Журнал: Виклик їжі в майбутньому

Дизайн нових продуктів із здоровими властивостями: значення мікробіома

Втрата біорізноманіття в мікробіоти кишечника пов’язана з незбалансованою мікробіотою і, отже, з різними проблемами зі здоров’ям шлунково-кишкового тракту, які можуть поширюватися на проблеми зі здоров’ям людини. Крім того, існують різні фактори навколишнього середовища, які можуть дисбалансувати нашу мікробіоти.

  • Монтсеррат Ріверо
  • Кафедра фундаментальних досліджень. Лабораторії Ордеси. Науковий парк Барселони.
  • Марія Родрігес-Пальмеро
  • Кафедра фундаментальних досліджень. Лабораторії Ордеси. Науковий парк Барселони.
  • Хосе Антоніо Морено Муньос *
  • Кафедра фундаментальних досліджень. Лабораторії Ордеси. Науковий парк Барселони. * Автор-кореспондент: [email protected]

ВСТУП

Між 60-70% людської мікробіоти не піддається обробці, що ускладнює її вивчення класичними методами мікробіології. Застосування різних незалежних методів молекулярної культури, таких як: DGGE (денатураційний електрофорез у градієнті-гелі), TGGE (електрофорез у градієнті з тимчасовою температурою), серед іншого, і нещодавно використання різних технологій секвенування наступного покоління, застосованих до філогенетичних досліджень, заснованих на 16S секвенування рДНК або метагеномічні дослідження, вони дозволили нам почати поглиблювати вивчення біорізноманіття мікробіоти людини і виявити всюдисущу колонізаційну здатність мікроорганізмів в організмі людини та її взаємозв'язок з нашим здоров'ям.

Як і проект генома людини, до вивчення мікробіому людини підходили шляхом створення великих дослідницьких консорціумів, в яких об’єднуються різні міжнародні дослідницькі центри, варто виділити європейський проект MetaHIT, Американський проект людського мікробіома та нещодавно Міжнародний Консорціум людських мікробіомів, що включає центри в різних країнах планети.

Дослідження, проведені в мікробіоти шлунково-кишкового тракту людини, на розробку нових продуктів у харчовій галузі є практично прямим, оскільки шлунково-кишкова мікробіота та дієта тісно взаємопов’язані. Можливо модулювати мікробіоти людини шляхом введення пробіотиків (живих мікроорганізмів, які при введенні в достатній кількості приносять користь здоров’ю господаря) та/або пребіотиків (харчові інгредієнти, які при селективному бродінні спричиняють специфічні зміни в організмі). склад та/або активність мікробіоти. шлунково-кишковий тракт, що приносить користь здоров’ю людини), спільне введення пробіотиків та пребіотиків називається симбіотичним.

нових

ДИСБІОЗ І ПАТОГЕНЕЗ

Шлунково-кишкова екосистема складається з мікробіоти кишечника та всіх факторів зовнішнього середовища, які її модулюють. Наявність збалансованої мікробіоти є синонімом здорового шлунково-кишкового тракту і, відповідно, здорового стану для всієї людини. Втрата біорізноманіття в мікробіоти кишечника пов’язана з незбалансованою мікробіотою і, отже, з проблемами здоров’я шлунково-кишкового тракту, які можуть поширюватися на проблеми зі здоров’ям людини. Фактори навколишнього середовища, які можуть дисбалансувати нашу шлунково-кишкову мікробіоту, різноманітні, такі як; дієта та харчові звички, фармакотерапія (споживання антибіотиків), вік людини, стрес, наявність екзогенних бактерій (інфекцій), імунна відповідь людини, кімнатна температура, перистальтика, зміна рН, наявність солей жовчі та рак серед інших.

Коли виникає дисбаланс шлунково-кишкової мікробіоти, відбувається те, що називається дисбіозом, зміною взаємовідносин загальних мікробних популяцій у нашому шлунково-кишковому тракті. Дисбіоз шлунково-кишкової мікробіоти часто асоціюється з патологією. Дисбіоз відіграє фундаментальну роль у розвитку захворювань, пов’язаних з дієтою, які широко поширені в західних суспільствах, будь то на місцевому рівні шлунково-кишкового тракту (запальні захворювання кишечника; рак прямої кишки; синдром подразненого кишечника) або системних (діабет II типу; атеросклероз та неалкогольна жирова хвороба печінки), визначення яких є характерними бактеріальними родами здорових груп населення порівняно з популяціями з патологією та їх взаємозв'язок з різними режимами харчування є ключовим фактором впливу на здоров'я за допомогою дієти.

