Nauka: Dobroczynne mikroorganizmy

dr hab. Małgorzata Ziarno, prof. SGGW, SGGW Warszawa
dr inż. Dorota Zaręba, ZSG Warszawa
Forum Mleczarskie Handel 5/2022 (113)

Bakterie kwasu mlekowego: S. thermophilus, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, L. reuteri, L. casei mogą syntetyzować różne rodzaje egzopolisacharydów (EPS). Egzopolisacharydy są to substancje wielkocząsteczkowe powstające w wyniku polimeryzacji wielu monosacharydów lub ich pochodnych. W ostatnich latach preferowano egzopolisacharydy ze względu na ich doskonałe właściwości fizyczne i funkcje probiotyczne. Egzopolisacharydy mogą być stosowane jako składnik żelujący, stabilizator, zagęszczacz i emulgator w produkcji żywności. Na przykład niektóre kultury S. thermophilus i L. delbrueckii subsp. bulgaricus mogą zwiększać zawartość egzopolisacharydów w jogurcie i tym samym eliminować synerezę, teksturę i sensorykę produktu końcowego. Egzopolisacharydy bakterii kwasu mlekowego są nie tylko związane z adhezją bakterii kwasu mlekowego, ale także nadają nowe właściwości żywności fermentowanej. Nowy rodzaj EPS, produkowany przez jeden ze szczepów L. lactis, wykazuje dobrą zdolność do zatrzymywania wody i oleju, wysoką skuteczność przeciwutleniającą, doskonałe działanie przeciwzakrzepowe oraz silne działanie hamujące na różne bakterie chorobotwórcze. Silną aktywność przeciwutleniającą i aktywność wymiatania rodników wykazują również EPS o wysokiej masie cząsteczkowej syntetyzowane przez jeden ze szczepów L. plantarum. Podsumowując, egzopolisacharydy i ich producenci mają ważne potencjalne zastosowania w produkcji mleczarskiej, chociaż ze względu na złożoną strukturę egzopolisacharydów związek między mechanizmem syntezy i właściwościami funkcjonalnymi EPS jest przedmiotem przyszłych badań.

Do najczęściej przytaczanych oddziaływań prozdrowotnych bakterii kwasu mlekowego należy ułatwienie przyswajania składników odżywczych obecnych w mlecznych produktach fermentowanych. Żywe komórki bakterii kwasu mlekowego łagodzą nietolerancję laktozy, co jest związane z dużą aktywnością enzymu ß-galaktozydazy (laktazy), wytwarzanego przez nie w produktach fermentowanych lub w jelicie grubym. 

łowicz zsiadłe mleko

W ostatnich latach pojawiło się wiele doniesień o syntezie metabolitów o właściwościach przeciwutleniających przez bakterie kwasu mlekowego. Substancje przeciwutleniające mają doskonałą zdolność wymiatania wolnych rodników i są ściśle związane ze zdrowiem człowieka. Wiele substancji (takich jak witaminy i polisacharydy) ma zdolność przeciwutleniającą. Niektóre szczepy L. rhamnosus, L. acidophilus i L. plantarum poprawiają działanie antyrodnikowe ekstraktów białkowych. Niektóre szczepy LAB, takie jak S. thermophilus, E. faecalis, L. casei, L. rhamnosus, L. plantarum i L. sakei, mogą również wytwarzać glutation. Glutation jest tripeptydem składającym się z kwasu glutaminowego, cysteiny i glicyny wykazujących naturalną aktywność przeciwutleniającą (ponadto glutation poprawia również kwasooporność bakterii kwasu mlekowego). Inne LAB (np. niektóre szczepy L. fermentum) nie syntetyzują glutationu, ale mogą przekształcić utleniony glutation pobrany ze środowiska w glutation zredukowany. Z powyższego wynika, że w przyszłości zastosowanie LAB w produkcji mleczarskiej może uwzględniać wytwarzanie substancji przeciwutleniających, które są wysoce bezpieczne i mogą mieć szereg korzystnych skutków dla organizmu ludzkiego. Liczne badania sugerują, że aktywność przeciwutleniająca LAB związana z licznymi metabolitami tych bakterii odgrywa również ważną rolę uzupełniającą w wyjaśnianiu mechanizmu działania bakterii kwasu mlekowego jako probiotyków.

