Главная \ 2. Пробиотики (биодобавки) \ Микробиом человека \ Пробиотики \ Синбиотики \ Бакконцентрат синбиотик с кедровым жмыхом

Синбиотик с кедровым жмыхом

БАККОНЦЕНТРАТ - СИНБИОТИК С ПИЩЕВЫМИ ВОЛОКНАМИ КЕДРОВОГО ШРОТА (ЖМЫХА)

КАЧЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАКТЕРИАЛЬНОГО КОНЦЕНТРАТА, ОБОГАЩЕННОГО ПИЩЕВЫМИ ВОЛОКНАМИ

В разделе представлены результаты по разработке бактериального концентрата, обогащенного пищевыми волокнами. Выбрана оптимальная доза кедрового шрота, при которой установлен лучший показатель нарастания биомассы бактерий. Исследованы антимутагенные и адгезивные свойства бактериального концентрата. Определены качественные показатели готового синбиотического продукта.

Неблагоприятная экологическая ситуация, постоянные стрессы, малоподвижный образ жизни, нерациональное питание негативно влияют на общее состояние человека. Учитывая это, очень важно использовать в питании синбиотические продукты, т.е. продукты на основе пробиотических микроорганизмов и пребиотиков, позволяющие организму противостоять негативным воздействиям.

Поступая в организм человека, синбиотические продукты благотворно влияют на здоровье за счет нормализации состава и функций микрофлоры желудочно-кишечного тракта; подавления гнилостных и патогенных бактерий; регулирования обмена веществ; активизации иммунных сил организма; защиты организма от пищевых аллергий; снижения уровня холестерина в крови; активизации усвоения витаминов и минералов.

Синбиотические продукты незаменимы для питания людей с хроническими заболеваниями желудочно-кишечного тракта, с дисбактериозами после перенесенных острых кишечных инфекций и пищевых отравлений. Они полезны также и после различных медикаментозных (применение антибиотиков и химиопрепаратов) и операционных вмешательств. Целебные свойства синбиотических продуктов под тверждены целым рядом клинических испытаний при лечении дисбактериозов и в комплексном лечении острых кишечных инфекций у детей и взрослых.

Цель работы: исследование пребиотических свойств кедрового жмыха и его влияние на качество бактериального концентрата.

Объекты и методы исследований

Объектом исследования является бактериальный концентрат на основе бифидобактерий Bifidobacterium longum DK-100, обогащенный пищевыми волокнами. Штамм Bifidobacterium longum DK-100 (ВКПМ АС-1250) получен из фонда Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГУПГНИИГенетика и активизирован по биотехнологическому методу, разработанному учеными ВСГУТУ. В качестве пищевых волокон использован жмых кедрового ореха.

Величину активной кислотности определяли потенциометрическим методом на рН-метре АНИОН 7000 по ГОСТ 3624–87; рост биомассы – путем измерения оптической плотности фотоколориметрическим методом на KF-77 λ= 550 нм; количество клеток бифидобактерий – методом предельных разведений по МУК 4.2.999-00; микроскопирование – по Грамму, согласно ГОСТ 9225–84. Для определения антимутагенной активности применяли тест Эймса, а в качестве индикатора мутагенности – тест-штамм Salmonella enteriditis, в качестве мутагена – азид натрия в концентрации 3 мкг/чашку. Адгезивные свойства изучали на формалинизированных эритроцитах по развернутому методу В.И. Брилис. Контаминацию определяли по ГОСТ 9225-84.

Состав кедрового жмыха (шрота)

Кедровый жмых (шрот) получается при отжиме ядра кедрового ореха. В нем остаются все минералы и витамины, находящиеся в орехе, а также до 30% кедрового масла. Жмых из ядер кедрового ореха, или как его еще называют «кедровая мука», – это сыпучая порошковая масса без посторонних примесей, со вкусом кедрового ореха. Кедровая мука содержит большое количество белков (альбумины, глобулины, проламины), сбалансированных по аминокислотному составу (более 40% незаменимых аминокислот).

В состав белков кедрового жмыха входят входят 19 аминокислот:

тирозин, глутаминовая кислота, аспарагиновая кислота, цистеин, серин, пролин, аланин, глицин, фенилаланин, триптофан, треонин, метионин, лизин, лейцин, изолейцин, валин, гистидин, аргинин, цистин.