Дієта, поживні речовини та мікробіоти

Вплив дієти на мікробіоти протягом усього життя

Різні дослідження показали, що дієта впливає, поряд з іншими генетичними та екологічними факторами, на склад і різноманітність мікробіоти, забезпечуючи поживні речовини, які є модуляторами селективного росту певних видів бактерій. З іншого боку, бактерії генерують енергію та метаболіти, які можуть бути використані господарем, будь то синтетичні сполуки (вітаміни чи амінокислоти), або перетворюючи речовини, які не безпосередньо засвоюються організмом, у сполуки, які засвоюються.

Метаболічні функції мікробіоти кишечника на поживні речовини в раціоні

Бактерії, що входять до складу мікробіоти кишечника, мають дуже важливу метаболічну активність, забезпечуючи комплементарні ферментативні системи до систем людського організму, які еволюціонували з метою оптимального використання поживних речовин у раціоні для їх росту та розвитку.

Багато поживних речовин, які не засвоюються організмом, надходять цілими в дистальні відділи тонкої кишки і товстого кишечника, де вони взаємодіють з мікробіотою кишечника. Бактерії використовують ці сполуки як джерело енергії та поживних речовин завдяки власним ферментам, деякі з них відрізняються від людських. Таким чином, результат мікробного метаболізму може призвести до: i) поліпшення біодоступності поживних речовин, ii) деградації сполук, непридатних для використання людиною, iii) внеску нових поживних речовин або iv) елімінації шкідливих сполук або антиелементи.

Регуляція ентероендокринної функції

При бродінні волокон в дистальній частині кишечника утворюються коротколанцюгові жирні кислоти (SCFA), які не тільки передбачають додаткове надходження енергії з раціону, але і виконують важливі сигнальні функції в кишечнику через різні рецептори, пов'язані з G білками., такі як рецептор вільних жирних кислот FFAR2 (раніше GPR43) та FFAR3 (раніше GPR41), що здійснюють контроль над аноректичними гормонами, такими як пептид YY та GLP-1 (глюкагоноподібний пептид 1), які мають значну дію на контроль апетиту та насичення.

Модулятори мікробіоти кишечника

Модуляція складу кишкової мікробіоти з використанням пробіотиків, пребіотиків або симбіотиків (їх поєднання) за допомогою дієти є прекрасною можливістю пропагувати отримані від неї функціональні властивості на користь господаря, будь то в профілактичних чи терапевтичних цілях. У таблиці 2 ми знаходимо деякі найбільш використовувані пробіотичні види в їжі.

В даний час пробіотикам приписують велику кількість корисних впливів на здоров'я, серед яких зменшення шлунково-кишкових та урогенітальних інфекцій, модуляція імунної відповіді, профілактика та лікування діареї, пов'язаної із застосуванням антибіотиків, регулювання кишкового транзиту, поліпшення травлення функція та самопочуття, краща переносимість лактози тощо.

Найкраще вивчені як пребіотики речовини - це олігосахариди та глікокон’югати жіночого молока та оліго та полісахариди рослинного походження. У харчових продуктах найбільше використовуються фруктани, тобто полісахарид інуліну або фрукто-олігосахариди (ФОС), отримані з різних культур, таких як цикорій або блакитна агава або отримані синтетичним шляхом із сахарози, та галактоолігосахариди (ГСН), виділені з молока. Було показано, що його введення може змінити склад мікробіоти і, в деяких випадках, її потенційний сприятливий вплив на харчування, наприклад, модуляція імунної системи, поліпшення всмоктування мінеральних речовин і зниження рівня холестерину в сироватці крові.

Деякі з досліджуваних сполук - це лактулоза, стійкі олігосахариди та декстрини, полісахариди, такі як полідекстроза, арабіноксилани та стійкі крохмалі, а також деякі поліоли, такі як лактитол та ізомальтулоза. Багато сучасних пребіотиків та пребіотиків підпадають під харчові та регулятивні визначення харчових волокон і позначаються як поживні речовини цієї категорії.

Також було показано, що поліфеноли впливають на склад кишкової мікробіоти, як це відбувається у випадку з поліфенолами в червоному вині, інші поліфеноли пригнічують ріст патогенних мікроорганізмів, таких як зелений чай і чай.

ПРОЕКТУВАННЯ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ

Різні технології дозволили включати пробіотики до нових дизайнерських продуктів харчування, особливо дбаючи про виживання штамів у продуктах, щоб забезпечити їх життєздатність, а разом з цим і ефективність та ефективність.

Пробіотики повинні відповідати ряду технологічних вимог, щоб бути придатними для використання на промисловому рівні, такими як вирощування у великих масштабах, генетично стабільне, життєздатність у певній харчовій матриці та безпека (в Європі вони мають статус QPS, кваліфікована презумпція безпеки).

