Autor: dipl. ing. Jelena Šarović
Mentor: prof. dr Spasenija Milanović
.

.

1. Uvod

Konzumiranje fermentisanih mliječnih proizvoda datira još iz praistorije. Ostala je sačuvana zabilješka rimskog istoričara Piliusa iz 76. godine prije nove ere koji preporučuje konzumiranje fermentiranih mlijeka za liječenje probavnih poremećaja.

Od davnine je najproučavaniji fermentisani napitak jogurt koji postaje popularan krajem 19. i početkom 20. vijeka. Njegova se popularnost djelomično može objasniti otkrićima o blagotvornom djelovanju bakterija mliječne kiseline na očuvanje zdravlja čovjeka.

Fermentisani mliječni proizvodi, a posebno jogurt, veoma su popularni ne samo zbog terapeutskih svojstava nego i zbog karakteristične arome, ukusa, izgleda i konzistencije.

Jogurt se proizvodi kontrolisanom fermentacijom jogurtnih kultura. Jogurtna kultura sadrži dvije bakterije mliječne kiseline i to Streptococcus thermophilus i Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus. Te dvije kulture rastu u simbiozi.

Jogurtnoj kulturi se mogu dodati probiotičke bakterije koje poboljšavaju terapijska svojstva jogurta.

Na tržištu su trenutno potrošačima dostupni brojni različiti probiotički mliječni proizvodi: pasterizovano mlijeko, sirevi, sladoledi i fermentisana mlijeka.

Prema definiciji Evropskog ekspertskog odbora (European Expert Committee) probiotici su: „Živi mikroorganizmi koji, konzumirani u određenom broju (najmanje 109 CFU po danu), uzrokuju zdravstveni boljitak iznad granica normalne prehrane“.

Probiotički mikroorganizmi moraju podnositi djelovanje želučane kiseline i žučnih soli u probavnom sistemu ljudi za razliku od „tradicionalnih“ mliječnih starter kultura i potom kolonizovati debelo crijevo.
.

2. Novi proizvodi sa probiotskim kulturama

Bakterije mliječne kiseline su dodaci hrani poznati već nekoliko hiljada godina. Međutim, saznanja i dokazi o njihovoj koristi u ishrani su plod modernih istraživanja na polju prevencije i liječenja hroničnih i masovnih oboljenja. Potenciranje efekata probiotika se postiže uvođenjem prebiotika – dijetnih vlakana koja omogućavaju rast saprofitne flore u crijevima, pospješuju motilitet, redukuju proizvodnju nitrozamina, apsorbuju holesterol itd. Razvoj novih probiotskih kultura se kreće u pravcu selektivnog djelovanja u fiziološkim uslovima, a metodom genetskog inženjerstva će biti moguće potencirati određena svojstva probiotika ili pak ukloniti neka već postojeća. Zakonski propisi u domenu proizvodnje i primjene probiotika zasnovana su na ispitivanjima sigurnosti primjene istih i potencijalnim efektima koji se očekuju od primjene proizvoda sa ovim sojevima [1].

Probioticima su najprije nazvani suplementi hrane koji sadrže žive mikroorganizme koji povoljno utiču na domaćina popravljajući ravnotežu u intestinalnom traktu. Ova definicija je proširena i danas obuhvata svaku mono-ili mješanu kulturu mikroorganizama koji povoljno utiču na mikrofloru domaćina,a bakterije mliječne kiseline su tradicionalno osnovne komponente probiotika. Ove kulture mogu biti živim ili inaktiviranim kulturama, ili čak metabolitima mikroorganizama koji poboljšavaju mikrobnu ili enzimsku ravnotežu na sluzokoži organa za varenje ili mjenjaju imunogene sposobnosti organizma. Probiotici se danas koriste u različitim granama industrije hrane (u proizvodnji mlijeka i mliječnih proizvoda, sokova, namaza po tipu margarina sa ili bez mliječnih sastojaka). Postoje i aditivi koji utiču na povećanje broja probiotskih kultura ili autohtone mikroflore crijeva kao što su npr. Bifidobakterije u debelom crijevu.Ovi aditivi ubrzavaju pokrete u crijevima, stvaraju obilniju stolicu, imaju balstni efekat, najčešće su iz grupe dijetalnih vlakana, a nazivaju se prebioticima. U modernoj industriji hrane su od prebiotika u upotrebi inulin, oligofruktoza, riboza, tagatoza, pektin, cerealije, gume itd.Ako neki proizvod sadrži oba elementa, i probiotik (jednu ili više probiotskih kultura) i prebiotik govorimo o sinbiotskom sistemu [1].

