сортов оливок (в частности, их кожицы) при переносе установленного пробиотика Lacticaseibacillus paracasei IMPC2.1 в кишечник пяти человек, которым давали 10–15 оливок, покрытых 109–1010 КОЕ лактобацилл [161]. Образцы фекалий брали перед употреблением оливок (субъектам было сказано не принимать какие-либо продукты, содержащие лактобациллы, в течение одной недели до исследования) и на 10-й и 15-й дни после употребления [161]. В то время как штамм Lacticaseibacillus отсутствовал в образцах фекалий до приема оливок, он был обнаружен у четырех из пяти субъектов после потребления с использованием комбинации ванкомицинсодержащих агаровых пластин и ПЦР-амплифицированного рибосомального ДНК-рестрикционного анализа (ARDRA) [161]. Таким образом, это исследование показывает, что оливки были эффективным ферментированным пищевым средством для безопасной доставки пробиотиков через желудочный транзит [161]. В исследовании, проведенном Saxelin и его коллегами в 2010 году, изучалась потенциальная выживаемость пробиотических штаммов Lacticaseibacillus rhamnosus GG и LC705, Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii JS и Bifidobacterium animalis subsp. lactis Bb12 при введении в виде капсул или в йогурте или сыре [162]. В этом исследовании, хотя ни для одного штамма Lacticaseibacillus rhamnosus не было обнаружено матричного эффекта, основанного на количестве в фекалиях, оба штамма P. freudenreichii и B. animalis показали более высокие уровни выживаемости при введении в йогуртовую матрицу, хотя количество в других матрицах все еще было высоким (log10) [162]. Это исследование показывает, что некоторые матрицы могут быть более подходящими для определенных пробиотиков, чем другие.

В 2008 году матрицы йогурта и нежирного сыра сравнивались как барьеры против воздействия кислоты для пробиотика Lacticaseibacillus casei 334e, с добавлением стадии охлаждения обеих матриц в течение периодов времени, отражающих их срок годности (до трех недель и трех месяцев для йогурта и сыра, соответственно), чтобы протестировать их способность поддерживать пробиотики во время хранения [163]. Штамм Lacticaseibacillus был инокулирован в оба ферментированных пищевых продукта в процессе производства при 107 КОЕ/г и оставался на этом жизнеспособном уровне после хранения в обоих случаях [163]. Это исследование показало, что сыр с низким содержанием жира был лучшим вариантом, так как количество Lacticaseibacillus casei оставалось выше после воздействия рН 2,0, стабилизировавшись примерно на уровне 104 КОЕ / г после 120 мин воздействия в сыре, в отличие от менее чем 101 КОЕ / г в йогурте всего через 30 мин [163]. В недавнем исследовании использовалась имитационная модель желудочного пищеварения INFOGEST 2.0 для изучения выживаемости штаммов Lacticaseibacillus paracasei и Lacticaseibacillus rhamnosus, внедренных в две молочные матрицы, сыр Чеддер и ферментированное молоко [164]. Бактериальные штаммы были добавлены к двум ферментированным молочным продуктам во время производства и, таким образом, были распределены, внедрены и защищены, как это было бы естественно. Сыр обеспечивал большую защиту для двух штаммов, чем ферментированное молоко, с логарифмическим снижением в диапазоне 0,88–1,93 по сравнению с 2,36–3,00 после обработки с помощью INFOGEST 2.0. Однако уместно отметить, что 5,38–6,85 log КОЕ/г тестируемых бактерий выжили после обработки из обеих молочных матриц, что указывает на то, что обе они являются потенциально подходящими кормами-носителями для доставки штаммов Lacticaseibacillus в кишечник. Limosilactobacillus reuteri LR92, штамм с известными потенциальными пробиотическими свойствами, был протестирован на его способность выживать при желудочном транзите с использованием ферментированного овощно-фруктового смешанного напитка в качестве матрицы [165]. В отличие от исследования Sharp et al. в 2008 году [163], хранение таким образом приводило к различным уровням выживаемости пробиотиков, когда смесь параллельно подвергалась воздействию кислоты и тестам на переносимость солей желчи [165]. В то время как начальные уровни составляли около 10 логарифмических КОЕ/мл в обоих случаях, они снижались примерно на 5 логарифмических циклов при воздействии рН 1,5 в течение 2 ч и снижались только примерно на 1 логарифмический цикл при воздействии солей желчных кислот при рН 7,4 в течение 150 мин [92]. Таким образом, смесь ферментированных соков, по-видимому, лучше защищает от стрессов, присутствующих в тонком кишечнике, чем от стрессов, присутствующих в желудке [165]. Ферментированные овощные / фруктовые напитки имеют дополнительное преимущество, заключающееся в том, что они привлекательны для потребителей-вегетарианцев и людей с проблемами непереносимости лактозы [166]. Таким образом, ферментированные пищевые продукты могут быть успешно использованы в качестве носителей для поддержания большого количества пробиотических бактерий во время пищеварения, чтобы оказывать влияние на микробиоту кишечника и здоровье.

В литературе сообщалось о нескольких исследованиях, в которых изучались микробные последствия употребления ферментированных пищевых продуктов, а те, которые доступны, обычно сгруппированы вместе с диетой (например, сыром) или с акцентом на интересующий пробиотик, который уже присутствует или более вероятно, был добавлен большим количеством клеток, а ферментированная пища действовала в качестве носителя для указанного штамма. Ранее было установлено, что диеты с преобладанием определенных макронутриентов и дефицитом других влияют на состав микробиома кишечника, при этом энтеротипы (определяющие микробиоты на основе их доминирующих таксонов) развиваются, когда эти схемы питания являются долгосрочными [167,168]. В целом, диета с высоким содержанием животного белка приводит к тому, что в кишечнике человека-хозяина присутствует большое количество Bacteroides и других групп с высокой переносимостью желчи из-за большей концентрации желчи, выделяемой для переваривания животных жиров, в то время как диета с высоким содержанием углеводов связана с энтеротипом Prevotella [167,169]. Ферментация белка кишечными микроорганизмами была связана с производством предшественников токсичных и в некоторых случаях канцерогенных веществ, а также веществ, связанных с иммунными синдромами, такими как воспалительные заболевания кишечника [168]. В исследовании, проведенном в Японии Odamaki и соавт., была предпринята попытка наблюдать эффект йогуртового напитка, обогащенного пробиотиком Bifidobacterium longum, на когорте добровольцев, которых посадили на животную диету в течение пяти дней, а затем на "восстановительную" сбалансированную диету в течение четырнадцати дней [170]. Были созданы три разные группы: те, кому давали обогащенный йогурт на время испытания (группа YAB), те, кому давали йогурт только в течение четырнадцатидневного периода "восстановления" (YB), и те, кто не получал никакого йогурта (CTR) [170]. После животной диеты в микробиоме кишечника как YB, так и CTR групп наблюдалось увеличение родов Bilophila, Odoribacter, Dorea и Ruminococcus, все из которых связаны либо с нарушением обмена веществ (метаболический синдром, воспалительное заболевание кишечника или болезнь Крона), либо с другими заболеваниями, включая рак толстой кишки [171,172,173,174]. Кроме того, относительная численность бифидобактерий в этих двух группах снизилась [170]. Однако кишечные микробиомы группы YAB не претерпевали таких же изменений в изобилии, как у ранее упомянутых групп бактерий (кроме группы Dorea), что указывает на то, что пробиотический йогурт, возможно, обладал стабилизирующей способностью в отношении кишечной микробиоты, хотя авторы заявили, что это может быть связано с более высоким уровнем углеводов, потребляемых в группе YAB [170]. Поскольку было известно, что штамм бифидобактерий, используемый в этом исследовании, продуцирует ферменты гидролазы желчных солей, было высказано предположение, что это может ограничить рост групп, метаболизирующих желчь, Bilophila и Odoribacter [170,175,176]. Хотя это исследование действительно указывало на определенную степень перекрестных взаимодействий между штаммом из ферментированной пищи и кишечной микробиотой, другие закваски и возможные случайные штаммы, присутствующие в йогурте, не упоминались в качестве возможных факторов, способствующих этому.

В 2011 году McNulty и его коллеги использовали контролируемые условия, чтобы выяснить влияние определенного набора из пяти известных бактерий, принадлежащих к семейству Lactobacillaceae и родам Bifidobacteria, Lactococcus и Streptococcus, на микробиом семи групп монозиготных близнецов женского пола, в то время как в параллельном исследовании гнотобиотическим мышам засевали модельный микробиом кишечника человека известных видов, геномные последовательности которых были доступны [177]. Целью использования такой модели было снижение потенциальной изменчивости, связанной с генетическим составом, окружающей средой и питанием. Что касается испытаний на людях, использовались монозиготные близнецы из-за их почти идентичного генетического состава и того факта, что их ранний опыт питания и окружающей среды очень похож друг на друга. Кроме того, у монозиготных близнецов были выявлены уникальные микробные подмножества, возникающие в результате длительного воздействия сходных факторов окружающей среды, что усиливает их полезность при исследовании влияния пищевых микробов на существующие популяции кишечника [178]. Пять представляющих интерес бактерий использовались в качестве заквасочных культур для производства кисломолочного напитка, который давался лицам, которые затем предоставляли образцы фекалий для анализа [177]. Мышей не кормили кисломолочным напитком, а вместо этого перорально давали пять штаммов, используемых для их культивирования, что сводило на нет любые защитные эффекты, которые ферментированная пища могла оказывать на микробы [177]. В любом случае напиток не изменил в значительной степени микробиом кишечника человека, хотя штамм Bifidobacterium был извлечен в самых высоких количествах из образцов фекалий по сравнению с исходными штаммами-компаньонами [177]. Авторы сообщили, что пять штаммов больше не обнаруживались после прекращения употребления ферментированных напитков, что указывает на то, что обнаружение интересующих штаммов в этот период было результатом употребления напитков, а не связанных с ними аутохтонных кишечных штаммов [177]. Однако наиболее интересными результатами были изменения профиля метатранскриптома, которые произошли как у мышей, так и у людей, большинство из которых приводили к активизации генов, участвующих в метаболизме растительных полисахаридов [177]. Это может указывать на то, что микробиом ферментированного молока повлиял на микробиом кишечника, несмотря на то, что он не сохранился после прекращения употребления напитка. Таким образом, пища и кишечный микробиом продемонстрировали степень взаимодействия, которая позволила изменить экспрессию генов.