Из них 70% - незаменимые и условно незаменимые, что указывает на высокую биологическую ценность белков. Аргинин (до 21 г/100 г белка) хотя и относится к заменимым в питании взрослого человека, но входит в категорию незаменимых в детском питании, а высокое соотношение аминокислот аргинин / лизин, свойственное белкам кедровой муки, позволяет предположить наличие у продукта антихолестерических свойств, что может быть использовано при профилактике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний.


АРГИНИН	АМИНОКИСЛОТЫ	ЛИЗИН

Белки кедрового жмыха по содержанию метионина (до 5,6 г/100 г белка), цистеина и триптофана (3,4 г/100 г белка) превосходят идеальный белок. Усвояемость белков кедровой муки составляет 95%, что сопоставимо с усвояемостью белков куриного яйца.

Углеводный состав кедрового жмыха представлен полисахаридами (крахмал, клетчатка, пентозаны, декстрины) и водорастворимыми сахарами (глюкоза, фруктоза, сахароза и рафиноза). Учитывая углеводный состав кедрового жмыха, его можно отнести к пребиотикам, так как он содержит большое количество пищевых волокон.

Также можно отметить витаминный состав кедрового жмыха, содержащий в своем составе преимущественно жирорастворимые витамины (А, Е, D, К, F), витамины группы В, фолиевую кислоту. Имеющиеся данные по содержанию макро- и микроэлементов характеризуют кедровый жмых как уникальный природный источник минеральных веществ, играющих важную роль во многих биохимических процессах организма человека.

Жмых из ядра ореха кедра сибирского содержит большое количество минеральных веществ – до 5%, которые представлены определенным набором макро- и микроэлементов:

медь Cu, которая участвует в деятельности мозга и необходима для образования красных кровяных телец;
магний Mg, который требуется для формирования правильной структуры костей, а также является важным компонентом мягких тканей;
марганец Mn, который необходим для хрящей и гормонов и помогает организму усваивать глюкозу, а так-же участвует в деятельности ферментов в процессе репродукции, роста и жирового обмена;
кремний Si, который способствует формированию и эластичности соединительных тканей организма, а также участвует в кальцификации костей;
ванадий V, который тормозит образование холестерина в кровеносных сосудах, а также участвует в деятельности ферментов, в обмене глюкозы и жиров, в развитии костей и зубов;
калий K, который регулирует водный баланс организма, а также помогает в нормализации сердечных со-кращений и питании мышечной системы;
фосфор P, который участвует в формировании и сохранении зубов и костей и играет важную роль в деятельности мышц, нервных клеток и в быстром освобождении энергии;
кальций Ca, который является главным компонентом костей и зубов и необходим для свертывания крови, целостности клеток и сердечной деятельности, а также важен для нормального сокращения мышц и функционирования нервной системы;
молибден Mo, который помогает в углеводном и жировом обмене, способствует предотвращению анемии;
никель Ni, недостаток которого влияет на кровообразование и вызывает замедление роста, изменения в содержании железа, меди и цинка в печени;
йод I, который составляет часть гормонов щитовидной железы и необходим для полноценных обменных процессов;
бор B, недостаток которого может ослабить живость ума и способность переносить физические нагрузки;
цинк Zn, который играет существенную роль в восстановлении тканей, нормальном росте скелета и сокращении мышц, а также помогает заживлению ран и способствует нормальному функционированию предстательной железы;
железо Fe, которое является важнейшим компонентом гемоглобина, протеина.

Имеется высокое содержание фосфора и магния. В 100 г жмыха кедровых орехов содержится суточная потребность человека в магнии, марганце, меди, цинке и кобальте.

Особый интерес, кедровый шрот представляет как природный источник йода. Суточная потребность в йоде - 0,1-0,2 мг, а в ядре его содержится в среднем 0,577 мг/кг.

Кроме перечисленных микроэлементов шрот кедровых орехов содержит барий, титан, серебро, алюминий, йодиды, натрий.

Исследование пребиотических и бифидогенных свойств жмыха

Анализ литературных данных свидетельствует о способности кедрового жмыха активизировать деятельность полезной микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Поэтому интересным является исследование пребиотических и бифидогенных свойств кедрового жмыха.

Культивирование микроорганизмов Bifidobacterium longum DK-100 осуществляли в питательной среде на основе молочной сыворотки с добавлением ростовых факторов по ТУ 9229-001-02069473-2002. Предварительную подготовку пищевых волокон проводили в молочной сыворотке при температуре 90-95⁰С и с выдержкой 1,5 часа. О динамике нарастания биомассы судили по оптической плотности.