Joanna Kołodyńska -Polmlek.jpgJoanna Kołodyńska

Dyrektor Marketingu Grupy Polmlek 

Doskonale znane są zalety produktów fermentowanych i tych zawierających żywe kultury bakterii mlekowych. Dzięki obecności żywych mikroorganizmów probiotycznych mają bardzo korzystny wpływ na organizm człowieka i mikroflorę bakteryjną zasiedlającą układ pokarmowy. Wspomagają układ immunologiczny w walce z wirusami i drobnoustrojami. W przypadku produktów fermentowanych należy pamiętać o dobroczynnym działaniu lecytyny, która jest zawarta na przykład w maślance, a która wspiera prawidłowe działanie układu nerwowego i poprawia pamięć. W procesie fermentacji naturalnemu rozkładowi ulega cukier mleczny – laktoza, dlatego produkty fermentowane są bezpiecznym źródłem łatwo przyswajalnego białka i wapnia również dla osób nietolerujących laktozy. Są lekkostrawne, wspomagają perystaltykę jelit, a regularne spożywanie pomaga zapobiegać nowotworom jelita grubego. Przeciwdziałają miażdżycy dzięki mikroorganizmom, które przyczyniają się do pochłaniania i rozkładania cholesterolu. Produkty fermentowane zazwyczaj mają niską zawartość tłuszczu. Polmlek w szczególności poleca maślankę, ale również jogurty smakowe z topperami pełnymi musli, orzechów, kawałków kokosa i jagód goji. Będą idealną przekąską w ciągu dnia. Na szybkie i wygodne śniadanie mamy jogurt z owsianką w wersji naturalnej lub z truskawkami albo polskimi jabłkami z cynamonem.

Bardzo ważną dla człowieka funkcją większości bakterii mlekowych jest stabilizacja składu i wielkości populacji mikroflory jelitowej oraz ograniczenie aktywności mikroorganizmów patogennych w układzie pokarmowym. Zapobieganie nadmiernemu namnożeniu się niepożądanych bakterii w przewodzie pokarmowym wynika z wytwarzania przez LAB metabolitów takich jak kwasy organiczne (np. mlekowy, octowy), nadtlenek wodoru, etanol, ditlenek węgla, diacetyl, krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA, Short Chain Fatty Acids), bakteriocyny i inne bioaktywne substancje. Produkty fermentowane zawierające żywe komórki LAB są przydatne zarówno w profilaktyce, jak i w kuracji różnego typu zaburzeń układu pokarmowego.

mikroorganizmy jogurty mlekovita

kefir naturalny mlekovita

Stabilizacja składu ilościowego i jakościowego mikroflory jelitowej jest istotna w leczeniu lub zapobieganiu biegunkom różnego rodzaju. Żywe komórki bakterii fermentacji mlekowej (np. pałeczek mlekowych i S. thermophilus) mogą łagodzić objawy biegunek oraz skracać czas ich trwania. Przyjmuje się, że ten dobroczynny efekt LAB polega m.in. na:

  • konkurowaniu z mikroorganizmami patogennymi o składniki odżywcze lub o adhezję do enterocytów, 
  • wytwarzaniu bakteriocyn przez LAB, 
  • poprawie bariery ochronnej błony śluzowej układu pokarmowego,
  • stymulowaniu odpowiedzi immunologicznej przeciwciał IgA wobec patogenów. 

Badania in vitro sugerują, że niektóre szczepy bakterii kwasu mlekowego (w tym: L. bulgaricus, L. casei, L. rhamnosus, L. johnsonii) są zdolne do adhezji do mucyny lub enterocytów. Bardzo ważna jest oporność LAB na niskie wartości pH, jakie panują na niektórych odcinkach ludzkiego układu pokarmowego, a także w mlecznych produktach fermentowanych. Ta zdolność LAB ułatwia im pozostawanie aktywnymi biologicznie przez dłuższy czas podczas toku produkcyjnego fermentowanych wyrobów mleczarskich, a następnie w układzie pokarmowym człowieka, podczas pasażowania z treścią pokarmową przez żołądek. 

