Probiotika: Co to jsou a jaké typy existují
Co jsou probiotika?
Probiotika jsou definována jak FAO1, tak WHO1 jako "živé mikroorganismy, které při konzumaci v odpovídajícím množství jako součást potravy přinášejí zdravotní přínos hostiteli".
Příjem probiotik v naší denní stravě přináší přímé přínosy naší střevní flóře nebo mikrobiotě, udržuje ji v rovnováze a brání střevním nerovnováhám jako je průjem, flatulence, nadýmání, funkční poruchy střevní bariéry s dopadem na imunitní systém a další důsledky.
Jak jsou probiotika klasifikována?
Z vědeckého hlediska je klasifikace jakýchkoli biologických organizmů uspořádáním organismů do taxonomických skupin (taxonů) na základě podobností nebo vztahů.
Taxonomie probiotických organismů.
Probiotické organismy jsou klasifikovány podle jejich rodu, druhu, poddruhu a alfanumerického označení, které identifikuje specifický kmen, podle Světové gastroenterologické organizace2.
Nomenklatura různých mikroorganismů.
Příklad nomenklatury aplikovatelné na mikroorganismy je: Lactobacillus (rodu) casei (druhu) DN-114 001 (kmen).
Podle pokynů WHO/FAO1 musí výrobci probiotik registrovat své kmeny u mezinárodního depozitáře, který kmenům přidělí dodatečné označení.
Následující tabulka, převzatá z Globálních pokynů Světové gastroenterologické organizace2, ukazuje některé příklady komerčních kmenů a jejich příslušná označení.
Rod | Druh | Poddruh | Označení kmenu | Mezinárodní označení kmene | Přezdívka kmenu | Název produktu |
Lactobacillus | rhamnosus | Žádný | GG | ATTC 53103 | LGG | Culturelle |
Bifidobacterium | animalis | Lactis | DN-173 010 | CNCM I-2494 | Bifidus regularis | Jogurt Activia |
Bifidobacterium | longum | Longum | 35624 | NCIMB 41003 | Bifantis | Align |
| * ATCC, American Type Culture Collection; CNCM, Národní sbírka kultur mikroorganismů; NCIMB, Národní sbírka průmyslových a mořských bakterií | ||||||
Co je probiotický kmen?
Kmen je definován jako skupina mikroorganismů, jako jsou probiotické bakterie, které patří do stejného druhu a sdílejí určité vlastnosti, které se nenacházejí u ostatních členů druhu.
Tyto vlastnosti se mohou lišit od druhu k druhu, což znamená, že jejich účinky mohou být různé.
Význam označení kmene.
V případě probiotik je důležité používat označení kmenů, protože nejsilnější přístup k důkazu probiotik spočívá ve schopnosti připsat přínosy konkrétním kmenům nebo kombinacím probiotických kmenů při účinné dávce2.
FAO a WHO navrhují, že vzhledem k tomu, že probiotické vlastnosti jsou specifické pro kmeny, měla by být identifikace kmenů (genetické typování) prováděna pomocí metod jako je pulzní polní gelová elektroforéza (PFGE) stejně jako genetická identifikace pomocí DNA nebo RNA, nebo jiných mezinárodně uznávaných metod.
CFU (Kolonie Tvořící Jednotka)
CFU je jednotka měření používaná k kvantifikaci mikroorganismů, tj. k počítání počtu životaschopných bakterií v kapalném nebo pevném vzorku. Kolonie tvořící jednotky se měří v jednotkách objemu (CFU/ml) nebo hmotnosti (CFU/g).
Co je životaschopnost mikroorganismů?
Životaschopnost mikroorganismu je definována jako schopnost množit se za kontrolovaných podmínek. Kvalita probiotik je primárně měřena udržením životaschopnosti (vyjádřené jako kolonie tvořící jednotky nebo CFU) do konce životnosti produktu a všechny organizmy zahrnuté v produktu by měly být identifikovány podle rodu, druhu a kmene.
Jsou všechna probiotika stejná?
FAO a WHO definovaly (viz obrázek převzatý a přeložený z Pandey, 20154) seznam parametrů, které poskytují systematický přístup k efektivnímu hodnocení probiotik, které podporuje zdravotní tvrzení a přínosy.
Food Sci Technol (prosinec 2015) 52(12):7577–7587.
Tyto parametry určují povinnosti pro vývoj probiotických produktů, které zahrnují následující činnosti:
- Identifikace kmene.
- Funkční charakterizace kmene/kmenů z hlediska bezpečnosti a probiotických atributů.
- Ověření zdravotních přínosů v lidských studiích.
- Správné označení tvrzení o účinnosti a obsahu po celou dobu trvanlivosti.
- Doporučená dávka, která by měla být založena na indukci deklarovaného fyziologického účinku.