На первом этапе было исследовано влияние различных доз пищевых волокон на биохимическую активность бифидобактерий Bifidobacterium longum DK-100. Выявлена оптимальная доза, при которой наблюдался интенсивный рост Bifidobacterium longum DK-100. Результаты представлены на рисунках 1, 2.

В результате исследований выявлено, что при внесении в питательную среду пищевых волокон интенсифицируется рост бифидобактерий по сравнению с контролем, сокращается продолжительность культивирования. Как видно из рисунков 1, 2, пищевые волокна в количестве 1,5% обеспечивают нарастание клеточной биомассы в концентрате и высокую жизнеспособность клеток, которая в конце культивирования достигает до 9×1011 КОЕ/см3. При этом продолжительность ферментации в среднем сокращается на 6-9 часов. При увеличении дозы жмыха до 2%, количество жизнеспособных клеток по сравнению с 1,5% снижается, что, вероятно, связано с высокой водосвязывающей способностью и снижением активности воды.

Одним из актуальных направлений современной микробиологии является изучение адгезивного процесса различных микроорганизмов. Адгезия – это межклеточное взаимодействие, выражающееся в прочном прикреплении клеток к субстрату. Традиционно под адгезией понимают характерные и универсальные свойства микроорганизмов, выражающиеся в образовании пленок, микроколоний, сохраняющихся в течение всей жизни клеток. Адгезивная активность позволяет клетке не только увеличить свою популяцию, но и противостоять воздействию неблагоприятных факторов внешней среды, проявлять антагонизм по отношению к другим бактериям. Обладая высоким сродством к рецепторам энтероцитов и адгезируя с ними, представители нормальной кишечной микрофлоры тем самым уменьшают потенциал патогенного воздействия на стенку кишечника со стороны болезнетворных микроорганизмов.

Следует отметить, что от адгезивных свойств во многом зависят состав, стабильность и защитные свойства микроорганизмов. В связи с этим дальнейшие исследования направлены на изучение адгезивных свойств Bifidobacterium longum DK-100. Адгезивные свойства исследуемых штаммов оценивают по среднему показателю адгезии (СПА), коэффициенту участия эритроцитов (КУЭ); индексу адгезивности микроорганизма (ИАМ). Результаты исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Адгезивные свойства В. longum DK-100

Наименование показателя	СПА	КУЭ, %	ИАМ	Адгезивность
Штамм B. longum DK-100	4,2	84	4,76	высокоадгезивный
Концентрат с 1,5% кедрового жмыха	4.4	86	5,11	высокоадгезивный

Из данных таблицы 1 можно сделать вывод, что при внесении пищевых волокон повышаются адгезивные свойства бифидобактерий. Установлено, что бифидобактерии способны колонизировать поверхность пищевых волокон с образованием слизистых биопленок. Высокие адгезивные свойства бифидобактерий влияют на многие жизненно важные показатели: метаболизм, скорость роста, устойчивость к неблагоприятным воздействиям.

Таким образом, исследуемый штамм бифидобактерий в присутствии пищевых волокон обладает более высокими адгезивными свойствами, что свидетельствует о хорошей закрепляемости бифидобактерий на стенках кишечника макроорганизма и создании защитного барьера.

Согласно литературным источникам, к механизмам, гарантирующим стабильность микробного консорциума, кроме адгезии относится также когезия (агрегация клеток). Установлено, что когезия осуществляется главным образом посредством слияния наружных слоев клеточных стенок.

Следует отметить, что в литературе недостаточно освещены сведения о межклеточных контактах микроорганизмов, отражающих закономерности развития микробных популяций как саморегулирующих многоклеточных систем. В связи с этим дальнейшие исследования посвящены изучению влияния пищевых волокон на когезию бифидобактерий (на примере B. longum DK–100). Результаты исследований представлены на рисунках 3, 4.

Из представленных выше рисунков видно, что в присутствии пищевых волокон (см. рис. 4) бактерии поддерживают свою жизнеспособность посредством агрегации и адгезии на пищевых волокнах. В основе адгезии и когезии микроорганизмов лежат одни и те же физико-химические механизмы – механизм адаптации к новой среде. Общепринято, что адгезия на твердых поверхностях является универсальной адаптивной реакцией, повышающей защищенность микроорганизмов при неблагоприятных условиях роста.

Агрегация отдельных клеток обеспечивает химическую коммуникацию в популяции для ее выживания и служит средством кооперации в сообществах. В структурированных микробных популяциях (колониях и биопленках) защита микроорганизмов с участием внеклеточных факторов адаптации будет наиболее эффективной.