łowicz kefir kaukaskiCiekawy produkt

Kefir Kaukaski w poręcznej 400-gramowej butelce zawiera 11 korzystnych szczepów bakterii. Jako pierwszy w Polsce produkt tego rodzaju zawiera błonniki GOS. Błonnik GOS wytwarzany jest z laktozy z mleka podczas procesu produkcji kefiru poprzez dodanie enzymu, który rozkłada laktozę, ale nie na cukry proste (glukozę i galaktozę), tylko na naturalny błonnik – GOS (galaktooligosacharyd). Błonnik GOS pełni rolę prebiotyku, co oznacza, że odgrywa pomocną rolę w funkcjonowaniu bakterii probiotycznych w jelitach, a zatem wspomaga ich prozdrowotne działanie.

Błonnik ten rozpowszechniony jest m.in. w produktach dla dzieci, gdyż bogate w niego jest mleko matki. Kefir z tak wytworzonym błonnikiem jest nowością na rynku produktów mlecznych.

Producent: Łowicz (OSM).

Możliwość pozostania aktywnymi sprawia, że żywe komórki bakterii mlekowych mogą stymulować pracę systemu odpornościowego i zwiększać odporność ludzkiego organizmu na infekcje. Badania dowodzą, że fermentowane produkty mleczarskie zawierające bakterie mlekowe (np. niektóre szczepy L. acidophilus, L. delbrueckii subsp. bulgaricus, S. thermophilus) czynnie uczestniczą w stymulowaniu ludzkiego systemu odpornościowego poprzez wzmaganie wzrostu liczby i aktywności fagocytarnej leukocytów, w tym limfocytów B i limfocytów T, makrofagów oraz immunoglobuliny A, a także aktywację produkcji cytokin, w tym gamma-interferonu i interleukin.

maluta jogurtAntagonizm LAB wobec mikroorganizmów patogennych wiąże się z inną dobroczynną właściwością bakterii mlekowych – wspomaganiem zapobiegania raka jelita grubego – która jest tłumaczona supresją komórek bakterii patogennych lub potencjalnie patogennych (w tym Clostridium, Staphylococcus i Peptostreptococcus tworzących tzw. enzymy fekalne: glukuronidazy, nitroreduktazy, azotoreduktazy, mające zdolność przekształcania substancji prokancerogennych w kancerogenne), inaktywacją potencjalnych mutagenów, wytwarzaniem składników antymutagennych, obniżaniem pH w jelitach lub zmianą innych fizjologicznych czynników. Stwierdzono także, że LAB potrafią biodegradować azotyny, co również zmniejsza ryzyko powstawania kancerogennych nitrozoamin. Ponadto niektóre szczepy bakterii mlekowych są zdolne do asymilowania już powstałych kancerogennych nitrozoamin oraz innych substancji rakotwórczych, np. aflatoksyn. Dzieje się to prawdopodobnie za sprawą glikopeptydu, który wykazuje zdolność do wiązania substancji toksycznych i który jest obecny w ścianie komórkowej wszystkich bakterii mlekowych. Ponadto glikopeptyd prawdopodobnie aktywuje również działanie makrofagów i zwiększa ich aktywność fagocytarną wobec komórek nowotworowych. 

polmlek jogurt z musli

Bakterie kwasu mlekowego od dawna są wykorzystywane w otrzymywaniu mlecznych produktów fermentowanych. Oddziaływanie bakterii mlekowych znajdujących się w diecie na ludzki organizm jest bardzo złożone i jeszcze nie do końca dokładnie poznane. Wiemy, że LAB działają na wiele różnych sposobów, przez co ich cechy funkcjonalne są różne i niejednokrotnie zależą od szczepu użytego w produkcji mleczarskiej. Dalsze badania nad szlakami metabolicznymi i charakterystyką metaboliczną bakterii kwasu mlekowego pomogą w dalszym ukierunkowaniu dobroczynnego zastosowania bakterii kwasu mlekowego w przemyśle spożywczym.

Strona 2 z 2