С течением жизни, микробный пул кишечника меняется и, как правило, не в пользу бифидобактерий, количество которых под воздействием ряда негативных факторов (антибиотики, экология, стрессы и проч.) постоянно сокращается и можно даже сказать, что в отсутствии специальных корректирующих мероприятий, наша «вторая печень» со старением организма постепенно умирает. Но для наших целей здесь важно отметить иное, а именно, отсутствие фатальной зависимости состояния бифидофлоры от физического возраста организма. Более того, в многочисленных исследованиях сформулирована зависимость такой функциональной системы, какой является микробный пули кишечника, внешним воздействиям, как положительным, так и отрицательным.
Итак, исходя из вышесказанного мы можем сформулировать следующее: объектом специфического воздействия (мишенью) молочных функциональный продуктов может быть признана микрофлора толстой кишки в составе которой преобладают бифидобактерии.
Интервенция или поддержка
Теперь вернемся к вопросу о том, что же собственно в составе молочных функциональных продуктов может являться агентом, или носителем положительных воздействий на сформулированную выше мишень – микрофлору кишечника.
Первый ответ лежит на поверхности: если в составе микробного пула кишечника есть недостаток бифидобактерий, то этот недостаток должен быть восполнен с помощью молочных продуктов обогащенных бифидобактериями. То есть, в этом случае агентом воздействия на микрофлору кишечника, являются внешние, чужие по отношению к организму «хозяина» бифидобактерии, которые призваны своего рода методом интервенции, изменить состав микробного пула в пользу бифидофлоры. Это самый распространенный в молочной промышленности подход, который породил целую гамму молочных функциональных продуктов: биойогурты, биокефиры и прочие продукты конкурирующие между собой лишь по количеству «живых клеток».
Ни в коем случае, не принижая роль бифидобактерий в производстве функциональных продуктов питания, позволим себе, тем не менее, усомниться в физиологической эффективности метода интервенции внешней бифидофлоры в кишечный микробный пул «хозяина». Усомниться, поскольку есть как минимум три вопроса, на которые не отвечают ни многочисленные публикации в пользу этого подхода, ни, тем более, та агрессивная реклама «живых йогуртов», которая свалилась на голову несведущего потребителя.
Общеизвестно, что бифидобактерии, это анаэробные микроорганизмы, то есть бактерии, живущие в бескислородной среде. Кроме того, бифидобактерии весьма чувствительны к кислой среде и температурным воздействиям. И, наконец, бифидобактерии, занимают весьма определенную экологическую нишу в биоценозе кишечника «хозяина». Из перечисления этих свойств бифидобактерий перед практиками молочной промышленности встают три проблемы:
1. проблема способности клеток бифидобактерий, вносимых в молочные продукты, к выживанию в процессе производства этих продуктов и их хранения. Выживание в больших количествах при низких значениях рН кисломолочных продуктов необходимо для попадания жизнеспособных бифидобактерий в организм потребителей;
2. проблема выживаемости бифидобактерий по пути к толстому кишечнику, то есть в кислой среде человеческого желудка и при контакте с солями желчных кислот в верхнем отделе тонкого кишечника. Опять же выживание бифидобактерий необходимо в больших количествах для их положительного воздействия на весь бактериальный пул кишечника;
3. проблема приживаемости бифидобактерий-интервентов в большом кишечнике, где они должны выдержать конкуренцию с «родной» микрофлорой «хозяина» за питание и месторасположение (нишу) в колонии.
Нам известно всего два исследования так или иначе разбирающиеся с этими проблемами. Исследовалась [10,11], например, выживаемость некоторых видов бифидобактерий в йогурте с низким (4,2) рН. В йогурт вносили приблизительно 107 жизнеспособных клеток/г и определяли их выживаемость при 4-6о С. Было доказано, что B. B. adolescentis и B. longum выживали хорошо в то время, как клетки B. bifidum и B. breve были неустойчивы к низким значениям рН. Исследование выживаемости культур бифидобактерий в сливочном масле и сметане [13] привели к аналогичным результатам.
Далее исследовалась транзитная выживаемость бифидобактерий [6]. Понятно, что если клетки не могут пройти неповрежденными через желудок и тонкий кишечник, то не будет наблюдаться и желаемый пробиотический эффект бифидобактерий. Так вот, моделировалась кислая среда желудка со значениями рН 1,0; 2,0; 3,0, и наблюдалась устойчивость тех видов бифидобактерий, которые лучше всех выживали в йогурте (B. adolescentis, B. longum и B. infantis). Было установлено, что клетки B. adolescentis, B. longum и B. infantis достаточно хорошо выживали при рН 2,0-3,0, (но не при рН 1,0) более 1 часа, в то же время даже при рН 1,0 после 3 часов жизнеспособными оставались только 102-103 КОЕ/мл клеток B. longum.