В другом исследовании сообщалось о влиянии йогурта, содержащего глубоководную воду (DSW, пищевая добавка), на микробиом кишечника мышей [179]. В этом испытании участвовали три группы: одна, которая получала обогащенный DSW йогурт, одна, которая получала необогащенный йогурт, и контрольная группа, которая получала только обычную воду [179]. Что касается нарушения микробиома, исследование кишечника мышей выявило увеличение количества молочнокислых бактерий и общего количества бактерий в обеих группах йогурта, что было значительно выше, чем в контрольной группе, получавшей только воду [179]. Хотя это, по-видимому, указывает на то, что ферментированная пища оказала влияние на микробиом кишечника, стоит упомянуть, что фактические штаммы, используемые в качестве заквасочных культур в йогурте (штамм Lactiplantibacillus pentosus и штамм Pediococcus pentosaceus), не отслеживались в ходе эксперимента, и неясно, составляли ли эти специфические штаммы часть подсчета количества молочнокислых бактерий или даже смогли ли они пережить первоначальный желудочный транзит [179]. Кроме того, добавление контроля неферментированного молока было бы полезно для подтверждения того, что изменения микробиома не были вызваны питательными веществами, уже присутствующими в молоке.

Хотя относительное обилие микробиоты ферментированных пищевых продуктов неоднородно, микробиом кишечника подвергается воздействию этих аллохтонных бактерий и взаимодействует с ними после приема пищи либо временно, либо на более долгосрочной основе [180, 181]. Приведенные выше исследования показывают, что микробиом ферментированных пищевых продуктов может оказывать различное воздействие на микробиом кишечника хозяина, при этом многие из резидентных бактерий, присутствующих в пищевом микробиоме, связаны с благоприятными реакциями в кишечнике и способны содержать потенциально пробиотические микроорганизмы. Однако, чтобы с большей уверенностью установить, что микробиом ферментированных пищевых продуктов может пережить желудочный транзит, необходимо применять более последовательные и стандартизированные модели желудочно-кишечного тракта человека, такие как модель INFOGEST 2.0, а результаты должны быть подтверждены в исследованиях питания человека.

7. Выводы

Ферментированные продукты занимают важное место в истории человечества, и хотя их основной функцией изначально было продление срока годности сезонных продуктов, польза для здоровья, связанная с их потреблением, давно признана [6]. Почти все первичные продукты питания, потребляемые человеком, могут подвергаться ферментации [182]. Многие из них имеют региональное происхождение, связанное с известными продуктами питания, произведенными в разных местах. Местная модификация и адаптация процесса ферментации значительно увеличили разнообразие ферментированных продуктов, как в случае с сыром; в то время как сыр производится с использованием молока ограниченного числа видов млекопитающих, изменения в технологии ферментации привели к появлению более 1000 сортов сыра [15]. Как описано выше и резюмировано в таблице 1, существует шесть основных путей ферментации пищевых продуктов, и ответственные за них заквасочные микроорганизмы хорошо охарактеризованы. Тем не менее, с большинством ферментированных пищевых продуктов связан широкий спектр нестартерных микробов, полное распространение которых становится очевидным только сейчас с применением технологий высокопроизводительного секвенирования ДНК [4]. Недавно была создана свободно доступная онлайн-база данных, которая функционирует как архив аннотированной геномной, метагеномной, транскриптомной и метатаксономической информации о микробах, связанных с ферментированными пищевыми продуктами, что позволяет оценивать отдельные штаммы в качестве потенциальных заквасочных культур [183]. Этот инструмент может выявить все разнообразие микробов, связанных с ферментированными пищевыми продуктами, и имеет полезные практические применения в пищевой промышленности.

Как первоначально задокументировал Мечников, ферментированные продукты исследуются на предмет их способности оказывать пользу для здоровья. Появляется все больше научных данных, подтверждающих это утверждение, в том числе данные, демонстрирующие, что ферментированные продукты легче усваиваются из-за частичного переваривания белков во время ферментации, а также данные о том, что они могут быть обогащены определенными витаминами и антиоксидантами. Было продемонстрировано, что ферментация может приводить к высвобождению биоактивных пептидов, например хорошо задокументированных пептидов, ингибирующих ACE, и продукции бактериальных ЭПС, которые могут помочь снизить уровень холестерина. Контролируемые клинические испытания на людях являются золотым стандартом, используемым для подтверждения преимуществ, связанных с пищевыми продуктами или фармацевтическими препаратами; однако, хотя ряд исследований продемонстрировал пользу для здоровья, связанную с ферментированными продуктами (подробный обзор см. в Marco et al., 2017 [57]), требуется больше таких исследований.

В последние годы микробиому кишечника человека уделяется большое внимание, и появляется все больше доказательств того, что он влияет как на физическое, так и на психическое здоровье [184, 185] и что многие метаболические нарушения связаны с нарушением микробиома кишечника [186, 187]. Образ жизни, включая диету, может влиять на микробиом кишечника, и растет интерес к возможности использования продуктов питания для его положительной модуляции [187, 188, 189, 190]. Ферментированные продукты дают возможность положительно влиять на микробиом кишечника, либо (I) предоставляя питательные вещества для стимулирования или подавления членов микробиома кишечника, либо (II) члены пищевого микробиома поселяются в кишечнике и / или взаимодействуют с резидентным микробиомом кишечника. Однако на сегодняшний день в немногих исследованиях специально изучалось влияние потребления ферментированных продуктов на микробиом кишечника. Некоторые биологически активные соединения, вырабатываемые микробами в пище, включая полифенолы и SCFAs, могут оказывать благотворное воздействие при употреблении в пищу. Определенные штаммы микроорганизмов, обнаруженные в пище, способны выживать при переваривании, а ферментированные продукты могут выступать в качестве полезных носителей для безопасного переноса пробиотических штаммов в кишечник. Тем не менее, очень мало исследований, посвященных способности микробиоты из ферментированных пищевых продуктов влиять на микробиом кишечника; в одном исследовании, посвященном последствиям потребления йогурта, наблюдались более высокие уровни МКБ, связанные с содержимым кишечника [179]. Кроме того, большинство исследований кишечного микробиома сосредоточено на микробиоте толстого кишечника, в первую очередь из-за простоты отбора проб; однако вполне вероятно, что ферментированные продукты оказывают большее влияние на микробиом в тонком кишечнике, поскольку в этом месте наблюдается более высокая доля молочнокислых бактерий и других более аэротолерантных бактерий, часто связанных с ферментированными продуктами. Возможность того, что ферментированные продукты влияют на микробиом кишечника, интригует и заслуживает дальнейшего изучения и дополнительных усилий, включая исследования тонкой кишки.

