Библиографическое описание:

Какимова Ж. Х., Зикибаева К. Б. Биотехнология нового вида гематогена «Гемалак» с бифидогенными свойствами // Молодой ученый. — 2014. — №7. — С. 121-124.

Одним из актуальных направлений современной пищевой индустрии является формирование и развитие сегмента функциональных продуктов питания, оказывающих регулирующее действие на организм в целом или на отдельные его органы и способствующих его защите от неблагоприятных условий окружающей среды [1].

В формировании ассортимента продукции функционального назначения первоочередную роль играет создание продуктов пребиотической направленности.

Многочисленными исследованиями ведущих зарубежных ученых и производителей доказана бифидокорректирующая активность и эффективность применения лактулозы в технологии получения функциональных продуктов [2, 3]. В частности, в Японии, которая знаменита продолжительностью жизни своего населения, лактулозу официально включили в перечень пищевых добавок, сохраняющих здоровье человека на протяжении всей его жизни [4].

Бифидогенная активность лактулозы обусловлена наличием в ней не гидролизуемой пищеварительными ферментами макроорганизма, но доступной для нормофлоры кишечника, β- гликозидной связи. Благодаря ей лактулоза практически в первозданном виде доходит до толстой кишечника, где расщепляется под действием фермента основных его обитателей (бифидо-, лактобактерий) — галактозидазы [5].

Анаэробные процессы бактериального метаболизма лактулозы приводят к увеличению образования органических кислот — молочной, уксусной, масляной и пропионовой. Содержимое кишечника при этом подкисляется, за счет чего подавляется рост патогенной микрофлоры (Clostridium perfinges, Bacteroidaceae Shigella, Salmonella, Escherichia coli) и снижается продуцирование токсичных метаболитов (индол, скатол, аммиак, маркаптаны) [6]. На рисунке 1 приведено физиологическое воздействие лактулозы на бактериальный метаболизм в толстом кишечнике.

Вместе с тем, N. Seki и его коллегами клинически доказана способность лактулозы стимулировать абсорбцию кальция и магния, предположительно опосредованная повышенной проницаемостью слизистой оболочки кишечника и растворимостью минералов за счет низких значений рН в толстой кишке [7]. Кроме того, в противоположность другим олигосахаридам (раффинозы, стахиозы), ферментативное разложение которых приводит к образованию метана, метаболиты лактулозы, являясь естественными для организма и не вызывают кишечных расстройств. Уменьшение концентрации альдегида в толстой кишке и снижение активности микробных ферментов азоредуктазы, бета-глюкуронидазы, дегидрогеназы, нитроредуктазы и уреазы приводит к выраженному антиканцерогенному эффекту лактулозы. В силу отсутствия щелочных катализаторов и исключению продуктов побочных реакций, выступающих в роли автокатализаторов распада углеводов, лактулоза обладает высокой термостойкостью. В ходе сенсорной оценки сладости углеводов было отмечено, что сладость лактулозы в два раза превышает сладость лактозы и составляет 0,6 и 0,3 соответственно [8].

Рис. 1. Физиологическое воздействие лактулозы на бактериальный метаболизм в толстом кишечнике

Принимая во внимание, высокую бифидокорректирующую активность и термостойкость лактулозы, возможность ее получения из легкодоступного лактозосодержащего сырья в виде сиропа, ее отличную растворимость и сочетаемость с другими компонентами пищи, дает по праву считать этот углевод наиболее перспективным бифидогенным фактором в получении функциональных продуктов.

На кафедре «Стандартизация и биотехнология» ГУ имени Шакарима г. Семей (Республика Казахстан) проведены экспериментальные исследования по разработке технологии нового вида «Гемалак» с включением концентрата (сиропа) пищевой лактулозы «Лактусан».

При определении дозы внесения концентрата (сиропа) пищевой лактулозы «Лактусан» в состав гематогена руководствовались рекомендуемыми уровнями сообразного потребления пищевых и биологически активных веществ установленных методическими указаниями МР 2.3.1.1915–04 «Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ». В соответствии с данными рекомендациями суточное потребление лактулозы не должно превышать более 2 г. Регулярное употребление функционального компонента в составе пищевого продукта функцио-нального назначения составляет 50 % — ную норму от его суточной физиологической потребности. Следовательно, наиболее оптимальным количеством внесения сиропа «Лактусан» в состав гематогена составляет 1,5 мл на 100 г готового продукта.

Пребиотическую активность сиропа лактулозы «Лактусан» в условиях in vitro. определял, используя коммерческих препаратов Бифидобактерин (серии 315–6) и Лактобактерин (серии 15/6), производства ФГУП «НПО «Микроген» (Россия), содержащие пробиотические культуры микроорганизмов. В соответствии с инструкцией по медицинскому применению, основой препарата Лактобактерин сухой является активные штаммы лактобактерий L. plantarum 8Р-А3, препарата Бифидумбактерин сухой — штаммы бифидобактерий B. Bifidum № 1.