Novi proizvodi sa probiotskim svojstvima predstavljaju kvalitativan pomak od uobičajnih proizvoda i pozicioniraju se na pola puta od hrane ka lijeku. Zato ih danas popularno nazivaju nutriceuticals. Ova vrsta proizvoda pripada kategoriji funkcinalne hrane – grupi proizvoda namjenjenih očuvanju ili pospješivanju određenih fizioloških funkcija organizma [1].

Ako se posmatra zainteresovanost potencijalnih kupaca za proizvode sa probiotskim svojstvima onda se uočava visoko interesovanje koje se kreće između 29 i 50%, a time i opravdava procjena da je profitabilno ulagati u ovakve proizvode [1].

Tabela 1. Zainteresovanost kupaca za različite proizvode ili konstituente

Hrana koja podstiče imuni sistem	50%
Hrana koja smanjuje rizik za različite bolesti	48%
Hrana koja pospješuje zdravlje	47%
Aktivne kulture u jogurtu	29%

Na osnovu ovih pdataka razvio se širok asortiman proizvoda sa probiotskim kulturama(Tabela 2.), čija popularnost raste, a pozicioniranje ovih proizvoda se zasniva na povećanoj svjesti ljudi o zdrastvenom značaju hrane, kao i o mogućem preventivnom efektu pojedinih vrsta hrane na nastanak i tok hroničnih masovnih oboljenja. Pored uobičajnih proizvoda sa sadržajem bakteriskih ćelija od 10⁶-10⁷ po ml proizvoda, uvode se i novi proizvodi sa znatno većom koncentracijom bakteriskih ćelija i po nekoliko milijardi ćelija u ml. Ovi proizvodi se pozicioniraju kao lijek za određene gastrointestinalne poremećaje, ili kao moćan imunološki stimulans [1].

Tabela 2. Novi probiotski set jogurt proizvodi u Evropi

Proizvod	Probiotik	Prebiotik
Actimel jogurt Danone Nem.	L. casei immunitas
Bi Ac Molkerei Muller Nem.	Bifidus longum 536
BIO sa aktivnim Caseiem(Danone) F	L.casei
LC1 (Nestle) Nem	L.acidophilus La1
SymBalance (Toni Lait) Švajc	L.reuteri, L.acidophilus La5, L.casei 01, Bifidobacterium	Inulin
Vifit (Sudmilch) Nem.	L.casei GG	Oligofructosa
ABC Ferment (Sobbecke) Nem.	L.acidophilus, Bifidobacterium, L.casei	Inulin
LA-7 plus (Bauer) Nem. Vita (Tuffi) Nem.	L.acidophilus, B.Bifidum, L.acidophilus LA-H3, B.Bifidum LB-H1, L.casei LC-H2	Oligofructosa
Fysiq yoghurt (Campina Melkunie= Mona) Hol.	L.acidophilus Gilliand	Inulin

Probiotske kulture se koriste i za proizvodnju sireva i to svježih, ali i tvrdih po tipu Gaude i Mazdama [1].
.

3. Stabilnost probiotika u mliječnim proizvodima

Na stabilnost probiotskih kultura u proizvodu utiču temperatura i vlažnost za vrijeme skladištenja ili za vrijeme izlaganja u prodaji kao i kiselost nekih proizvoda. Ovo je posebno značajno kada se upotrebljavaju bakterije mliječne kiseline porijeklom iz crijeva ljudi i neke Bifidobakterije. U proizvodima sličnim jogurtu, kao i u drinking jogurtu probiotske kulture su osjetljive na acidifikaciju uzrokovanu prisutnim tradicionalnim jogurtnim kulturama S.termophilus-a i često i L.bulgaricus-a [1].

Kada je u pitanju L.acidophilus temperatura na kojoj stoji proizvod ne bi smjela biti viša od 10-12⁰C, a na povoljnoj temperaturi pad broja živih bakteriskih kultura je optimalan i omogućava ispoljavanje probiotske aktivnosti za sve vrijeme predviđenog trajanja proizvoda [1].
.

4. Sigurnost proizvoda sa probiotskim kulturama

Iako su bakterije mliječne kiseline već dugo vremena u upotrebi postoji relativno mali broj sojeva koji imaju validnu potvrdu svoje probiotske aktivnosti. Potvrda se vrši kroz čitav niz in vitro eksperimenata kojima se jasno definišu efekti probiotske kulture. Zatim se ispituje sigurnost kulture i eventualni rizici od njene upotrebe (rizici na životnu sredinu, labaratoriske životinje, humane ćelije, životinjske vrste slične po svom ćeliskom metabolizmu ljudskim ćelijama), a onda se tek pristupa kliničkom istraživanju [1].