Дополнительная информация

Литература

  1. McGovern, P.E.; Zhang, J.; Tang, J.; Zhang, Z.; Hall, G.R.; Moreau, R.A.; Nunez, A.; Butrym, E.D.; Richards, M.P.; Wang, C.-S.; et al. Fermented beverages of pre- and proto-historic China. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101, 17593–17598. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  2. Tamang, J.P.; Cotter, P.D.; Endo, A.; Han, N.S.; Kort, R.; Liu, S.Q.; Mayo, B.; Westerik, N.; Hutkins, R. Fermented foods in a global age: East meets West. Compr. Rev. Food Sci. Food Saf. 2020, 19, 184–217. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  3. Vitorino, L.C.; Bessa, L.A. Technological microbiology: Development and applications. Front. Microbiol. 2017, 8, 827. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  4. Macori, G.; Cotter, P.D. Novel insights into the microbiology of fermented dairy foods. Curr. Opin. Biotechnol. 2018, 49, 172–178. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  5. Chilton, S.N.; Burton, J.P.; Reid, G. Inclusion of fermented foods in food guides around the world. Nutrients 2015, 7, 390–404. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  6. Metchnikoff, E. The Prolongation of Life: Optimistic Studies; Heinemann: London, UK, 1907. [Google Scholar]
  7. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Probiotics in food; health and nutritional properties and guidelines for evaluation. In FAO Food and Nutrition Paper; FAO/WHO: Rome, Italy, 2006; p. 85. [Google Scholar]
  8. Gilliland, S.E.; Morelli, L.; Reid, G. Health and nutritional properties of probiotics in food including powder milk with live Lactic Acid Bacteria. Prevention 2001, 5, 1–10. [Google Scholar]
  9. Leroy, F.; De Vuyst, L. Lactic acid bacteria as functional starter cultures for the food fermentation industry. Trends Food Sci. Technol. 2004, 15, 67–78. [Google Scholar] [CrossRef]
  10. Shimizu, T. Health claims on functional foods: The Japanese regulations and an international comparison. Nutr. Res. Rev. 2003, 16, 241. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  11. Diplock, A.T.; Aggett, P.J.; Ashwell, M.; Bornet, F.; Fern, E.B.; Roberfroid, M.B. Scientific concepts of functional foods in Europe consensus document. Br. J. Nutr. 1999, 81, S1–S27. [Google Scholar] [CrossRef]
  12. Kindstedt, P.S. Cheese and Culture: A History of Cheese and Its Place in Western Civilization, 1st ed.; Chelsea Green Publishing Company: Hartford, VT, USA, 2012; ISBN 9781603585064. [Google Scholar]
  13. Voidarou, C.; Antoniadou, M.; Rozos, G.; Tzora, A.; Skoufos, I.; Varzakas, T.; Lagiou, A.; Bezirtzoglou, E. Fermentative foods: Microbiology, biochemistry, potential human health benefits and public health issues. Foods 2021, 10, 69. [Google Scholar] [CrossRef]
  14. Tamang, J.P. Diversity of Fermented Foods. In Fermented Foods and Beverages of the World, 1st ed.; Tamang, J.P., Kailasapathy, K., Eds.; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2010; pp. 41–84. [Google Scholar] [CrossRef]
  15. Beresford, T.P.; Fitzsimons, N.A.; Brennan, N.L.; Cogan, T.M. Recent advances in cheese microbiology. Int. Dairy J. 2001, 11, 259–274. [Google Scholar] [CrossRef]
  16. Tamang, J.P.; Watanabe, K.; Holzapfel, W.H. Review: Diversity of microorganisms in global fermented foods and beverages. Front. Microbiol. 2016, 7, 377. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  17. Madigan, M.T.; Martinko, J.M.; Dunlap, P.V.; Clark, D.P. Metabolic diversity: Catabolism of organic compounds. In Brock Biology of Microorganisms, 12th ed.; Berriman, E.W., Carlson, L., Hutchinson, G., Reed, E., Eds.; Pearson Education Incorporated: New York, NY, USA, 2009; pp. 612–651. [Google Scholar]
  18. Wang, Y.; Wu, J.; Lv, M.; Shao, Z.; Hungwe, M.; Wang, J.; Bai, X.; Xie, J.; Wang, Y.; Geng, W. Metabolism characteristics of lactic acid bacteria and the expanding applications in food industry. Front. Bioeng. Biotechnol. 2021, 9, 378. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  19. Eram, M.S.; Ma, K. Decarboxylation of pyruvate to acetaldehyde for ethanol production by hyperthermophiles. Biomolecules 2013, 3, 578–596. [Google Scholar] [CrossRef]
  20. Lynch, K.M.; Zannini, E.; Wilkinson, S.; Daenen, L.; Arendt, E.K. Physiology of acetic acid bacteria and their role in vinegar and fermented beverages. Compr. Rev. Food Sci. Food Saf. 2019, 18, 587–625. [Google Scholar] [CrossRef]
  21. Gonzalez-Garcia, R.A.; McCubbin, T.; Navone, L.; Stowers, C.; Nielsen, L.K.; Marcellin, E. Microbial propionic acid production. Fermentation 2017, 3, 21. [Google Scholar] [CrossRef]
  22. Behera, B.C.; Mishra, R.; Mohapatra, S. Microbial citric acid: Production, properties, application, and future perspectives. Food Front. 2021, 2, 62–76. [Google Scholar] [CrossRef]
  23. Lasik-Kurdys, M.; Majcher, M.; Nowak, J. Effects of different techniques of malolactic fermentation induction on diacetyl metabolism and biosynthesis of selected aromatic esters in cool- climate grape wines. Molecules 2018, 23, 2549. [Google Scholar] [CrossRef]
  24. Beermann, C.; Hartung, J. Physiological properties of milk ingredients released by fermentation. Food Funct. 2013, 4, 185–199. [Google Scholar] [CrossRef]
  25. Müller, V. Bacterial fermentation. In Encyclopedia of Life Scicience; John Wiley & Sons Ltd.: Chichester, UK, 2001. [Google Scholar] [CrossRef]
  26. Tamang, J.P. Biochemical and modern identification techniques: Microfloras of fermented foods. In Encyclopedia Food Microbiolology, 2nd ed.; Batt, C., Patel, P., Eds.; Academic Press: Cambridge, MA, USA, 2014; pp. 250–258. [Google Scholar] [CrossRef]
  27. Walker, G.; Stewart, G. Saccharomyces cerevisiae in the production of fermented beverages. Beverages 2016, 2, 30. [Google Scholar] [CrossRef]
  28. Escalante, A.; Giles-Gómez, M.; Hernández, G.; Córdova-Aguilar, M.S.; López-Munguía, A.; Gosset, G.; Bolívar, F. Analysis of bacterial community during the fermentation of pulque, a traditional Mexican alcoholic beverage, using a polyphasic approach. Int. J. Food. Microbiol. 2008, 124, 126–134. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  29. Baschali, A.; Tsakalidou, E.; Kyriacou, A.; Karavasiloglou, N.; Matalas, A.L. Traditional low-alcoholic and non-alcoholic fermented beverages consumed in European countries: A neglected food group. Nutr. Res. Rev. 2017, 30, 1–24. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  30. Raspor, P.; Goranovič, D. Biotechnological applications of acetic acid bacteria. Crit. Rev. Biotechnol. 2008, 28, 101–124. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  31. Saichana, N.; Matsushita, K.; Adachi, O.; Frébort, I.; Frebortova, J. Acetic acid bacteria: A group of bacteria with versatile biotechnological applications. Biotechnol. Adv. 2015, 33, 1260–1271. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  32. Laëtitia, G.; Pascal, D.; Yann, D. The citrate metabolism in homo- and heterofermentative LAB: A selective means of becoming dominant over other microorganisms in complex ecosystems. Food Nutr. Sci. 2014, 5, 953–969. [Google Scholar] [CrossRef]
  33. Quintans, N.G.; Blancato, V.; Repizo, G.; Magni, C.; Lopez, P. Citrate metabolism and aroma compound production in lactic acid bacteria. Mol. Asp. Lact. Acid Bact. Tradit. New Appl. 2008, 37, 65–88. [Google Scholar]
  34. Betteridge, A.L.; Sumby, K.M.; Sundstrom, J.F.; Grbin, P.R.; Jiranek, V. Application of directed evolution to develop ethanol tolerant Oenococcus oeni for more efficient malolactic fermentation. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2018, 102, 921–932. [Google Scholar] [CrossRef]
  35. Davis, C.R.; Wibowo, D.; Eschenbruch, R.; Lee, T.H.; Fleet, G.H. Practical implications of malolactic fermentation: A review. Am. J. Enol. Vitic. 1985, 36, 290–301. [Google Scholar]
  36. Kunkee, R.E. Some roles of malic acid in the malolactic fermentation in wine making. FEMS Microbiol. Lett. 1991, 88, 55–71. [Google Scholar] [CrossRef]
  37. Liu, S.Q. Malolactic fermentation in wine-beyond deacidification. J. Appl. Microbiol. 2002, 92, 589–601. [Google Scholar] [CrossRef]
  38. Hill, D.; Sugrue, I.; Arendt, E.; Hill, C.; Stanton, C.; Ross, R.P. Recent advances in microbial fermentation for dairy and health. F1000Research 2017, 6, 751. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  39. Coeuret, V.; Dubernet, S.; Bernardeau, M.; Gueguen, M.; Vernoux, J.P. Isolation, characterisation and identification of lactobacilli focusing mainly on cheeses and other dairy products. Lait 2003, 83, 269–306. [Google Scholar] [CrossRef]
  40. Quigley, L.; O’Sullivan, O.; Beresford, T.P.; Ross, R.P.; Fitzgerald, G.F.; Cotter, P.D. High-throughput sequencing for detection of subpopulations of bacteria not previously associated with artisanal cheeses. Appl. Environ. Microbiol. 2012, 78, 5717–5723. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  41. Tamang, J.P.; Holzapfel, W.H.; Shin, D.H.; Felis, G.E. Editorial: Microbiology of ethnic fermented foods and alcoholic beverages of the world. Front. Microbiol. 2017, 8, 1377. [Google Scholar] [CrossRef]
  42. Cotter, P.D.; Beresford, T.P. Microbiome changes during ripening. In Cheese, Chemistry, Physics & Microbiology, 4th ed.; McSweeney, P.H.L., Fox, P.F., Cotter, P.D., Everett, D.W., Eds.; Academic Press: London, UK, 2017; Volume 1, pp. 389–409. [Google Scholar]
  43. Bittante, G.; Amalfitano, N.; Bergamaschi, M.; Patel, N.; Haddi, M.L.; Benabid, H.; Pazzola, M.; Vacca, G.M.; Tagliapietra, F.; Schiavon, S. Composition and aptitude for cheese-making of milk from cows, buffaloes, goats, sheep, dromedary camels, and donkeys. J. Dairy Sci. 2022, 105, 2132–2152. [Google Scholar] [CrossRef]