В качестве плотной питательной среды для выращивания бифидобак-терий использовали агар для бифидобактерий (артикулярный номер M 1396–500 G, Индия). Инкубирование лактобацилл проводили на агаре MRS для лактобактерий (артикулярный номер M 641 / M 369, Индия) [9]

Изучение пребиотической активности сиропа лактулозы проводили в соответствии с запатентованной методикой, регламентирующей применение модельных сред, имитирующих физиологические процессы пищеварения ЖКТ человека. Согласно данной методики, с целью получения кислой модельной среды (рН 2,0–2,2) 0,1 М раствор лимонной кислоты (ГОСТ 908–79) в количестве 89,1 мл смешивали с 10,9 мл 0,2М раствора натрия фосфорнокислого двузамещенного (ГОСТ 4172–76) и дополнительно вносили ферментный препарат ацидин-пепсин в количестве 0,5 мг·мл-1. При получении щелочной модельной среды (рН 7,0–7,2) 0,1 М раствор лимонной кислоты в количестве 17,6 мл добавляли к 82,4 мл 0,2 М раствора натрия фосфорнокислого двузамещенного, дополнительно внося 2,5 мг·мл-1 ферментный препарат панзинорм форте 20000 [10].

В две центрифужные пробирки с 2 мл ацидин-пепсин содержащей кислой модельной средой вносили соответственно по одной дозе лиофилизата препаратов Бифидум-бактерин и Лактобактерин (образец № 1 — контрольный). Параллельно готовили пробирки с аналогичным составом, дополнительно внося 0,7 сиропа лактулозы «Лактусан» (образец № 2). Затем для определения количества жизнеспособных бактерий на начальных стадиях опыта производили высев соответствующих десятикратных серийных разведений суспензий на плотные питательные среды и производили подсчет колоний.

По истечении 4 часов выращивания пробиотических культур в анаэростате при температуре 37 °С на кислой модельной среде производили подсчет числа живых пробиотических микроорганизмов с помощью десятикратных серийных разведений суспензий на плотные питательные среды и последующего подсчета выросших колоний.

После суспензии подвергали центрифугированию при 10000 g в течение 15 мин и к полученному осадку прибавляют панзинорм форте содержащую щелочную модельную среду. Дальнейшее инкубирование суспензий проводят в течение 12 часов в аналогичных условиях. После окончания процесса проводили подсчет числа жизнеспособных бидидо-, и лактобактерий методом высева на плотные питательные среды и последующего подсчета образовавшихся колоний [10].

Общее число бактериальных клеток в одной дозе препарата пробиотика определяли путем подсчета с применением камеры Горяева.

Результаты проведенных экспериментальных исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1

Влияние пребиотической активности сиропа лактулозы на рост пробиотических микроорганизмов в условиях in vitro

Вариант

Название препарата, штамм

микроорганизмов

Общее число бактериаль-ных клеток в одной дозе препарата

Содержание жизнеспособных микроорганизмов в пробе на…час эксперимента, КОЕ·мл-1 (Х±I95)

0

4

12

Образец 1

Бифидумбактерин, B. bifidum 1

1,6×107

1,3 ×107

2,8×105

1,2×103

Лактобактерин L.plantarum8Р-А3

3,7×109

2,4×109

3,7×105

2,1×103

Образец 2

Бифидумбактерин, B. bifidum 1

1,6×107

1,3 ×107

7,8×107

8,3×109

Лактобактерин L.plantarum8Р-А3

3,7×109

2,4×109

8,6×109

9,1×1010

Из представленных в таблице 2 сведений следует, что сменяющиеся кислая и щелочная модельные среды, включающие в своем составе ацидин-пепсин и панзинорм форте 20000 соответственно, призванные имитировать в условия пищеварения организма человека in vitro, оказывают негативное воздействие на численность пробиотических культур. Численность живых бактерий понижается в сравнении с начальным количеством на два-три порядка сначала в кислой модельной среде, следом в щелочной — на один-два порядка.

Вместе с тем, из данных таблицы 2 следует, что внесение в состав модельных сред сиропа лактулозы «Лактусан» оказывает положительное влияние на рост и размножение пробиотических бактерий. Содержание жизнеспособных бифидобактерий увеличилось с 1,3×107 до 8,3×109 КОЕ·мл-1; лактобактерий — с 2,4×109 до 9,1×1010 КОЕ·мл-1.

В результате полученных экспериментальных данных установлено, что концентрат (сироп) лактулозы «Лактусан» является эффективным ростовым стимулятором нормальной микрофлоры, в частности лактобактерий и бифидобактерий, и обладает выраженной пребиотической активностью, что обуславливает возможность его применения в качестве функционального ингредиента в производстве функциональных продуктов питания.

Для определения влияния лактулозы «Лактусан» на качество готовых изделий, исследовали 2 образца гематогена: образец № 1 — без внесения лактулозы (контрольный), образец № 2 — с внесением сиропа «Лактусан». В таблице 2 приведены результаты проведенных исследований.