Затем оценивалась [7] выживаемость этих же бифидобактерий в среде имитирующей среду тонкого кишечнике человека, то есть приблизительно 107-109 клеток/мл выдерживались в растворе бычьей желчи с концентрацией 2% в течение 12 часов, после чего определялось количество жизнеспособных клеток. И было установлено, что клетки B. adolescentis, B. bifidum, B. infantis не выживают при 2% концентрации желчи, что является нормой для человека, после 12 часов. А количество B. longum оставаясь неизменным при 2% концентрации желчи сокращается при 4% с 109 КОЕ/мл до 107 КОЕ/мл.
На базе вышеприведенных исследований авторы утверждают, что «в настоящее время имеется достаточно информации, позволяющей рекомендовать выбранные культуры B. longum как наиболее вероятный вариант для использования в качестве пищевой добавки в молочных продуктах». [10]
Отметим, что из всего многообразия бифидобактерий речь идет только об одном виде, как о способном к выживанию в процессе хранения функциональных продуктов и в среде желудочно-кишечного тракта человека. При этом исследователи отдают себе отчет в том, что речь идет о максимально щадящих условия, в то время как «при неблагоприятных условиях[1], имеющих место в кисломолочных продуктах и пищеварительной системе потребителей, даже количество наиболее устойчивых культур, вероятно понижается до уровня при котором их полезное влияние на здоровье человека находится под вопросом.» [10]
Итак, учитывая все выше сказанное, мы должны констатировать, что метод интервенции бифидобактерий в составе молочных продуктов питания в организм хозяина весьма ограничен, и что разработчики кисломолочных продуктов вынуждены подбирать не наиболее необходимые человеку культуры бифидобактерий, а их наиболее устойчивые культуры. Наапример, клетки B. breve обладающие выраженной антимикробной активностью в отношении стрептококков, устойчивых к антибиотикам являются наименее устойчивыми, наименее выживаемыми в процессе интервенции и, соответственно, обогащение ими молочных продуктов малоэффективно с точки зрения воздействия на «мишень» - микрофлору кишечника.
Что же в этом случае делать? К счастью есть иной подход, как к производству функциональных молочных продуктов, так и к способу воздействия на микрофлору кишечника. Это подход базируется на свойствах некоторых пищевых материалов, достигать в неизмененном виде толстого кишечника, где они служат питательной средой бифидофлоры. Вещества эти называются бифидогенными, а метод воздействия с их помощью на флору кишечника мы назовем методом поддержки.
В отличие от метода интервенции, когда чужие бифидобактерии внедряются в организм «хозяина», при методе поддержки делается ставка на собственные («родные») бифидобактерии хозяина, пусть даже и находящиеся в угнетенном состоянии.
Бифидус фактор
Те пищевые материалы, которые полностью или частично не подвержены процессу метаболизма в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, из-за отсутствия специфических ферментов и поэтому достигают толстой кишки, где используются бифидобактериями как источник углерода и энергии, определяются как бифидогенные факторы. Из всех бифидогенных пищевых материалов сегодня наиболее изучена и распространена лактулоза [1,2,3].
Обогащение молочных продуктов лактулозой представляется наиболее эффективным подходом в производстве функциональных молочных продуктов. Полагаясь, на опыт зарубежных производителей (прежде всего Morinaga Milk Industry Co) мы можем уже сегодня перечислить ряд полезных эффектов, которые оказывают функциональные молочные продукты обогащенные лактулозой [12,14].
- жизнедеятельность Bifidobacterium и подавление вредных бактерий.
При употреблении молочных продуктов с лактулозой наблюдается активизация жизнедеятельности бифидобактерий и подавление вредных бактерий. Было установлено, что при ежедневном употреблении с молоком в течение 2 недель 3 г лактулозы, отношение бифидобактерий к общему количеству бактерий увеличилось с 8,3% перед употреблением до 47,4% после. А количество лектиназо-положительных клостридий, включая Clostridium pеrfinges и Bacteroidaceae, значительно снизилось.
- подавление токсичных метаболитов и вредных ферментов.
При употреблении человеком лактулозы наблюдалось подавление токсичных метаболитов и вредных ферментов. Было установлено, что после употребления лактулозы значительно снизилось содержание в фекалиях токсичных метаболитов (аммиака, скатола, индола и др.) и вредных ферментов (b-глюкуронидаза, нитроредуктаза, азоредуктаза) или же просматривалась тенденция к уменьшению.
- способствуют абсорбции минералов и укреплению костей.
Было изучено влияние лактулозы на твердость костей. Полученные данные позволили предположить, что употребления лактулозы способствует абсорбции кальция, посредством чего повышается прочность костей.