  44. Nikoloudaki, O.; Lemos Junior, W.J.F.; Borruso, L.; Campanaro, S.; De Angelis, M.; Vogel, R.F.; Di Cagno, R.; Gobbetti, M. How multiple farming conditions correlate with the composition of the raw cow’s milk lactic microbiome. Environ. Microbiol. 2021, 23, 1702–1716. [Google Scholar] [CrossRef]
  45. Salazar, J.K.; Gonsalves, L.J.; Fay, M.; Ramachandran, P.; Schill, K.M.; Tortorello, M.L. Metataxonomic profiling of native and starter microbiota during ripening of gouda cheese made with Listeria monocytogenes-contaminated unpasteurized milk. Front. Microbiol. 2021, 12, 642789. [Google Scholar] [CrossRef]
  46. Quigley, L.; O’Sullivan, O.; Stanton, C.; Beresford, T.P.; Ross, R.P.; Fitzgerald, G.F.; Cotter, P.D. The complex microbiota of raw milk. FEMS Microbiol. Rev. 2013, 37, 664–698. [Google Scholar] [CrossRef]
  47. Li, N.; Wang, Y.; You, C.; Ren, J.; Chen, W.; Zheng, H.; Liu, Z. Variation in raw milk microbiota throughout 12 months and the impact of weather conditions. Sci. Rep. 2018, 8, 2371. [Google Scholar] [CrossRef]
  48. Rahmeh, R.; Akbar, A.; Kishk, M.; Al-Onaizi, T.; Al-Azmi, A.; Al-Shatti, A.; Shajan, A.; Al-Mutairi, S.; Akbar, B. Distribution and antimicrobial activity of lactic acid bacteria from raw camel milk. New Microbes New Infect. 2019, 30, 100560. [Google Scholar] [CrossRef]
  49. Lane, C.N.; Fox, P.F. Contribution of starter and adjunct lactobacilli to proteolysis in Cheddar cheese during ripening. Int. Dairy J. 1996, 6, 715–728. [Google Scholar] [CrossRef]
  50. González-González, F.; Delgado, S.; Ruiz, L.; Margolles, A.; Ruas-Madiedo, P. Functional bacterial cultures for dairy applications: Towards improving safety, quality, nutritional and health benefit aspects. J. Appl. Microbiol. 2022; Epub ahead of print. [Google Scholar] [CrossRef]
  51. Bintsis, T. Yeasts in different types of cheese. AIMS Microbiol. 2021, 7, 447–470. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  52. Blaya, J.; Barzideh, Z.; LaPointe, G. Symposium review: Interaction of starter cultures and nonstarter lactic acid bacteria in the cheese environment. J. Dairy Sci. 2018, 101, 3611–3629. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  53. Mounier, J.; Coton, M. Smear-ripened cheeses. In Encyclopedia of Dairy Science, 2nd ed.; McSweeney, P.L.H., McNamara, J.P., Eds.; Academic Press: Cambridge, MA, USA, 2021; pp. 343–351. [Google Scholar] [CrossRef]
  54. Ritschard, J.S.; Amato, L.; Kumar, Y.; Müller, B.; Meile, L.; Schuppler, M. The role of the surface smear microbiome in the development of defective smear on surface-ripened red-smear cheese. AIMS Microbiol. 2018, 4, 622–641. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  55. Ercolini, D.; Hill, P.J.; Dodd, C.E.R. Bacterial community structure and location in Stilton cheese. Appl. Environ. Microbiol. 2003, 69, 3540–3548. [Google Scholar] [CrossRef]
  56. Gkatzionis, K.; Yunita, D.; Linforth, R.S.T.; Dickinson, M.; Dodd, C.E.R. Diversity and activities of yeasts from different parts of a Stilton cheese. Int. J. Food Microbiol. 2014, 177, 109–116. [Google Scholar] [CrossRef]
  57. Marco, M.L.; Heeney, D.; Binda, S.; Cifelli, C.J.; Cotter, P.D.; Foligné, B.; Gänzle, M.; Kort, R.; Pasin, G.; Pihlanto, A.; et al. Health benefits of fermented foods: Microbiota and beyond. Curr. Opin. Biotechnol. 2017, 44, 94–102. [Google Scholar] [CrossRef]
  58. Rezac, S.; Kok, C.R.; Heermann, M.; Hutkins, R. Fermented foods as a dietary source of live organisms. Front. Microbiol. 2018, 9, 1785. [Google Scholar] [CrossRef]
  59. Mozaffarian, D.; Hao, T.; Rimm, E.B.; Willett, W.C.; Hu, F.B. Changes in diet and lifestyle and long-term weight gain in women and men. N. Engl. J. Med. 2011, 364, 2392–2404. [Google Scholar] [CrossRef]
  60. Chen, M.; Sun, Q.; Giovannucci, E.; Mozaffarian, D.; Manson, J.A.E.; Willett, W.C.; Hu, F.B. Dairy consumption and risk of type 2 diabetes: 3 cohorts of US adults and an updated meta-analysis. BMC Med. 2014, 12, 215. [Google Scholar] [CrossRef]
  61. Eussen, S.J.P.M.; Van Dongen, M.C.J.M.; Wijckmans, N.; Den Biggelaar, L.; Oude Elferink, S.J.W.H.; Singh-Povel, C.M.; Schram, M.T.; Sep, S.J.S.; van der Kallen, C.J.; Koster, A.; et al. Consumption of dairy foods in relation to impaired glucose metabolism and type 2 diabetes mellitus: The Maastricht Study. Br. J. Nutr. 2016, 115, 1453–1461. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  62. Soedamah-Muthu, S.S.; Masset, G.; Verberne, L.; Geleijnse, J.M.; Brunner, E.J. Consumption of dairy products and associations with incident diabetes, CHD and mortality in the Whitehall II study. Br. J. Nutr. 2013, 109, 718–726. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  63. Tapsell, L.C. Fermented dairy food and CVD risk. Br. J. Nutr. 2015, 113, S131–S135. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  64. Iwasa, M.; Aoi, W.; Mune, K.; Yamauchi, H.; Furuta, K.; Sasaki, S.; Takeda, K.; Harada, K.; Wada, S.; Nakamura, Y.; et al. Fermented milk improves glucose metabolism in exercise-induced muscle damage in young healthy men. Nutr. J. 2013, 12, 83. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  65. An, S.Y.; Lee, M.S.; Jeon, J.Y.; Ha, E.S.; Kim, T.H.; Yoon, J.Y.; Ok, C.-O.; Lee, H.-K.; Hwang, W.-S.; Choe, S.J.; et al. Beneficial effects of fresh and fermented kimchi in prediabetic individuals. Ann. Nutr. Metab. 2013, 63, 111–119. [Google Scholar] [CrossRef]
  66. Han, K.; Bose, S.; Wang, J.H.; Kim, B.S.; Kim, M.J.; Kim, E.J.; Kim, H. Contrasting effects of fresh and fermented kimchi consumption on gut microbiota composition and gene expression related to metabolic syndrome in obese Korean women. Mol. Nutr. Food Res. 2015, 59, 1004–1008. [Google Scholar] [CrossRef]
  67. Tillisch, K.; Labus, J.; Kilpatrick, L.; Jiang, Z.; Stains, J.; Ebrat, B.; Guyonnet, D.; Legrain-Raspaud, S.; Trotin, B.; Naliboff, B.; et al. Consumption of fermented milk product with probiotic modulates brain activity. Gastroenterology 2013, 144, 1394–1401. [Google Scholar] [CrossRef]
  68. Hilimire, M.R.; DeVylder, J.E.; Forestell, C.A. Fermented foods, neuroticism, and social anxiety: An interaction model. Psychiatry Res. 2015, 228, 203–208. [Google Scholar] [CrossRef]
  69. Omagari, K.; Sakaki, M.; Tsujimoto, Y.; Shiogama, Y.; Iwanaga, A.; Ishimoto, M.; Yamaguchi, A.; Masuzumi, M.; Kawase, M.; Ichimura, M.; et al. Coffee consumption is inversely associated with depressive status in Japanese patients with type 2 diabetes. J. Clin. Biochem. Nutr. 2014, 55, 135–142. [Google Scholar] [CrossRef]
  70. Taylor, B.C.; Lejzerowicz, F.; Poirel, M.; Shaffer, J.P.; Jiang, L.; Aksenov, A.; Litwin, N.; Humphrey, G.; Martino, C.; Miller-Montgomery, S.; et al. Consumption of fermented foods is associated with systematic differences in the gut microbiome and metabolome. mSystems 2020, 5, 901–920. [Google Scholar] [CrossRef]
  71. Sivamaruthi, B.S.; Kesika, P.; Chaiyasut, C. Impact of fermented foods on human cognitive function—A review of outcome of clinical trials. Sci. Pharm. 2018, 86, 22. [Google Scholar] [CrossRef]
  72. Yadav, S.; Khetarpaul, N. Indigenous legume fermentation: Effect on some antinutrients and in-vitro digestibility of starch and protein. Food Chem. 1994, 50, 403–406. [Google Scholar] [CrossRef]
  73. Çabuk, B.; Nosworthy, M.G.; Stone, A.K.; Korber, D.R.; Tanaka, T.; House, J.D.; Nickerson, M.T. Effect of fermentation on the protein digestibility and levels of non-nutritive compounds of pea protein concentrate. Food Technol. Biotechnol. 2018, 56, 257–264. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  74. Jardin, J.; Mollé, D.; Piot, M.; Lortal, S.; Gagnaire, V. Quantitative proteomic analysis of bacterial enzymes released in cheese during ripening. Int. J. Food Microbiol. 2012, 155, 19–28. [Google Scholar] [CrossRef]
  75. Rozenberg, S.; Body, J.J.; Bruyere, O.; Bergmann, P.; Brandi, M.L.; Cooper, C.; Devogelaer, J.P.; Gielen, E.; Goemaere, S.; Kaufman, J.M.; et al. Effects of dairy products consumption on health: Benefits and beliefs—A commentary from the Belgian Bone Club and the European Society for Clinical and Economic Aspects of Osteoporosis, Osteoarthritis and Musculoskeletal Diseases. Calcif. Tissue Int. 2015, 98, 1–17. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  76. Granato, D.; Branco, G.F.; Nazzaro, F.; Cruz, A.G.; Faria, J.A.F. Functional foods and nondairy probiotic food development: Trends, concepts, and products. Compr. Rev. Food Sci. Food Saf. 2010, 9, 292–302. [Google Scholar] [CrossRef]
  77. Hong, K.-J.; Lee, C.-H.; Kim, S.W. Aspergillus oryzae GB-107 fermentation improves nutritional quality of food soybeans and feed soybean meals. J. Med. Food 2004, 7, 430–435. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  78. Leroy, F.; De Vuyst, L. Fermented food in the context of a healthy diet: How to produce novel functional foods? Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care 2014, 17, 574–581. [Google Scholar] [CrossRef]
  79. Kamal-Eldin, A. The role of fermentation in providing biologically active compounds for the human organism. In Fermentation: Effects on Food Properties; Metha, B.M., Kamal-Eldin, A., Iwanski, R.Z., Eds.; CRC Press: Boca Raton, FL, USA, 2012; pp. 151–168. [Google Scholar]
  80. Şanlier, N.; Gökcen, B.B.; Sezgin, A.C. Health benefits of fermented foods. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2017, 59, 506–527. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  81. Samaranayaka, A.G.P.; Li-Chan, E.C.Y. Food-derived peptidic antioxidants: A review of their production, assessment, and potential applications. J. Funct. Foods 2011, 3, 229–254. [Google Scholar] [CrossRef]