Typy probiotik
Jak bylo zmíněno, probiotický potenciál různých bakteriálních kmenů, i uvnitř stejného druhu, se může lišit.
To znamená, že probiotické kmeny stejného druhu jsou vždy jedinečné a mohou mít různá místa působení, stejně jako specifické imunologické účinky, a mohou se lišit ve svých účincích na zdravý i zánětlivý střevní systém.
Nejpopulárnější kmeny jsou reprezentovány následujícími bakteriálními rody:
- Bifidobacterium
- Lactobacillus
- Streptococcus
Ale jako probiotika byly využívány i další organismy, včetně
.
Bakterie jako probiotika.
Rod Bifidobacterium.
Bifidobakterie jsou anaerobní gram-pozitivní (rostou v nepřítomnosti kyslíku), tyčinkovité, negenerující plyn, nesporulující a nemotilní.
Tento rod zahrnuje 30 druhů:
- 10 z nich je odvozeno z lidských zdrojů (zubní kaz, stolice a vagina),
- 17 ze střevního traktu nebo bachoru zvířat,
- 2 z odpadních vod, a
- 1 z fermentovaného mléka.
Bifidobakterie jsou mikroorganismy velkého významu ve střevním a genitourinárním traktu, jejichž přesný poměr je určen především věkem a dietou.
Počet bifidobakterií se snižuje s věkem a stává se třetím nejrozšířenějším rodem (představuje asi 25 % celkové střevní flóry dospělého) po rodech Bacteroides a Eubacterium.
Klinická data v následující tabulce uvádějí některé z pozitivních akcí bifidobakterií.2
Akce | Probiotický kmen | Doporučená dávka | Komentáře | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Antibiotická asociovaná průjem (AAD) | Bifidobacterium lactis Bi-07, B. lactis Bl-04, Lactobacillus acidophilus NCFM, L. paracasei Lpc-37 | 1,70 x 1010 CFU | Prevence AAD u hospitalizovaných pacientů | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Syndrom dráždivého střeva (IBS) | Bifidobacterium infantis 35624 | 108 CFU, jednou denně | Zlepšení Bylo identifikováno 56 druhů rodu Lactobacillus. Laktobacily jsou rozšířeny podél gastrointestinálního a genitálního traktu. Jejich rozšíření ovlivňuje různé environmentální faktory, jako je pH, dostupnost kyslíku, úroveň specifických substrátů, přítomnost sekrecí a interakce s bakteriemi. Pozitivní účinky laktobacilů:V následující tabulce jsou uvedeny některé klinické výsledky pozitivních účinků laktobacilů.2,7
Další probiotické bakterie: Rod Bacillus.Druhy rodu Bacillus jsou jako probiotika používány alespoň 50 let v italském výrobku prodávaném jako Enterogermina® (2x109 spor). Některé výhody bakteriálních spor jsou jejich odolnost vůči teplu, což umožňuje jejich skladování za pokojové teploty a ve vysušené formě. Dále jsou tyto bakterie schopné dosáhnout tenkého střeva, protože přežívají kyselé pH žaludku. Nejvíce studovaným druhem je B. subtilis, protože jeho konzumace v některých probiotických produktech prokázala stimulaci imunitního systému, a to působením na lymfatickou tkáň střeva a sekrecí antimikrobiálních látek. Rod Enterococcus.Mezi druhy rodu Enterococcus, Enterococcus faecium je nejčastěji používaný v probiotikách. Přítomnost E. faecium je důležitá v prevenci infekce Salmonella enterica. Zajímavé vlastnosti skupiny Enterococcus jsou přežití na suchých površích po dlouhé doby a odolnost vůči antibiotikům. Probiotické kvasinkyJsou skupinou jednobuněčných hub, které primárně rostou a fermentují cukry. Existují různé rodiny, ale z hlediska výživy a zdraví jsou nejdůležitější takzvané askomycety, které zahrnují rod Saccharomyces, jednobuněčné houby tvořící spory a odolné vůči teplu. Dobře známé příklady jsou kvasnice pro výrobu chleba a piva. Pivovarské kvasinky, Sacharomices cerevisiaePotenciální probiotický účinek S. cerevisiae a S. cerevisiae var. boulardii byl prokázán, jelikož jsou schopny snášet kyselé prostředí a žluč, a mohou mít účinky proti bakteriálním infekcím snížením střevní prozánětlivé odezvy. V následující tabulce jsou uvedena klinická data o těchto účincích.2,4,7
