Обоснование необходимости инкапсулирования пробиотиков

Введение

В качестве основы для создания продуктов функционального питания используются традиционные кисломолочные продукты, обогащенные штаммами пробиотических микроорганизмов — преимущественно бифидобактерий (Bifidobac-teriumlongum, B. breve, B. infantis, B. bifidum, B. adolescentis, B. animalis) и лактобактерий (Lactobacillusrhamnosus, L. acidophilus, L. casei, L. gasseri). Именно микроорганизмы, обладающие пробиотическими свойствами, определяют «функциональные» свойства готового продукта [1]. Основное требование, предъявляемое к продуктам с пробиотиками, — наличие в них в достаточном количестве живых и активных пробиотических бактерий, сохраняющих стабильность при хранении и жизнеспособность в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ). Среди пробиотиков большее внимание как потенциальное лечебное средство привлекают лактобациллы. Именно их целебные свойства оказались наиболее хорошо изученными и научнобоснованными. Необходимо отметить, что лактобактерии являются одними из самых сильных защитников организма. Так, вступая во взаимодействие с другими микробами, лактобактерии продуцируют собственные антибиотики и подавляют гнилостные и гноеродные условно-патогенные микроорганизмы и возбудителей острых кишечных инфекций. Вместе с тем, они нейтрализуют действие фенольных ферментов, поддерживающих разрастание раковых клеток в кишечнике, препятствуя тем самым развитию рака молочной железы и толстого кишечника.

Лактобактерии бывают нескольких видов; у каждого вида имеются различные штаммы, которые по-разному могут быть полезными для различных органов человеческого организма. Так, штамм Shirota вида L. casei поддерживает иммунную систему и помогает продвижению пищи через кишечник. Также L. casei может быть особенно полезна при лечении диареи, вызванной ротавирусной инфекцией, которая часто поражает младенцев и маленьких детей.

Lactobacilluscasei (L.casei) – вид грам-положительных молочнокислых палочкообразных анаэробных неспорообразующих бактерий, которые являются нормальными представителями ротовой полости, кишечника, вульвы и присутствуют в желудочнокишечном тракте человека. В толстом кишечнике здоровых взрослых людей молочнокислые палочки L.casei составляют в среднем 9,5%. L.casei, L.acidophilus, L.plantarum, L.brevis в сочетании с бифидобактериями составляют основное звено микрофлоры кишечника, коррелирующее с феноменом долгожительства у одной из этнических групп населения Кавказа. В этом случае, количество лактобацилл с возрастом не уменьшается и сохраняется на высоком уровне даже у лиц старше 95 лет [2].

Согласно последним руководствам ФАО/ВОЗ, пробиотические микроорганизмы, используемые в пищевых продуктах, должны быть жизнеспособными при прохождении через желудочно-кишечный тракт, т.е. они должны быть способными противостоять воздействию желудочного сока и желчных кислот [4]. Проведя анализ литературных данных по устойчивости лактобактерий к агрессивным факторам желудочно-кишечного тракта, был сделан вывод, что происходит заметное снижение числа жизнеспособных клеток пробиотиков при их транзите через желудок. Это, в свою очередь, может свидетельствовать о том, что в реальных условиях в отдел толстого кишечника больного, к примеру, дисбактериозом, поступает сниженное количество пробиотических микроорганизмов, которое недостаточно для получения лечебного эффекта [5], [6].

Объекты и методы исследований

В качестве объектов исследования использовали культуру и биомассу молочнокислых бактерий вида Lactobacilluscasei NCIMB 30185 (1XN37) из Национальной Коллекции Промышленных и Морских бактерий Соединенного Королевства Великобритании (NCIMB).

Подготовку культуры проводили следующим образом: Lactobacilluscasei NCIMB 30185 (1XN37) переносили в чашки Петри на MRS Agar с банка коллекции и культивировали в инкубаторе в течение 48 ч при температуре 37°C. Затем, одну колонию с чашки Петри инокулировали в 10 мл бульона MRS Broth и инкубировали в течение 24 ч при температуре 37°C. После роста клеток в бульоне, клетки центрифугировались 10 мин при 4°C, угловая скорость ротора центрифуги 3200 об/мин, супернатант сливался, а осадок клеток промывался 1 мл физраствора [7].

Определение устойчивости пробиотиков к условиям, имитирующим желудочнокишечный тракт человека, проводили следующим образом: для установления жизнеспособности клеток пробиотиков в кислых условиях, модельная среда SGF (simulatedgastricfluid) (рН 2,0) добавлялась к клеткам пробиотиков (10 мл) и инкубировалась при температуре 37°C при помешивании 100 об/мин. Пробы 1 мл отбирались после 15 мин, 30 мин, 60 мин и 120 мин культивирования в SGF.

Математическая обработка экспериментальных данных по результатам исследований осуществлялась с помощью методов математической статистики с применением пакета прикладных программ для персонального компьютера.

Результаты и их обсуждение

В результате трехкратного проведения эксперимента было установлено, что после 60 минут выдержки в среде искусственного желудочного сока жизнеспособность клеток пробиотиков понижается с 109 до 108КОЕ/мл, а в течение 120 мин и больше наблюдается уменьшение в количестве жизнеспособных клеток до 105КОЕ/мл. Окончательный показатель выживаемости клеток L. casei составил 105 КОЕ/мл, тем самым указывая, что данный пробиотик чувствителен к кислой среде.

Выводы

В результате проведенных исследований установлено, что для сохранения активности роста L. casei в желудочнокишечном тракте необходимо применить процесс инкапсулирования пробиотиков. Инкапсулирование L. casei обеспечит защиту лактобацилл от действия желудочного сока и, тем самым, позволит жизнеспособным клеткам лактобацилл достичь нижних отделов кишечника, где они будут способны обеспечить успешное лечебное воздействие.