  82. Zheng, J.; Wittouck, S.; Salvetti, E.; Franz, C.M.A.P.; Harris, H.M.B.; Mattarelli, P.; O’Toole, P.W.; Pot, B.; Vandamme, P.; Walter, J.; et al. A taxonomic note on the genus Lactobacillus: Description of 23 novel genera, emended description of the genus Lactobacillus beijerinck 1901, and union of Lactobacillaceae and Leuconostocaceae. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 2020, 70, 2782–2858. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  83. Fernández, M.; Hudson, J.A.; Korpela, R.; de los Reyes-Gavilán, C.G. Impact on human health of microorganisms present in fermented dairy products: An overview. BioMed Res. Int. 2015, 2015, 412714. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  84. Stanton, C.; Ross, R.P.; Fitzgerald, G.F.; Van Sinderen, D. Fermented functional foods based on probiotics and their biogenic metabolites. Curr. Opin. Biotechnol. 2005, 16, 198–203. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  85. Altay, F.; Karbancioglu-Güler, F.; Daskaya-Dikmen, C.; Heperkan, D. A review on traditional Turkish fermented non-alcoholic beverages: Microbiota, fermentation process and quality characteristics. Int. J. Food Microbiol. 2013, 167, 44–56. [Google Scholar] [CrossRef]
  86. Kim, H.J.; Noh, J.S.; Song, Y.O. Beneficial effects of kimchi, a Korean fermented vegetable food, on pathophysiological factors related to atherosclerosis. J. Med. Food 2017, 21, 127–137. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  87. Solieri, L.; Rutella, G.S.; Tagliazucchi, D. Impact of non-starter lactobacilli on release of peptides with angiotensin-converting enzyme inhibitory and antioxidant activities during bovine milk fermentation. Food Microbiol. 2015, 51, 108–116. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  88. Rai, A.K.; Sanjukta, S.; Jeyaram, K. Production of angiotensin I converting enzyme inhibitory (ACE-I) peptides during milk fermentation and their role in reducing hypertension. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2017, 57, 2789–2800. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  89. Chen, Y.; Liu, W.; Xue, J.; Yang, J.; Chen, X.; Shao, Y.; Kwok, L.-Y.; Bilige, M.; Mang, L.; Zhang, H. Angiotensin-converting enzyme inhibitory activity of Lactobacillus helveticus strains from traditional fermented dairy foods and antihypertensive effect of fermented milk of strain H9. J. Dairy Sci. 2014, 97, 6680–6692. [Google Scholar] [CrossRef]
  90. Cicero, A.F.G.; Gerocarni, B.; Laghi, L.; Borghi, C. Blood pressure lowering effect of lactotripeptides assumed as functional foods: A meta-analysis of current available clinical trials. J. Hum. Hypertens. 2011, 25, 425–436. [Google Scholar] [CrossRef]
  91. Takeda, S.; Matsufuji, H.; Nakade, K.; Takenoyama, S.I.; Ahhmed, A.; Sakata, R.; Kawahara, S.; Muguruma, M. Investigation of lactic acid bacterial strains for meat fermentation and the product’s antioxidant and angiotensin-I-converting-enzyme inhibitory activities. Anim. Sci. J. 2017, 88, 507–516. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  92. De Vuyst, L.; Degeest, B. Heteropolysaccharides from lactic acid bacteria. FEMS Microbiol. Rev. 1999, 23, 153–177. [Google Scholar] [CrossRef]
  93. Ryan, P.M.; Ross, R.P.; Fitzgerald, G.F.; Caplice, N.M.; Stanton, C. Sugar-coated: Exopolysaccharide producing lactic acid bacteria for food and human health applications. Food Funct. 2015, 6, 679–693. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  94. Tok, E.; Aslim, B. Cholesterol removal by some lactic acid bacteria that can be used as probiotic. Microbiol. Immunol. 2010, 54, 257–264. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  95. Pigeon, R.M.; Cuesta, E.P.; Gilliland, S.E. Binding of free bile acids by cells of yogurt starter culture bacteria. J. Dairy Sci. 2002, 85, 2705–2710. [Google Scholar] [CrossRef]
  96. London, L.E.; Kumar, A.H.; Wall, R.; Casey, P.G.; O’Sullivan, O.; Shanahan, F.; Hill, C.; Cotter, P.D.; Fitzgerald, G.F.; Ross, R.P.; et al. Exopolysaccharide-producing probiotic lactobacilli reduce serum cholesterol and modify enteric microbiota in ApoE-deficient mice. J. Nutr. 2014, 144, 1956–1962. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  97. Mårtensson, O.; Biörklund, M.; Lambo, A.M.; Dueñas-Chasco, M.; Irastorza, A.; Holst, O.; Norin, E.; Welling, G.; Öste, R.; Önning, G. Fermented, ropy, oat-based products reduce cholesterol levels and stimulate the bifidobacteria flora in humans. Nutr. Res. 2005, 25, 429–442. [Google Scholar] [CrossRef]
  98. Wastyk, H.C.; Fragiadakis, G.K.; Perelman, D.; Dahan, D.; Merrill, B.D.; Yu, F.B.; Topf, M.; Gonzalez, C.G.; Van Treuren, W.; Han, S.; et al. Gut-microbiota-targeted diets modulate human immune status. Cell 2021, 184, 4137–4153.e14. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  99. Veiga, P.; Pons, N.; Agrawal, A.; Oozeer, R.; Guyonnet, D.; Brazeilles, R.; Faurie, J.M.; van Hylckama Vlieg, J.E.; Houghton, L.A.; Whorwell, P.J.; et al. Changes of the human gut microbiome induced by a fermented milk product. Sci. Rep. 2014, 4, 6328. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  100. Unno, T.; Choi, J.H.; Hur, H.G.; Sadowsky, M.J.; Ahn, Y.T.; Huh, C.S.; Kim, G.B.; Cha, C.J. Changes in human gut microbiota influenced by probiotic fermented milk ingestion. J. Dairy Sci. 2015, 98, 3568–3576. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  101. Yılmaz, İ.; Enver Dolar, M.; Özpınar, H. Effect of administering kefir on the changes in fecal microbiota and symptoms of inflammatory bowel disease: A randomized controlled trial. Turk. J. Gastroenterol. 2019, 30, 242–253. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  102. Zeng, X.; Jia, H.; Zhang, X.; Wang, X.; Wang, Z.; Gao, Z.; Yuan, Y.; Yue, T. Supplementation of kefir ameliorates azoxymethane/dextran sulfate sodium induced colorectal cancer by modulating the gut microbiota. Food Funct. 2021, 12, 11641–11655. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  103. Yang, Y.J.; Sheu, B.S. Probiotics-containing yogurts suppress Helicobacter pylori load and modify immune response and intestinal microbiota in the Helicobacter pylori-infected children. Helicobacter 2012, 17, 297–304. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  104. Lisko, D.; Johnston, G.; Johnston, C. Effects of dietary yogurt on the healthy human gastrointestinal (GI) microbiome. Microorganisms 2017, 5, 6. [Google Scholar] [CrossRef]
  105. Firmesse, O.; Rabot, S.; Bermúdez-Humarán, L.G.; Corthier, G.; Furet, J.P. Consumption of Camembert cheese stimulates commensal enterococci in healthy human intestinal microbiota. FEMS Microbiol. Lett. 2007, 276, 189–192. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  106. Firmesse, O.; Alvaro, E.; Mogenet, A.; Bresson, J.L.; Lemée, R.; Le Ruyet, P.; Bonhomme, C.; Lambert, D.; Andrieux, C.; Doré, J.; et al. Fate and effects of Camembert cheese micro-organisms in the human colonic microbiota of healthy volunteers after regular Camembert consumption. Int. J. Food Microbiol. 2008, 125, 176–181. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  107. Le Roy, C.I.; Kurilshikov, A.; Leeming, E.R.; Visconti, A.; Bowyer, R.C.E.; Menni, C.; Fachi, M.; Koutnikova, H.; Veiga, P.; Zhernakova, A.; et al. Yoghurt consumption is associated with changes in the composition of the human gut microbiome and metabolome. BMC Microbiol. 2022, 22, 39. [Google Scholar] [CrossRef]
  108. Nielsen, E.S.; Garnås, E.; Jensen, K.J.; Hansen, L.H.; Olsen, P.S.; Ritz, C.; Krych, L.; Nielsen, D.S. Lacto-fermented sauerkraut improves symptoms in IBS patients independent of product pasteurisation—A pilot study. Food Funct. 2018, 9, 5323–5335. [Google Scholar] [CrossRef]
  109. Inoguchi, S.; Ohashi, Y.; Narai-Kanayama, A.; Aso, K.; Nakagaki, T.; Fujisawa, T. Effects of non-fermented and fermented soybean milk intake on faecal microbiota and faecal metabolites in humans. Int. J. Food Sci. Nutr. 2012, 63, 402–410. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  110. Cheng, I.C.; Shang, H.F.; Lin, T.F.; Wang, T.H.; Lin, H.S.; Lin, S.H. Effect of fermented soy milk on the intestinal bacterial ecosystem. World J. Gastroenterol. 2005, 11, 1225–1227. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  111. Yamamoto, B.; Suzuki, Y.; Yonezu, T.; Mizushima, N.; Watanabe, N.; Sato, T.; Inoue, S.; Inokuchi, S. Cha-Koji, comprising green tea leaves fermented with Aspergillus luchuensis var kawachii kitahara, increases regulatory T cell production in mice and humans. Biosci. Biotechnol. Biochem. 2018, 82, 885–892. [Google Scholar] [CrossRef]
  112. Jaquet, M.; Rochat, I.; Moulin, J.; Cavin, C.; Bibiloni, R. Impact of coffee consumption on the gut microbiota: A human volunteer study. Int. J. Food Microbiol. 2009, 130, 117–121. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  113. Chiu, H.F.; Chen, Y.J.; Lu, Y.Y.; Han, Y.C.; Shen, Y.C.; Venkatakrishnan, K.; Wang, C.-K. Regulatory efficacy of fermented plant extract on the intestinal microflora and lipid profile in mildly hypercholesterolemic individuals. J. Food Drug. Anal. 2017, 25, 819–827. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  114. Wu, T.; Chu, X.; Cheng, Y.; Tang, S.; Zogona, D.; Pan, S.; Xu, X. Modulation of gut microbiota by lactobacillus casei fermented raspberry juice in vitro and in vivo. Foods 2021, 10, 3055. [Google Scholar] [CrossRef]
  115. Voreades, N.; Kozil, A.; Weir, T.L. Diet and the development of the human intestinal microbiome. Front. Microbiol. 2014, 5, 494. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  116. Cardona, F.; Andrés-Lacueva, C.; Tulipani, S.; Tinahones, F.J.; Queipo-Ortuño, M.I. Benefits of polyphenols on gut microbiota and implications in human health. J. Nutr. Biochem. 2013, 24, 1415–1422. [Google Scholar] [CrossRef]