Различные добавки, используемые в пищевой промышленности, и химикаты в сельском хозяйстве содержат то или иное количество канцерогенов и мутагенов, неблагоприятно влияющих на здоровье человека. Известно, что бифидобактерии обладают антимутагенными свойствами, которые зависят от видовой штаммовой принадлежности микроорганизмов и условий культивирования. Также они обладают способностью к детоксикации вредных соединений в организме человека. Поэтому представляет интерес исследование антимутагенной активности бифидобактерий Bifidobacterium longum DK-100 с добавлением пищевых волокон. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 – исследование влияния пищевых волокон на антимутагенную активность бифидобактерий Вifidobacterium longum DK-100

Наименование показателя	Среднее число ревертантов на чашку	Ингибирование, %
Штамм B. longum DK-100	1013	43
Концентрат с 1,5% кедрового жмыха	915	54,6

Как следует из данных таблицы 2, В. longum DK-100 с добавлением пищевых волокон характеризуется более высокой антимутагенной активностью по сравнению с контролем, что объясняется активным ростом и синтезом антимутагенных веществ. Следовательно, при употреблении бактериального концентрата, обладающего антимутагенными свойствами, будут необратимо инактивированы мутагенные и канцерогенные ингредиенты в желудочно-кишечном тракте человека.

На основании проведенных исследований нами разработан бактериальный концентрат, обогащенный пищевыми волокнами. Качественная характеристика бактериального концентрата на основе B. longum DK-100, обогащенного пищевыми волокнами, представлена в таблице 3.

Таблица 3 – Качественная характеристика бактериального концентрата на основе В.longum DK-100, обогащенного пищевыми волокнами

Наименование показателя		значение
Концентрат с пробиотиком		Концентрат с кедровым жмыхом
Цвет		От белого до светло-желтого, с белыми вкраплениями
Вкус и запах		Чистый, слегка сладковатый, с привкусом и запахом кедрового ореха
Предельное значение pH, ед.		5,3 – 7,5
Температура при выпуске с предприятия, ⁰С, не более		6
Массовая доля кедрового жмыха, %		1,5
Количество бифидобактерий, КОЕ/см³, не менее		1*10¹⁰
Объем продукта, (см³) в котором не допускаются:	БГКП (колиформы)	10
	S. aureus	10
	Патогенные микроорганизм, в т.ч. сальмонеллы	50
Дрожжи, КОЕ/см³, не более		10
Плесени, КОЕ/см³, не более		10

Как свидетельствуют данные таблицы 3, бактериальный концентрат характеризуется высоким количеством жизнеспособных клеток и содержит пищевые волокна.

В результате проведенных исследований разработан бактериальный концентрат синбиотик, содержащий в качестве пробиотика бифидобактерии, а в качестве пребиотика – кедровый жмых.

Библиография

Sanchez, В., De Los Reyes-Gavilan С.G., Margolles A., and Gueimonde M. 2009. Probiotic fermented milks: Present and future. Int. J. Dairy Technol. 62:472-483.
Sairanen U., Piirainen L., Grasten S., Tompuri T., Matto J., Saarela M., and Korpela R. 2007. The effect of probiotic fermented milk and inulin on the functions and microecology of the intestine. J. Dairy Res. 74:367-373.
Criscio T. Di., Fratianni A., Mignogna R., Cinquanta L., Coppola R., Sorrentino E., and Panfili G.2010. Production of functional probiotic, prebiotic, and synbiotic ice creams. J. Dairy Sci. 93:4555-4564.
Хамагаева И.С., Калужских Ю.Г. Влияние растительного сырья на потребительские свойства биопродуктов // Молочная промышленность. – 2009. – No7. – С. 38.
Хамагаева И.С., Столярова А.С., Хантургаев А.Г.Культивирование бифидобактерий на шроте кедрового ореха// «Техника и технология обработки и переработки пищевых продуктов»: материалы регион. науч.-практ.конф. – Улан-Удэ, 2000. – С. 134-135.

Источник:

I.V. Gamzyakova, P.G.; N.A. Zambalova, Cand. Sc. Economics; I.S. Khamagaeva, D. Sc. Engineering, Prof.

QUALITATIVE CHARACTERISTICS OF BACTERIAL CONCENTRATE ENRICHED BY DIETARY FIBERS

ВЕСТНИК ВСГУТУ / 2012 / №1

См. также: СИНБИОТИКИ

Будьте здоровы!

Перейти к ссылкам к основным разделам