Таблица 2

Влияние концентрата (сиропа) пищевой лактулозы «Лактусан» на качество готового продукта

Наименование показателя

Образец № 1

Образец № 2

Вкус и аромат

Сладкий, специфический

Чуть слаще, специфический

Цвет и вид на изломе

От коричневого до темно-коричне­вого, отсутствие непромеса

От коричневого до темно-коричне­вого, отсутствие непромеса

Структура и консистенция

Мелкокристаллическая, легко поддается разламыванию

Мелкокристаллическая, легко поддается разламыванию

Форма

Плитки прямоугольной формы, края ровные

Плитки прямоугольной формы, края ровные

Поверхность

Верхняя поверхность с четким рифлением

Верхняя поверхность с четким рифлением

Вода, г

15,84

14,74

Углеводы, г

75,8

77,2

По результатам проведенных исследований было установлено, что введение в рецептуру гематогена сиропа лактулозы «Лактусан» придает готовому продукту чуть более сладкий вкус, не оказывает ощутимого влияния на его цвет и вид на изломе, структуру и консистенцию, форму и поверхность. Вместе с тем, использование лактулозы оказало влияние на некоторое снижение массовой доли влаги (на 0,7–1,5 % по сравнению с контрольным образцом), что обусловлено низкой влажностью вносимого препарата. Массовая доля углеводов при этом значительно увеличилась (на 1,3–2 %).

На предлагаемую технологию получения нового вида гематогена «Гемалак» разработана и утверждена нормативная документация (СТ и ТИ 30958953–02–2014), подана заявка на получение инновационного патента Республики Казахстан.

Литература:

1.    Thomai Panagiotou, Robert J. Fisher Producing micron- and nano- size formulations for functional foods applications [Тext] // Functional Foods in Health and Disease. — 2013. — № 3 (7). — Р. 274–278.

2.    Bovee-Oudenhoven I. M. J., ten Bruggencate S. J. M., Lettink-Wissink, M. L. G., van der Meer R. Dietary fructo-oligosaccharides and lactulose inhibit intestinal colonisation but stimulate translocation of salmonella in rats. [Тext] // Gut, 52, — 2003. — Р. 1572–1578.

3.    Ballongue J., Schumann C., Quignon, P. Effects of lactulose and lactitol on colonic microflora and enzymatic activity. [Тext] // Scandinavian Journal of Gastroenterology, 32 (Suppl. 222), — 1997.-Р. 41–44.

4.    Tamura Y., Mizota Т., Shimamura S. Lactulose and its application to the food and pharmaceutical industries [Text] // Bull. Int. Dairy Fed., 1994, E-doc 289, p. 43–53.

5.    Bouhnik Y., Attar A., Joly F. A., Riottot M., Dyard F., Flourié, B. Lactulose ingestion increases faecal bifidobacterial counts: a randomised double-blind study in healthy humans [Тext] // European Journal of Clinical Nutrition, 58, — 2004. — Р. 1658–1664.

6.    MacFarlane S., MacFarlane G. T., Cummings, J. H. Prebiotics in the gastrointestinal tract [Тext] // Alimentary Pharmacology & Therapeutics, 24, -2006.-Р. 701–714.

7.    Seki N., Hamano H., Iiyama Y., Asano Y., Kokubo S., Yamauchi, K. Effect of lactulose on calcium and magnesium absorption: a study using stable isotopes in adult men [Тext] // Journal of Nutritional Science and Vitaminology, 53, — 2007. — Р.5–12.

8.    Рябцева С. А. Технология лактулозы [Текст]: Учебное пособие. — М.: ДеЛи принт, 2003. -232 с.

9.    Иванов В. П. Совершенствование методов диагностики дисбак-териоза толстого кишечника: информационное письмо [Текст] / В. П. Иванов, А. Г. Бойцов, А. Д. Коваленко и др. — СПб.: Центр госсанэпиднадзора, 2002.

10.     Патент № 2468087 Российская Федерация, МПК C12Q1/04, A61K35/74. Способ выявления жизнеспособных пробиотических микро-организмов в условиях in vitro, имитирующих процесс пищеварения у человека [Текст] / Чичерин И. Ю., Ердякова А. С., Дармов И. В., Погорельский И. П.,  Лундовских И. А.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО  «Вятский государственный университет»- N 2011133426/10,; заявл. 09.08.11; опубл. 27.11.12.

Основные термины: сиропа лактулозы, лактулозы «Лактусан», активности сиропа лактулозы, пребиотической активности сиропа, плотные питательные среды, кислой модельной, функциональных продуктов, активность сиропа лактулозы, гематогена сиропа лактулозы, воздействие лактулозы, сред сиропа лактулозы, вида гематогена «Гемалак», пищевой лактулозы, бактериальный метаболизм в толстом, метаболизм в толстом кишечнике, нового вида гематогена, модельной среды, количеством внесения сиропа, Бифидогенная активность лактулозы, влияния лактулозы «Лактусан»

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle