Różne formy występowania probiotyków

prof. dr hab. Zdzisława Libudzisz
Instytut Technologii Fermentacji i Mikrobiologii
Wydział Biotechnologii i Nauk o Żywności
Politechnika Łódzka

Zobacz film

Produkty probiotyczne
Słowo probiotyk pochodzi z języka greckiego od wyrażenia pro bios i znaczy „dla życia”. Probiotyki są szczepami mikroorganizmów, w przypadku których udokumentowano w badaniach klinicznych korzystne oddziaływanie na organizm człowieka. Nazywane są tak także produkty zawierające te szczepy. Zgodnie z definicją przyjętą przez światowe organizacje FAO/WHO jedynie szczepy bakterii, dla których w badaniach klinicznych udowodniono korzystne efekty dla zdrowia człowieka, mogą być określane jako probiotyczne.

Historia
Bakterie probiotyczne najczęściej należą do grupy tak zwanych bakterii fermentacji mlekowej. Przekonanie o korzystnym wpływie bakterii fermentacji mlekowej na zdrowie człowieka sięga czasów starożytnych. Pliniusz Starszy zalecał spożywanie fermentowanych napojów z mleka w dolegliwościach żołądkowo-jelitowych. Stosowano je również w zakażeniach czy oparzeniach skóry. Dopiero jednak na początku XX wieku powyższe obserwacje poparł dowodami naukowymi rosyjski naukowiec, laureat Nagrody Nobla (1908 r.), Ilia Miecznikow. Miecznikow uważał, że obecność, w odpowiednio wysokiej liczbie, bakterii mlekowych w przewodzie pokarmowym korzystnie działa na zdrowie gospodarza, przedłużając mu życie. W książce „Przedłużenie życia” opublikowanej w 1907 roku pisał: „Poprzez zmianę nieznanej populacji bakterii w przewodzie pokarmowym na populację znaną, istnieje możliwość uniknięcia wielu objawów wieku starczego i prawdopodobieństwo istotnego przedłużenia życia człowieka”. Wiązał więc stan zdrowia człowieka z obecnością określonych mikroorganizmów w przewodzie pokarmowym. Szczególną uwagę zwrócił na bakterie zawarte w takich produktach, jak kefir czy jogurt.

Bakterie mlekowe
Do gatunków bakterii mlekowych, wśród których są znane szczepy o właściwościach probiotycznych, należą między innymi: Lactobacillus acidophilus, Lb. casei, Lb. paracasei, Lb. plantarum, Lb. reuteri, Lb. rhamnosus, Bifidobacterium longum, Bif. bifidum, Bif. infantis, Bif. animalis subsp. lactis, Bif. breve, Lactococcus lactis. Rzadko stosowane są inne gatunki drobnoustrojów, a jeżeli już, to z reguły w postaci preparatów farmaceutycznych lub w żywieniu zwierząt.

Efekt zależny od szczepu oraz od nośnika
Efekt działania bakterii probiotycznych zależy nie tylko od szczepu (jego właściwości probiotycznej), lecz także od nośnika (matrycy, w której znajdują się bakterie). Nośnik powinien zapewnić bakteriom probiotycznym wysoką żywotność przechowalniczą, jak również zachowanie aktywności podczas pasażu jelitowego i w miejscu działania. Produkty zawierające probiotyki występują na rynku w następujących formach:

żywność konwencjonalna, fermentowana, z dodatkiem bakterii probiotycznych, spożywana ze względu na wartości odżywcze i probiotyczne (na przykład probiotyczne jogurty, kefiry, sery). Żywność taka dostarcza organizmowi nie tylko probiotyczne bakterie, lecz także produkty ich metabolizmu. Może zawierać bakterie probiotyczne w monokulturach, na przykład produkowany w Japonii i dostępny w wielu krajach w Europie Yakult^®, lub w kulturach mieszanych, jak dostępne na rynku polskim Actimel^® czy Activia^® firmy Danone,
mleko sojowe fermentowane z udziałem bakterii probiotycznych,
soki warzywne lub owocowe suplementowane lub fermentowane bakteriami probiotycznymi,
mięsne produkty probiotyczne, głównie wędliny, niepoddawane ogrzewaniu,
wyroby cukiernicze (lody, czekolady, cukierki, galaretki) z dodatkiem bakterii probiotycznych,
mleko w proszku dla niemowląt z dodatkiem liofilizowanych bakterii probiotycznych,
dietetyczne dodatki (suplementy diety) w kapsułkach lub w innych formach, często przyjmowane przez osoby zdrowe w celu poprawy zdrowia i samopoczucia,
preparaty farmaceutyczne.