Ферментовані молочні продукти першими включили пробіотики та їх штами і є найбільш відомими та вивченими. Однак в даний час багато компаній також розробляють нові продукти харчування, виготовлені з неферментованих молочних продуктів або інших немолочних продуктів, що включають донині невідомі штами з інноваційними текстурами та презентаціями, хоча кисломолочна група все ще є найбільшою з огляду на велике споживання форми традиційний.

Понад сотня великих і малих компаній розширили ці пропозиції молочних продуктів, які вважаються і приймаються всім населенням як корисні на травному рівні, які включають нові лактобактерії та нові біфідобактерії, добре ідентифіковані та запатентовані в більшості випадків компаніями. і запропонував їх ринку.

Важливою частиною, яку сьогодні споживач високо цінує, є велика різноманітність форм презентацій, які ми можемо знайти на ринку, маючи можливість вибирати відповідно до віку та можливостей споживача, вибираючи найбільш практичні відповідно до доз, які як видно на малюнку 2.

Існують харчові та дизайнерські товари у вигляді батончиків із злаками, печиво, масло, фрукти та фруктові соки з молоком, морозивом, жувальною гумкою, м’ясом та сиром.

Найціннішими є конструкції, в яких використовуються суміші мікроорганізмів від 4 до 32 штамів, діяльність та властивості яких додаються або доповнюються, даючи високоякісні продукти з різними ароматами, фактурами та застосуваннями, для яких вони призначені.

Ці суміші досі в основному є Lactobacillus, Bifidobacterium, Lactococcus, Bacillus, Streptococcus або Saccharomyces.

Серед добавок та/або дієтичних добавок ми знаходимо на ринку капсули, жувальні таблетки, рідкі форми у флаконах, банках, цеглі та пакетиках. Дозування зазвичай становить від 10 7 до 10 9 КУО/г, а їх збереження - від 2 до 8 ° С. Після відкриття контейнерів рекомендується завжди зберігати в холодильнику, щоб зберегти життєздатність.

Значне поліпшення можна спостерігати в дитячому молоці. Суміші для немовлят для здорових дітей, а також їх спеціальні суміші, включали пробіотики як диференціюючий інгредієнт у переважній більшості і високо цінувались після того, як Європейський Союз та ESPGHAN дозволили їх включити. Основні європейські та світові компанії включили різні пробіотики у свої дитячі суміші зі своїми штамами, що відрізняє їх від конкурентів.

Розчини для пероральної регідратації, які зазвичай застосовуються після епізодів діареї з різних причин, включають пробіотики у свої формули для швидшого та більш ефективного відновлення пошкоджених мікробітів кишечника.

Більшість пробіотиків дуже чутливі до температури, тому як при їх включенні в їжу або продукти, так і при споживанні бажано робити це при кімнатній температурі і ніколи не гарячим.

Дуже інноваційні конструкції розробляються у продуктах для урогенітального використання, які діють шляхом колонізації вагінального епітелію і завдяки його метаболітам знижують його рН. Це відновлення кислотності піхви разом з утворенням антимікробних сполук іноді запобігає розмноженню дріжджів та бактерій, які викликають найпоширеніші вагінальні інфекції.

ВИСНОВОК

Мікробіота, і досі маловідома, безсумнівно, має велике значення для здоров’я людини.

Життєздатність та потенціал сектору пробіотиків незаперечні.

Сьогодні технологічні досягнення дозволили помножити кількість продуктів харчування та продуктів, що містять пробіотики, і сьогодні багато досліджень спрямовано на пошук, ідентифікацію та оцінку нових штамів пробіотиків для додавання до нових продуктів харчування та дизайнерських продуктів з високою доданою вартістю, що високо цінуються і вимагається європейським та світовим споживачем.

ЧИТАТИ БІЛЬШЕ

Генеральна рада офіційних асоціацій фармацевтів. "Каталог парафармації 2015-2016".

Флінт Х.Дж., Скотт К.П., Луїс П., Дункан Ш. Роль мікробіоти кишечника в харчуванні та здоров’ї. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2012 вересня 4; 9 (10): 577-89.

Консорціум проекту «Мікробіом людини». Будова, функції та різноманітність здорового мікробіома людини. Природа 2012. 486: 207–214.

Рамос-Корменцана А, Монтеоліва М, Надес Ф. "Пробіотики та здоров'я". Редакція Діаса де Сантоса.

Voreades N, Kozil A, Weir TL. Дієта та розвиток мікробіому кишечника людини. Передній мікробіол. 22 вересня 2014 р .; 5: 494.

Yee Kwan C, Mehbrod Estaki M, Gibson DL. Клінічні наслідки дисбіозу, спричиненого дієтою. Ann Nutr Metab 2013; 63 (доповнення): 28-40.