  117. Shiferaw Terefe, N.; Augustin, M.A. Fermentation for tailoring the technological and health related functionality of food products. Crit. Rev. Food. Sci. Nutr. 2020, 60, 2887–2913. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  118. Annunziata, G.; Arnone, A.; Ciampaglia, R.; Tenore, G.C.; Novellino, E. Fermentation of foods and beverages as a tool for increasing availability of bioactive compounds. Focus on short-chain fatty acids. Foods 2020, 9, 999. [Google Scholar] [CrossRef]
  119. Zhang, Y.-J.; Li, S.; Gan, R.-Y.; Zhou, T.; Xu, D.-P.; Li, H.-B. Impacts of gut bacteria on human health and diseases. Int. J. Mol. Sci. 2015, 16, 7493–7519. [Google Scholar] [CrossRef]
  120. Zheng, C.J.; Liu, R.; Xue, B.; Luo, J.; Gao, L.; Wang, Y.; Ou, S.; Li, S.; Peng, X. Impact and consequences of polyphenols and fructooligosaccharide interplay on gut microbiota in rats. Food Funct. 2017, 8, 1925–1932. [Google Scholar] [CrossRef]
  121. Gan, R.Y.; Shah, N.P.; Wang, M.F.; Lui, W.Y.; Corke, H. Fermentation alters antioxidant capacity and polyphenol distribution in selected edible legumes. Int. J. Food Sci. Technol. 2016, 51, 875–884. [Google Scholar] [CrossRef]
  122. Zhai, F.H.; Liu, H.Y.; Han, J.R. Protein nutritional value, polyphenols and antioxidant properties of corn fermented with Agaricus brasiliensis and Agaricus bisporus. World J. Microbiol. Biotechnol. 2018, 34, 36. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  123. Duda-Chodak, A.; Tarko, T.; Satora, P.; Sroka, P. Interaction of dietary compounds, especially polyphenols, with the intestinal microbiota: A review. Eur. J. Nutr. 2015, 54, 325–341. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  124. Hervert-Hernández, D.; Goñi, I. Dietary polyphenols and human gut microbiota: A review. Food Rev. Int. 2011, 27, 154–169. [Google Scholar] [CrossRef]
  125. Zhou, F.; Li, Y.L.; Zhang, X.; Wang, K.B.; Huang, J.A.; Liu, Z.H.; Zhu, M.-Z. Polyphenols from Fu Brick tea reduce obesity via modulation of gut microbiota and gut microbiota-related intestinal oxidative stress and barrier function. J. Agric. Food Chem. 2021, 69, 14530–14543. [Google Scholar] [CrossRef]
  126. Lee, H.C.; Jenner, A.M.; Low, C.S.; Lee, Y.K. Effect of tea phenolics and their aromatic fecal bacterial metabolites on intestinal microbiota. Res. Microbiol. 2006, 157, 876–884. [Google Scholar] [CrossRef]
  127. Hervert-Hernández, D.; Pintado, C.; Rotger, R.; Goñi, I. Stimulatory role of grape pomace polyphenols on Lactobacillus acidophilus growth. Int. J. Food Microbiol. 2009, 136, 119–122. [Google Scholar] [CrossRef]
  128. Nash, V.; Ranadheera, C.S.; Georgousopoulou, E.N.; Mellor, D.D.; Panagiotakos, D.B.; McKune, A.J.; Kellett, J.; Naumovski, N. The effects of grape and red wine polyphenols on gut microbiota—A systematic review. Food Res. Int. 2018, 113, 277–287. [Google Scholar] [CrossRef]
  129. Aura, A.M. Microbial metabolism of dietary phenolic compounds in the colon. Phytochem. Rev. 2008, 7, 407–429. [Google Scholar] [CrossRef]
  130. Parkar, S.G.; Trower, T.M.; Stevenson, D.E. Fecal microbial metabolism of polyphenols and its effects on human gut microbiota. Anaerobe 2013, 23, 12–19. [Google Scholar] [CrossRef]
  131. Murota, K.; Nakamura, Y.; Uehara, M. Flavonoid metabolism: The interaction of metabolites and gut microbiota. Biosci. Biotechnol. Biochem. 2018, 82, 600–610. [Google Scholar] [CrossRef]
  132. Champ, C.E.; Kundu-Champ, A. Maximizing polyphenol content to uncork the relationship between wine and cancer. Front. Nutr. 2019, 6, 44. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  133. Queipo-Ortuño, M.I.; Boto-Ordóñez, M.; Murri, M.; Gomez-Zumaquero, J.M.; Clemente-Postigo, M.; Estruch, R.; Cardona Diaz, F.; Andrés-Lacueva, C.; Tinahones, F.J. Influence of red wine polyphenols and ethanol on the gut microbiota ecology and biochemical biomarkers. Am. J. Clin. Nutr. 2012, 95, 1323–1334. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  134. Clemente-Postigo, M.; Queipo-Ortuno, M.I.; Boto-Ordonez, M.; Coin-Araguez, L.; Del Mar Roca-Rodriguez, M.; Delgado-Lista, J.; Cardona, F.; Andres-Lacueva, C.; Tinahones, F.J. Effect of acute and chronic red wine consumption on lipopolysaccharide concentrations. Am. J. Clin. Nutr. 2013, 97, 1053–1061. [Google Scholar] [CrossRef]
  135. Moreno-Indias, I.; Sánchez-Alcoholado, L.; Pérez-Martínez, P.; Andrés-Lacueva, C.; Cardona, F.; Tinahones, F.; Queipo-Ortuño, M.I. Red wine polyphenols modulate fecal microbiota and reduce markers of the metabolic syndrome in obese patients. Food Funct. 2016, 7, 1775–1787. [Google Scholar] [CrossRef]
  136. Barroso, E.; Muñoz-González, I.; Jiménez, E.; Bartolomé, B.; Moreno-Arribas, M.V.; Peláez, C.; del Carmen Martínez-Cuesta, M.; Requena, T. Phylogenetic profile of gut microbiota in healthy adults after moderate intake of red wine. Mol. Nutr. Food Res. 2017, 61, 1600620. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  137. Zhao, L.; Zhang, Q.; Ma, W.; Tian, F.; Shen, H.; Zhou, M. A combination of quercetin and resveratrol reduces obesity in high-fat diet-fed rats by modulation of gut microbiota. Food Funct. 2017, 8, 4644–4656. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  138. Etxeberria, U.; Arias, N.; Boqué, N.; Macarulla, M.T.; Portillo, M.P.; Martínez, J.A.; Milagro, F.I. Reshaping faecal gut microbiota composition by the intake of trans-resveratrol and quercetin in high-fat sucrose diet-fed rats. J. Nutr. Biochem. 2015, 26, 651–660. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  139. Korcz, E.; Kerényi, Z.; Varga, L. Dietary fibers, prebiotics, and exopolysaccharides produced by lactic acid bacteria: Potential health benefits with special regard to cholesterol-lowering effects. Food Funct. 2018, 9, 3057–3068. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  140. De Vadder, F.; Kovatcheva-Datchary, P.; Goncalves, D.; Vinera, J.; Zitoun, C.; Duchampt, A.; Bäckhed, F.; Mithieux, G. Microbiota-generated metabolites promote metabolic benefits via gut-brain neural circuits. Cell 2014, 156, 84–96. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  141. Pessione, E. Lactic acid bacteria contribution to gut microbiota complexity: Lights and shadows. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2012, 2, 86. [Google Scholar] [CrossRef]
  142. Marques, F.Z.; Nelson, E.; Chu, P.Y.; Horlock, D.; Fiedler, A.; Ziemann, M.; Tan, J.K.; Kuruppu, S.; Rajapakse, N.W.; El-Osta, A.; et al. High-fiber diet and acetate supplementation change the gut microbiota and prevent the development of hypertension and heart failure in hypertensive mice. Circulation 2017, 135, 964–977. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  143. Burger-van Paassen, N.; Vincent, A.; Puiman, P.J.; van der Sluis, M.; Bouma, J.; Boehm, G.; Van Goudoever, J.B.; Van Seuningen, I.; Renes, I.B. The regulation of intestinal mucin MUC2 expression by short-chain fatty acids: Implications for epithelial protection. Biochem. J. 2009, 420, 211–219. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  144. Van Tassell, M.L.; Miller, M.J. Lactobacillus Adhesion to Mucus. Nutrients 2011, 3, 613–636. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  145. Sicard, J.-F.; Le Bihan, G.; Vogeleer, P.; Jacques, M.; Harel, J. Interactions of intestinal bacteria with components of the intestinal mucus. Front. Cell Infect. Microbiol. 2017, 7, 387. [Google Scholar] [CrossRef]
  146. Shimotoyodome, A.; Meguro, S.; Hase, T.; Tokimitsu, I.; Sakata, T. Short chain fatty acids but not lactate or succinate stimulate mucus release in the rat colon. Comp. Biochem. Physiol.—A Mol. Integr. Physiol. 2000, 125, 525–531. [Google Scholar] [CrossRef]
  147. Willemsen, L.E.M.; Koetsier, M.A.; Van Deventer, S.J.H.; Van Tol, E.A.F. Short chain fatty acids stimulate epithelial mucin 2 expression through differential effects on prostaglandin E1 and E2 production by intestinal myofibroblasts. Gut 2003, 52, 1442–1447. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  148. van Hylckama Vlieg, J.E.T.; Veiga, P.; Zhang, C.; Derrien, M.; Zhao, L. Impact of microbial transformation of food on health-from fermented foods to fermentation in the gastro-intestinal tract. Curr. Opin. Biotechnol. 2011, 22, 211–219. [Google Scholar] [CrossRef]
  149. Darzi, J.; Frost, G.S.; Montaser, R.; Yap, J.; Robertson, M.D. Influence of the tolerability of vinegar as an oral source of short-chain fatty acids on appetite control and food intake. Int. J. Obes. 2014, 38, 675–681. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  150. Fuente, M.A.; Fontecha, J.; Juárez, M. Fatty acid composition of the triglyceride and free fatty acid fractions in different cows-, ewes- and goats-milk cheeses. Z. Lebensm. Unters. Forsch. 2005, 196, 155–158. [Google Scholar] [CrossRef]
  151. Collins, Y.F.; McSweeney, P.L.H.; Wilkinson, M.G. Lipolysis and free fatty acid catabolism in cheese: A review of current knowledge. Int. Dairy J. 2003, 13, 841–866. [Google Scholar] [CrossRef]