Posle višegodišnjeg istraživanja eksperti u Evropi su došli do saznanja da dugotrajna industriska primjena sojeva bakterija mliječne kiseline ne predstavlja ekološku opasnost, niti ima negativnih efekata na zdrastveno stanje potrošača. Jedini problem predstavlja upotreba bakterija iz roda Enteroccocus i za njih postoje posebna ograničenja [1].

Novost predstavljaju i genetski modifikovane kulture kod kojih je moguće spram potreba određenog podneblja kreirati probiotik specifičnih svojstava sa tačno određenim indikacionim područjem . Za sada postoji mali broj genetski modifikovanih kultura koje su dobile dozvolu za ugradnju u redovnu proizvodnju, a posebno oštri zakoni iz ovog domena postoje u okviru Evropske unije [1].
.

5. Probiotički kiselomliječni napici

Značaj proizvoda, koji u sebi sadrže bakterije mliječne kiseline (BMK) – probiotike, je razlog što je ovih prizvoda sve više na tržištu. S druge strane, sve je veći broj molekularno-bioloških istraživanja BMK i potrage za probioticima. Takvi izolati BMK daju mogućnost konstrukcije novih starter kultura za probiotičke prizvode sa poboljšanim ili novim svojstvima. Već su razvijene a i dalje se razvijaju mogućnosti da se za proizvodnju fermentisanih napitaka koriste probiotici kao starter kulture. Ako se ima u vidu da je genetičko inženjerstvo uveliko uključeno u izučavanje svojstava BMK, sigurno je da će definisanje genoma ovih bakterija otvoriti nove perspektive za dobijanje starter kultura BMK nove generacije. Esperimentalna proizvodnja fermentisanog acidofilnog napitka u obliku jogurta ili kiselog mlijeka,gdje je kao starter kultura korišćen prirodni izolat Lactobacillus acidophilus BGRA 43, urađena je u « Mljekari Zemun», Zemun. Dobijeni prizvod je bio dobrih senzornih svojstava koja se nisu mjenjala u periodu od 17 dana pri čuvanju na +5⁰C [2].

Tradicija korišćenja bakterija mliječne kiseline (BMK) u pripremi fermentisane hrane je izuzetno duga. Postoje zapisi da je čovjek od svoje najranije aktivnosti koristio prirodno fermentisane proizvode, svakako neznajući da su BMK prirodnog ambijenta, koji ga okružuje u najvećem broju slučajeva odgovorne za nastajanje fermentisanih proizvoda. Tradicionalna manufaktura fermentisanih proizvoda se dan danas zadržala u nekim djelovima svijeta uključujući i Srbiju. Međutim, u poslednjih desetak godna, sve se više radi na konstrukciji starter kultura za dobijanje probiotičkih proizvoda, a što je posledica izučavanja BMK na molekularno-genetičkom nivou. Danas se smatra neoštećen intestinalni epitel, koji je nastanjen, optimalnom mikroflorom predstavlja veoma važnu barijeru za patogene mikroorganizme, antigene i opasne materije koje se mogu naći u lumenu crijeva. Uloga probiotičkih proizvoda bi bila da stimulišu održavanje ravnoteže mikroflore u digestivnom traktu, što je njihova prevashodna uloga [2].

Prilagođavanje standardnih tehnologija za prozvodnju kiselomliječnih napitaka ili razvoj novih tehnoloških linija za dobijanje probiotičkih proizvoda, zavisiće od fizioloških zahtjeva BMK koje se budu koristile kao probiotici. Poznato je, danas, da se neki od tipova sojeva Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, kao i Bifidobacterijum spp već koriste za dobijanje probiotičkih proizvoda.Uključivanje sojeva bifidobakterija u starter kulture ima sve više značaja, s obzirom da su različite vrste soja Bifidobacterijum najbrojnije u digestivnom traktu čovjeka. U poslednje vrijeme se sve veći broj fermentisanih proizvoda, koji sadrže žive BMK humanog porijekla pojavljuju na tržištu za mliječne proizvode sa BMK, koje imaju direktnog uticaja na zdravlje ljudi.Mlijeko fermentisano pomoću sojeva Lactobacillus acidophilus prisutno je na svjetskom tržištu već više godina. Šta više, različiti sojevi Lactobacillus acidophilus se koriste za dobijanje mliječnih proizvoda, kao što su acidofilni jogurt ili slatko acidofilno mlijeko. Nutritivna kao i tarapeutska vrijednost mliječnih proizvoda koji sadrže žive forme Lactobacillus acidophilus su predmet istraživanja već dvije dekade. Međutim, razvoj palete mliječnih proizvoda baziranih na Lactobacillus acidophilus može imati problema [2].