Wśród probiotycznych produktów spożywczych za szczególnie wartościowe uznaje się mleczne produkty probiotyczne. Mleko i przetwory mleczne, ze względu na swój skład chemiczny, stanowią jedną z podstawowych grup produktów spożywczych naszej diety. Są źródłem białek o wysokiej wartości żywieniowej, dobrze przyswajalnego wapnia oraz witamin. Dodatkową wartość wnosi proces fermentacji mleka. Bakterie czynne w procesie fermentacji powodują wstępne nadtrawienie składników mleka, głównie białek i laktozy, ponadto dostarczone w stanie żywym do jelit wydzielają enzymy współuczestniczące w trawieniu innych składników pokarmowych. W fermentowanych napojach mlecznych obserwuje się większą zawartość wolnych aminokwasów w porównaniu z mlekiem. Stężenie proliny w jogurcie jest o około 45 razy wyższe niż w mleku, histydyny, alaniny, metioniny i izoleucyny – o około 4–9 razy. Podwyższona jest zawartość witamin, szczególnie z grupy B. Jednocześnie dochodzi do częściowej degradacji substancji alergizujących mleka i zmniejszenia zawartości laktozy.
Mleczne produkty fermentowane są również łatwiej trawione w przewodzie pokarmowym człowieka w porównaniu z mlekiem – szybkość strawienia białek jogurtu jest prawie trzykrotnie większa niż białek mleka. Fermentacja ma mały wpływ na stężenie składników mineralnych w mleku. Wartość odżywcza żywności zależy jednak nie tylko od stężenia substancji mineralnych, lecz również od ich dostępności. Wiadomo, iż wapń jest lepiej przyswajalny w niskim pH i w obecności laktozy. U ludzi starszych, z obniżonym wydzielaniem soku żołądkowego, spożywanie produktów fermentowanych zwiększa rozpuszczalność i przyswajalność wapnia i żelaza. Ponadto w produkcie fermentowanym obecne są zarówno żywe bakterie, jak i produkty ich metabolizmu, uznawane za korzystne dla zdrowia. Produkty probiotyczne, których nośnikiem są mleczne napoje fermentowane, wnoszą więc dodatkową, poza obecnością bakterii, wartość żywieniową:

są źródłem pełnowartościowego białka oraz łatwo przyswajalnego wapnia,
są łatwo strawne. Bakterie czynne w procesie fermentacji powodują wstępne nadtrawienie składników mleka, głównie białek i laktozy, dodatkowo dostarczone w stanie żywym do jelit wydzielają enzymy współuczestniczące w trawieniu innych składników pokarmowych,
zawierają dużo witamin, szczególnie z grupy B,
mają mniejszą zawartość laktozy, dlatego mogą być spożywane przez osoby z nietolerancją laktozy.

Ustalone dla takich produktów warunki przechowalnicze (chłodzenie i stosunkowo krótki czas trwałości) korzystnie wpływają na zachowanie wysokiej żywotności bakterii. Dodatkowym argumentem jest akceptacja konsumentów obecności żywych bakterii w produktach mlecznych i rosnące rozumienie ich zdrowotnej roli.
Mleczne produkty umożliwiają dotarcie do jelit znacznej liczbie bakterii w stanie żywym i aktywnym. Zapewniają buforowanie treści żołądka, a laktoza obecna w mleku jest substratem wzrostowym dla bakterii. Mleko stanowi więc doskonałe środowisko osłaniające bakterie podczas tranzytu do jelit, zapewniając im lepsze przeżycie w żołądku i dwunastnicy, chroniąc przed niskim pH soku żołądkowego, obecnością enzymów trawiennych oraz żółci.
W przetwórstwie mleczarskim szczepy bakterii probiotycznych wprowadzane są do składu tradycyjnych szczepionek przeznaczonych do produkcji napojów fermentowanych, na przykład jogurtów, serów twarogowych bądź lodów i mrożonych deserów, lub stanowią wyłączną mikroflorę odpowiedzialną za proces fermentacji.
Dla osób nietolerujących laktozy lub białek mleka oferowane są produkty roślinne wzbogacone o bakterie probiotyczne. Przykładem może być fermentowane mleko sojowe czy soki owocowe lub warzywne, suplementowane bakteriami probiotycznymi lub poddane fermentacji z ich udziałem. Nie zawsze jednak jest możliwe spożywanie produktów fermentowanych, na przykład małym dzieciom nie podaje się jeszcze produktów fermentowych. Są też ludzie, którzy po prostu nie lubią tego rodzaju żywności. Wtedy można sięgnąć po preparaty liofilizowane. Ważne jest, aby były to preparaty dobrej jakości, w których liczebność żywych bakterii jest na deklarowanym przez producenta poziomie. Niestety często żywotność bakterii podczas przechowywania, szczególnie w temperaturze pokojowej, jest obniżona. Ponadto bakterie w stanie liofilizowanym, aby mogły oddziaływać na organizm człowieka, muszą ulec uwodnieniu i następnie aktywacji.
Jak dotąd nie sformułowano uniwersalnych, ściśle określonych standardów dotyczących dawki oraz wymagań wobec produktów probiotycznych. Przyjmuje się, że liczba mikroorganizmów probiotycznych w produktach mleczarskich powinna wynosić około 10¹⁰ komórek w 100 g produktu, około 10⁷ komórek na 1 g w lodach, około 10⁶–10⁷ komórek na 100 ml w sokach owocowych i podobnie w innych produktach spożywczych, do których dodane są bakterie probiotyczne. W preparatach liofilizowanych (farmaceutycznych czy suplementach diety) liczba żywych bakterii probiotycznych powinna wynosić około 10¹⁰–10¹¹ komórek na 1 g produktu, w mleku w proszku dla niemowląt około 10⁷ komórek na 1 g. Poziom taki musi być zachowany do końca terminu przydatności produktu do spożycia.

Należy pamiętać, że wartość zdrowotna produktu/preparatu probiotycznego musi być udokumentowana dla formy, w której występuje na rynku. Jeżeli dany szczep probiotyczny jest stosowany zarówno w postaci liofilizowanych suplementów diety, jak i w produktach fermentowanych, to dowody skuteczności muszą być wykazane dla obyu tych form.
Wykorzystanie wiedzy na temat istotnej roli zespołu mikrobiocenozy przewodu pokarmowego, potwierdzenie w nim korzystnej funkcji bakterii probiotycznych nabiera coraz większego znaczenia w uprzemysłowionym świecie, w którym szerzą się tak zwane choroby cywilizacyjne, a społeczeństwa się starzeją. Wzrost spożycia żywności wstępnie przygotowanej (fast food), zawierającej często zbyt dużo tłuszczów, a za mało warzyw, jest również niewątpliwie czynnikiem, który niekorzystnie modyfikuje zespół mikrobiocenozy jelitowej człowieka. Spożywanie produktów probiotycznych może więc zabezpieczyć człowieka, przynajmniej częściowo, przed wieloma chorobami cywilizacyjnymi oraz poprawić kondycję ludzi w podeszłym wieku.

Korzyści stosowania fermentowanych produktów mlecznych jako nośników probiotyków:

naturalne środowisko występowania bakterii mlekowych,
wysoka liczba żywych bakterii w produkcie (100 g produktu = 10¹⁰ bakterii),
buforowanie treści żołądka – lepsza przeżywalność bakterii podczas tranzytu przez przewód pokarmowy,
obecność laktozy stymuluje wzrost bakterii probiotycznych,
dodatkowa wartość żywieniowa – podwyższona strawność mleka,
korzystniejsze dla żywotności bakterii probiotycznych warunki przechowalnicze (warunki chłodnicze i stosunkowo krótki czas trwałości produktów mlecznych),
akceptacja konsumentów obecności żywych bakterii w produktach mlecznych i rozumienie ich zdrowotnej roli.

Prawidłowe oznakowanie produktów probiotycznych powinno uwzględniać następujące dane:

rodzaj, gatunek (zgodnie z obowiązującą nomenklaturą) i nazwę szczepu probiotycznego – jest to nazwa systematyczna, na przykład Lactobacillus casei DN-114 001. Może być również dodana nazwa własna (handlowa, marketingowa), na przykład Lactobacillus casei Defensis (Actimel). Stosowanie określeń typu „probiotyczne kultury bakterii z gatunku Lactobacillus casei” nie jest wystarczające, gdyż nie uwzględnia pełnej nazwy szczepu probiotycznego,
liczbę żywych komórek każdego użytego szczepu probiotycznego, który jest obecny w produkcie pod koniec okresu jego przydatności do spożycia,
dawkę produktu zalecaną do spożycia i powodującą poprawę zdrowia konsumenta,
informację o określonym działaniu prozdrowotnym,
zalecane warunki przechowywania,
nazwę i adres producenta.