Влияние деполимеризации пектина морковной ботвы на рост кишечной микрофлоры

Наука о здоровом питании большое внимание уделяет роли пищевых волокон, выполняющих многообразные функции в организме человека [1–3]. Среди основных функций следует выделить пребиотические свойства пищевых волокон, в первую очередь растворимых. Эту группу составляют растворимые пектины и неперевариваемые олигосахариды.

Пектиновые вещества встречаются во всех тканях наземных растений, их содержание варьирует в довольно значительных пределах. Разнообразие пектиновых веществ обусловлено особенностями их строения: молекулы пектина могут содержать от нескольких сотен до тысячи мономерных остатков галактуроно-вой кислоты, причем часть карбоксильных групп может быть этерифицирована, а часть гидроксильных – ацетилирована, их распределение вдоль полимерной молекулы не поддается общей закономерности, равно как и степень разветвленности основной полимерной цепи. Строение полиуронидов определяет их пребио-тические свойства, которые нужно устанавливать экспериментально для каждого конкретного вида сырья.

Ранее нами [4] обоснована целесообразность использования пектинов морковной ботвы в качестве растворимых пищевых волокон. Целью настоящей работы явилось изучение влияния степени деструкции пектинов морковной ботвы на рост позитивной кишечной микрофлоры.

Материалы и методы исследования . Для исследования взята сборная ботва моркови сортов «Нан-ская» и «Шантенэ», полученная при заготовке корнеплодов в хозяйствах Читинской области. Ботву сушили в пучках воздушно-теневым способом до достижения равновесной влажности, упаковывали в бумажные мешки и хранили при комнатной температуре.

Выделение пектина из ботвы проводили по методу Г.В. Лазурьевского. Основные этапы выделения включали предварительную очистку сырья от пигментов и других примесей 70% этанолом, кислотный гидролиз соляной кислотой концентрацией 0,03 М/дм3, фильтрование, упаривание фильтрата и выделение из него пектина 96% этанолом в двукратной повторности и сушку осадка на воздухе.

Учитывая имеющиеся сведения о том, что пребиотические микроорганизмы лучше усваивают олигосахариды, а невысокомолекулярные углеводы, деструкцию пектинов осуществляли ферментативным путем. Ферментацию проводили пектолитическим ферментом ROHAPEKT 10L. Этот фермент обладает активностью протопектиназ, пектиназ, олигопектуроназ. Использовали фермент с активностью 260 PA. Ферментацию 1%-го раствора пектина проводили при pH 3,2 в течение часа при температуре 50˚C. Степень ферментации устанавливали по количеству свободных альдегидных групп по показателю «медное число», показывающее количество меди в граммах, восстанавливаемое из двухвалентного соединения свободными альдегидными группами, содержащимися в 100 г абсолютно сухой навески [5]. Образующуюся закись меди определяли химическим перманганатным методом по Бертрану.

Влияние растворов пектина на кишечную микрофлору устанавливали на культуре E. Coli, штамм M17. В норме в кишечнике преобладает кисломолочная микрофлора, число кишечных палочек не превышает 1%, но они играют важную роль в функционировании систем желудочно-кишечного тракта. Кишечные палочки являются основными конкурентами условно-патогенной микрофлоры кишечника, в то же время создают благоприятные условия для размножения полезных анаэробных молочнокислых бактерий, забирая из просвета кишечника кислород. E. Coli входят в состав многих пробиотических препаратов, состоящих из нескольких видов бактерий-симбионтов [6], поэтому при изучении влияния отдельных компонентов пищи на кишечную микрофлору в качестве модели выбирают E. Coli . Мы использовали методику, по которой изучалось влияние модифицированных и резистентных крахмалов [7].

Культуру E. Coli инкубировали в мясопектинном бульоне (МПБ) в присутствии растворов пектина разной концентрации. Интенсивность роста ∆D определяли как разность между конечным (D к ) и начальным (D н ) значениями оптической плотности в каждом варианте опыта.

Результаты исследования . Учитывая, что пектины могут быть стимуляторами и ингибиторами роста разных видов кишечной микрофлоры [8], на первом этапе исследовали влияние разных концентраций пектина на рост E. Coli . Результаты представлены в таблице. До начала инкубации оптическая плотность (D н ) во всех пробирках равна 0,04.

Влияние пектина на рост E. Coli M17

* P≤0,05 по отношению к другим вариантам.

Как следует из данных таблицы, низкая концентрация пектина не оказывает влияния на рост культуры, а 2%-й раствор ингибирует рост. Оптимальной оказалась 1% концентрация пектина, которую использовали для ферментации. В нативном и ферментированном пектинах определяли «медное число», которое соответственно оказалось равным 5,7г/100г и 7,8г/100г. Ферментированный 1% раствор пектина оказался хорошим стимулятором роста клеток, интенсивность прироста ∆D=1,33 против 0,78 для нативного пектина. Увеличение прироста клеток согласуется со значениями «медных чисел».

Таким образом, установлено, что при увеличении свободных альдегидных групп в полиуронидной цепи пектина морковной ботвы при заданных условиях ферментации в 1,37 раза прирост клеток E. Coli увеличился в 1,7 раза, что свидетельствует об усилении пребиотического эффекта деполимеризованного пектина.