  152. Summer, A.; Formaggioni, P.; Franceschi, P.; Di Frangia, F.; Righi, F.; Malacarne, M. Cheese as functional food: The example of parmigiano reggiano and grana padano. Food Technol. Biotechnol. 2017, 55, 277–289. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  153. Moslemy, M.; Fard, R.M.N.; Hosseini, S.M.; Homayouni-Rad, A.; Mortazavian, A.M. Incorporation of propionibacteria in fermented milks as a probiotic. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2016, 56, 1290–1312. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  154. Lan, A.; Bruneau, A.; Philippe, C.; Rochet, V.; Rouault, A.; Herve, C.; Roland, N.; Rabot, S.; Jan, G. Survival and metabolic activity of selected strains of Propionibacterium freudenreichii in the gastrointestinal tract of human microbiota-associated rats. Br. J. Nutr. 2007, 97, 714–724. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  155. Zago, M.; Fornasari, M.E.; Carminati, D.; Burns, P.; Suàrez, V.; Vinderola, G.; Reinheimer, J.; Giraffa, G. Characterization and probiotic potential of Lactobacillus plantarum strains isolated from cheeses. Food Microbiol. 2011, 28, 1033–1040. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  156. de Vries, M.C.; Vaughan, E.E.; Kleerebezem, M.; de Vos, W.M. Lactobacillus plantarum—Survival, functional and potential probiotic properties in the human intestinal tract. Int. Dairy J. 2006, 16, 1018–1028. [Google Scholar] [CrossRef]
  157. Haller, D.; Colbus, H.; Gänzle, M.G.; Scherenbacher, P.; Bode, C.; Hammes, W.P. Metabolic and functional properties of lactic acid bacteria in the gastro-intestinal ecosystem: A comparative in vitro study between bacteria of intestinal and fermented food origin. Syst. Appl. Microbiol. 2001, 24, 218–226. [Google Scholar] [CrossRef]
  158. Beganović, J.; Kos, B.; Leboš Pavunc, A.; Uroić, K.; Jokić, M.; Šušković, J. Traditionally produced sauerkraut as source of autochthonous functional starter cultures. Microbiol. Res. 2014, 169, 623–632. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  159. Mishra, V.; Prasad, D.N. Application of in vitro methods for selection of Lactobacillus casei strains as potential probiotics. Int. J. Food Microbiol. 2005, 103, 109–115. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  160. Leeuwendaal, N.; Stanton, C.; O’Toole, P.W.; Beresford, T.P. The potential of non-starter lactic acid bacteria from Cheddar cheese to colonise the gut. J. Funct. Foods 2021, 83, 104425. [Google Scholar] [CrossRef]
  161. Lavermicocca, P.; Valerio, F.; Lonigro, S.L.; De Angelis, M.; Morelli, L.; Callegari, M.L.; Rizzello, C.G.; Visconti, A. Study of adhesion and survival of lactobacilli and bifidobacteria on table olives with the aim of formulating a new probiotic food. Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71, 4233–4240. [Google Scholar] [CrossRef]
  162. Saxelin, M.; Lassig, A.; Karjalainen, H.; Tynkkynen, S.; Surakka, A.; Vapaatalo, H.; Järvenpää, S.; Korpela, R.; Mutanen, M.; Hatakka, K. Persistence of probiotic strains in the gastrointestinal tract when administered as capsules, yoghurt, or cheese. Int. J. Food Microbiol. 2010, 144, 293–300. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  163. Sharp, M.D.; McMahon, D.J.; Broadbent, J.R. Comparative evaluation of yogurt and low-fat cheddar cheese as delivery media for probiotic Lactobacillus caseiJ. Food Sci. 2008, 73, M375–M377. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  164. Leeuwendaal, N.; Hayes, J.J.; Stanton, C.; O’Toole, P.W.; Beresford, T.P. Protection of Candidate Probiotic Lactobacilli by Cheddar Cheese Matrix during Simulated Gastrointestinal Digestion. J. Funct. Foods, 2022; in press. [Google Scholar]
  165. Mauro, C.; Guergoletto, K.; Garcia, S. Development of blueberry and carrot juice blend fermented by Lactobacillus reuteri LR92. Beverages 2016, 2, 37. [Google Scholar] [CrossRef]
  166. Shori, A.B. Influence of food matrix on the viability of probiotic bacteria: A review based on dairy and non-dairy beverages. Food Biosci. 2016, 13, 1–8. [Google Scholar] [CrossRef]
  167. Wu, G.D.; Chen, J.; Hoffmann, C.; Bittinger, K.; Chen, Y.Y.; Keilbaugh, S.A.; Bewtra, M.; Knights, D.; Walters, W.A.; Knight, R.; et al. Linking long-term dietary patterns with gut microbial enterotypes. Science 2011, 334, 105–108. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  168. Scott, K.P.; Gratz, S.W.; Sheridan, P.O.; Flint, H.J.; Duncan, S.H. The influence of diet on the gut microbiota. Pharmacol. Res. 2013, 69, 52–60. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  169. David, L.A.; Maurice, C.F.; Carmody, R.N.; Gootenberg, D.B.; Button, J.E.; Wolfe, B.E.; Ling, A.V.; Devlin, A.S.; Varma, Y.; Fischbach, M.A.; et al. Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome. Nature 2014, 505, 559–563. [Google Scholar] [CrossRef]
  170. Odamaki, T.; Kato, K.; Sugahara, H.; Xiao, J.Z.; Abe, F.; Benno, Y. Effect of probiotic yoghurt on animal-based diet-induced change in gut microbiota: An open, randomised, parallel-group study. Benef. Microbes 2016, 7, 473–484. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  171. Natividad, J.M.; Lamas, B.; Pham, H.P.; Michel, M.L.; Rainteau, D.; Bridonneau, C.; da Costa, G.; Van Hylckama Vlieg, J.; Sovran, B.; Chamignon, C.; et al. Bilophila wadsworthia aggravates high fat diet induced metabolic dysfunctions in mice. Nat. Commun. 2018, 9, 2802. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  172. Zackular, J.P.; Baxter, N.T.; Iverson, K.D.; Sadler, W.D.; Petrosino, J.F.; Chen, G.Y.; Schloss, P.D. The gut microbiome modulates colon tumorigenesis. mBio 2013, 4, e00692-13. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  173. Rajilić-Stojanović, M.; Biagi, E.; Heilig, H.G.H.J.; Kajander, K.; Kekkonen, R.A.; Tims, S.; de Vos, W.M. Global and deep molecular analysis of microbiota signatures in fecal samples from patients with irritable bowel syndrome. Gastroenterology 2011, 141, 1792–1801. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  174. Joossens, M.; Huys, G.; Cnockaert, M.; De Preter, V.; Verbeke, K.; Rutgeerts, P.; Vandamme, P.; Vermeire, S. Dysbiosis of the faecal microbiota in patients with Crohn’s disease and their unaffected relatives. Gut 2011, 60, 631–637. [Google Scholar] [CrossRef]
  175. Göker, M.; Gronow, S.; Zeytun, A.; Nolan, M.; Lucas, S.; Lapidus, A.; Hammon, N.; Deshpande, S.; Cheng, J.F.; Pitluck, S.; et al. Complete genome sequence of Odoribacter splanchnicus type strain (1651/6 T). Stand. Genom. Sci. 2011, 4, 200–209. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  176. Devkota, S.; Chang, E.B. Interactions between diet, bile acid metabolism, gut microbiota, and inflammatory bowel diseases. Dig. Dis. 2015, 33, 351–356. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  177. McNulty, N.P.; Yatsunenko, T.; Hsiao, A.; Faith, J.J.; Muegge, B.D.; Goodman, A.L.; Henrissat, B.; Oozeer, R.; Cools-Portier, S.; Gobert, G.; et al. The impact of a consortium of fermented milk strains on the gut microbiome of gnotobiotic mice and monozygotic twins. Sci. Transl. Med. 2011, 3, 106ra106. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  178. Faith, J.J.; Guruge, J.L.; Charbonneau, M.; Subramanian, S.; Seedorf, H.; Goodman, A.L.; Clemente, J.C.; Knight, R.; Heath, A.C.; Leibel, R.L.; et al. The long-term stability of the human gut microbiota. Science 2013, 341, 1237439. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  179. Kang, S.M.; Jhoo, J.W.; Pak, J.I.; Kwon, I.K.; Lee, S.K.; Kim, G.Y. Effect of yogurt containing deep sea water on health-related serum parameters and intestinal microbiota in mice. J. Dairy Sci. 2015, 98, 5967–5973. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  180. Plé, C.; Breton, J.; Daniel, C.; Foligné, B. Maintaining gut ecosystems for health: Are transitory food bugs stowaways or part of the crew? Int. J. Food Microbiol. 2015, 213, 139–143. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  181. Lang, J.M.; Eisen, J.A.; Zivkovic, A.M. The microbes we eat: Abundance and taxonomy of microbes consumed in a day’s worth of meals for three diet types. PeerJ 2014, 2, 659. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  182. Tamang, J.P.; Shin, D.H.; Jung, S.J.; Chae, S.W. Functional properties of microorganisms in fermented foods. Front. Microbiol. 2016, 7, 578. [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
  183. Whon, T.W.; Ahn, S.W.; Yang, S.; Kim, J.Y.; Kim, Y.B.; Kim, Y.; Hong, J.-M.; Jung, H.; Choi, Y.-E.; Lee, S.H.; et al. ODFM, an omics data resource from microorganisms associated with fermented foods. Sci. Data 2021, 8, 113. [Google Scholar] [CrossRef]
  184. Valdes, A.M.; Walter, J.; Segal, E.; Spector, T.D. Role of the gut microbiota in nutrition and health. BMJ 2018, 361, 36–44. [Google Scholar] [CrossRef]
  185. Selhub, E.M.; Logan, A.C.; Bested, A.C. Fermented foods, microbiota, and mental health: Ancient practice meets nutritional psychiatry. J. Physiol. Anthropol. 2014, 33, 2. [Google Scholar] [CrossRef]
  186. Kostic, A.D.; Xavier, R.J.; Gevers, D. The microbiome in inflammatory bowel disease: Current status and the future ahead. Gastroenterology 2014, 146, 1489–1499. [Google Scholar] [CrossRef]
  187. Hsiao, E.Y.; McBride, S.W.; Hsien, S.; Sharon, G.; Hyde, E.R.; McCue, T.; Codelli, J.A.; Chow, J.; Reisman, S.E.; Petrosino, J.F.; et al. Microbiota modulate behavioral and physiological abnormalities associated with neurodevelopmental disorders. Cell 2013, 155, 1451–1463. [Google Scholar] [CrossRef]
  188. Singh, R.K.; Chang, H.W.; Yan, D.; Lee, K.M.; Ucmak, D.; Wong, K.; Abrouk, M.; Farahnik, B.; Nakamura, M.; Zhu, T.H.; et al. Influence of diet on the gut microbiome and implications for human health. J. Transl. Med. 2017, 15, 73. [Google Scholar] [CrossRef]
  189. De Filippis, F.; Vitaglione, P.; Cuomo, R.; Canani, R.B.; Ercolini, D. Dietary interventions to modulate the gut microbiome-how far away are we from precision medicine. Inflamm. Bowel Dis. 2018, 24, 2142–2154. [Google Scholar] [CrossRef]
  190. De Filippis, F.; Pellegrini, N.; Laghi, L.; Gobbetti, M.; Ercolini, D. Unusual sub-genus associations of faecal Prevotella and Bacteroides with specific dietary patterns. Microbiome 2016, 4, 57. [Google Scholar] [CrossRef]