* ESPGHAN: Evropská společnost pro pediatrickou gastroenterologii, hepatologii a výživu; ESPID: Evropská společnost pro pediatrické infekční nemoci. Jak se vyrábějí probiotika?Výrobní proces potravinových probiotických produktů zahrnuje řadu stresových faktorů, které vyzývají jejich potenciální přínos. Jedním z nejdůležitějších je zajistit vysokou mikrobiální zátěž ve finálním produktu po celou dobu jeho trvanlivosti, a proto jsou probiotika nejdříve pěstována ve velkém množství na průmyslové úrovni s použitím vhodných kultivačních médií. Druhým faktorem je, že mikrobiální inokula jsou obvykle skladována zmrazená, aby se předešlo jejich vystavení nízkým nebo proměnlivým teplotám. Techniky sušeníS přihlédnutím k těmto faktorům se obvykle používají dvě techniky sušení, rozprašovací sušení a lyofilizace (mrazem sušení), které vytvářejí probiotické prášky s vysokou hustotou, jež lze přidávat do různých typů potravinářských produktů, včetně doplňků stravy. • Rozprašovací sušení: Jedná se o cenově efektivní techniku, která produkuje stabilní mikrobiální prášky s vysokým počtem buněk. Avšak často dochází k významné ztrátě životaschopnosti buněk kvůli silnému stresu, který zvláště ovlivňuje strukturu a funkčnost probiotických buněk, kvůli vysoké teplotě vzduchu (odpařování vody v sušicí komoře) a odstranění vody. • Lyofilizace (Mrazem sušení): Tato technika vyžaduje šetrnější podmínky a je obvykle lépe tolerována bakteriemi. Podobně proces vystavuje probiotický inokulum velmi nízkým teplotám a dehydrataci, což ovlivňuje integritu i životaschopnost bakterií nebo kvasinek. Obdobně je běžná ztráta životaschopnosti a aktivity u sušené probiotické biomasy během jejího následného skladování. Probiotické produkty obsahující bifidobakterie jsou vyvíjeny pomocí jedné z těchto dvou technik. • Potravinová matrice: Další technika výroby probiotik pro potravinářské typy, zejména pro fermentované produkty a jejich deriváty. Zahrnuje přímou inokulaci do potravinové matrice, která umožňuje růst probiotických druhů prostřednictvím fermentace. Tato technika nabízí výhody vyhnout se dehydrataci a inokulaci v jiné potravinové matrici; nicméně finální produkt s inkorporovanými probiotiky může podléhat variacím v závislosti na specifickém složení a vlastních fyzikálně-chemických parametrech potravinové matrice, stejně jako na jejích podmínkách skladování. Probiotika obsahující laktobacily obvykle používají tuto techniku pro svou produkci. Strategie zlepšení životaschopnosti probiotických produktů.Zjištění, že probiotické produkty mohou mít nedostatky v počtu skutečně životaschopných buněk, jak v potravinách, tak v doplňcích stravy, vedlo k vývoji nových strategií pro zlepšení probiotických vlastností a reakce na stresory. Podívejme se na některé z nich. Enkapsulace.Slouží dvojímu účelu, aby chránila probiotika před žaludečním stresem po orálním příjmu a zlepšila přežití během sušicích fází výroby, a stabilitu během skladování ve finálním potravinářském produktu. Jako enkapsulační činidla se obecně používají chitosan a alginát. Nosné média a ochranné látky.Použití komplexních matric, jako je odstředěné mléko, výrazně zlepšuje přežití a stabilitu probiotik, zejména po sušení a během skladování. Prebiotická vláknina.Použití vláken z různých rostlinných zdrojů zlepšuje jak přežití probiotik během sušení inokula, tak stabilitu buněk uvnitř potravinářských produktů. Fruktooligosacharidy (FOS) jsou pro tento účel nejčastěji používanou prebiotickou složkou. Přidání ochranných látek pro boj s kyselým pH.Kyselé pH je považováno za hlavní hrozbu pro probiotika, zejména v gastrointestinálním traktu. Pro tento účel přidání sacharidů, aminokyselin a mastných kyselin účinně chrání probiotika proti kyselému prostředí. Tato strategie je prospěšná pro probiotika obsahující kvasinky. Adaptace na stres a křížová ochrana.V této strategii jsou bakterie předem vystaveny subletálním úrovním specifického stresoru, což vyvolává adaptační reakci větší odolnosti vůči následným dávkám stresoru nebo dokonce vůči odlišnému typu stresu. Tento proces zvyšuje přežití probiotik. Probiotické doplňky stravyNa trhu jsou k dispozici probiotické doplňky stravy, které hlavně obsahují kmeny Lactobacillus, Streptococcus, Bifidobacterium a kvasinky (S. boulardii). Probiotické doplňky stravy jsou obvykle dostupné ve formě sáčků, tablet nebo kapslí. Existují tři hlavní faktory, které ovlivňují životaschopnost probiotických doplňků stravy během skladování: teplota, kyslík a relativní vlhkost. Je proto důležité zvážit tři aspekty, aby se zajistila životaschopnost probiotik obsažených v doplňcích stravy:
Reference
Mezinárodní certifikovaná kvalita |