Будьте здоровы!

 

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

  1. ПРОБИОТИКИ
  2. ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
  3. СИНБИОТИКИ
  4. ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
  5. КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
  6. ПРОПИОНИКС
  7. ЙОДПРОПИОНИКС
  8. СЕЛЕНПРОПИОНИКС
  9. БИФИКАРДИО
  10. ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
  11. МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
  12. БИФИДОБАКТЕРИИ
  13. ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
  14. МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА
  15. МИКРОФЛОРА ЖКТ
  16. ДИСБИОЗ КИШЕЧНИКА
  17. МИКРОБИОМ и ВЗК
  18. МИКРОБИОМ И РАК
  19. МИКРОБИОМ, СЕРДЦЕ И СОСУДЫ
  20. МИКРОБИОМ И ПЕЧЕНЬ
  21. МИКРОБИОМ И ПОЧКИ
  22. МИКРОБИОМ И ЛЕГКИЕ
  23. МИКРОБИОМ И ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА
  24. МИКРОБИОМ И ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА
  25. МИКРОБИОМ И КОЖНЫЕ БОЛЕЗНИ
  26. МИКРОБИОМ И КОСТИ
  27. МИКРОБИОМ И ОЖИРЕНИЕ
  28. МИКРОБИОМ И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
  29. МИКРОБИОМ И ФУНКЦИИ МОЗГА
  30. АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
  31. АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
  32. АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
  33. МИКРОБИОМ и ИММУНИТЕТ
  34. МИКРОБИОМ И АУТОИММУННЫЕ БОЛЕЗНИ
  35. ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
  36. ПРОБИОТИКИ, БЕРЕМЕННОСТЬ, РОДЫ
  37. ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
  38. АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
  39. АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
  40. КОРОТКОЦЕПОЧЕЧНЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ
  41. СИНТЕЗ БАКТЕРИОЦИНОВ
  42. АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
  43. МИКРОБИОМ И ПРЕЦИЗИОННОЕ ПИТАНИЕ
  44. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
  45. ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
  46. ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
  47. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
  48. НОВОСТИ
Этот сайт использует файлы cookie и метаданные. Продолжая просматривать его, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie и метаданных в соответствии с Политикой конфиденциальности.
Продолжить