Glavne poteškoće su vezane za spor rast većine Lactobacillus acidophilus u mlijeku, pogotovu bez dodataka stimulatora rasta, kao i održavanje vijabilnosti bakterija tokom skladištenja do finalne upotrebe, relativno visoke kiselosti i veoma često usled neprihvatljivog mirisa ili konzistencije proizvoda. S druge strane, fermentisani napitak YAKULAT je napravljen korišćenjem Lactobacillus casei Shirota kao starter kulturom. Pokazano je da su i jedna i druga vrsta laktobacila probiotici [2].
.

6. Proizvodnja funkcionalne hrane bazirane na probioticima

Značaj proizvoda, koji u sebi sadrže probiotike (bakterije mliječne kiseline-BMK), za održavanje dobrog zdrastvenog statusa je uticao na razvoj tehnologije za proizvodnju funkcionalne hrane. Zapravo, funkcionalna hrana je hrana koja podiže zdrastveni nivo ljudi iznad granica koje se obezbjeđuju normalnom ishranom [3].

Stoga se i tržište takve hrane svake godine obogaćuje i širi. Već su razvijene a i dalje se intenzivno razvijaju mogućnosti da se za proizvodnju fermentisanih napitaka i sira koriste probiotici kao starter kulture. Sve veća mogućnost genetičkih manipulacija bakterijama mliječne kiseline (BMK), otvara nove pristupe konstrukcija nove generacije starter kultura. Razvoj sistema za kloniranje gena BMK i kompletnu analizu njihove regulacije, korišćenjem genetičkog inženjerstva, daje osnovu za konstrukciju BMK koje će omogućiti unos biološki važnih molekula od strane ljudi i životinja. Stoga nije nerealno očekivati, na primjer, da će se koristiti kao starter kulture za proizvodnju jogurta. Na taj način bi se unošenjem jogurta u organizam uvećvao imuni odgovor ljudi i životinja [3].
.

7. Bakterije mliječne kiseline

Bakterije mliječne kiseline (BMK) koje uključuju rodove Lactococcus, Lactobacillus, Leuconostoc, Streptococcus i Pediococcus su izuzetno značajne i koriste se vjekovima u pripremi fermentisane hrane za ljude i životinje.

Ove bakterije se široko upotrebljavaju u industriji hrane i poljoprivredi. Proizvodi koji se baziraju na korišćenju BMK su kiselo-mliječni napici, sirevi, vina, različite fermentisane prerađevine (kobasice, salame), ukišeljeno povrće (krastavci, luk, kupus), kao i kvalitetna silaža za ishranu životinja. BMK imaju veliki uticaj na kvalitet i nutritivnu vrijednost navedenih proizvoda, jer doprinose razvoju ukusa, mirisa i izgleda proizvoda, kao i dužini trajanja proizvoda [3].

Veoma je važno istaći da se BMK tretiraju kao GRAS (engleski: Generally Regarded As a Safe ) organizmi, odnosno kao veoma bezbjedni mikroorganizmi po čovjeka i životinje, jer nije zabilježen slučaj da su BMK izazvale neko oboljenje. Stoga je izuzetno važno razviti efikasnu genetičku manipulaciju BMK korišćenjem genetičkog inženjerstva. Nije ni čudo da su u poslednjih deset godina istraživanja na molekularnoj genetici BMK doživjela značajnu ekspanziju. Pored toga, neke od BMK su stalni stanovnici gastro-intestinalnog trakta (GIT) čovjeka i ostakih sisara. U intestinalnoj populaciji BMK najčešće se mogu naći Lactobacillus acidophilus i Lactobacillus reuteri. GIT čovjeka (od usne duplje do anusa) je kompleksan sistem kako sa anatomskog tako i sa funkcionalnog stanovišta. U poređenju sa ukupnom površinom kože čovjeka prosječne visine (iznosi 2m²), GIT je mnogo veća površina koja se nalazi izložena uticajima spoljne sredine. S obzirom na svoju specifičnu strukturu izračunato je da ukupna površina GIT iznosi 150-200 m², što je izuzetna površina koja omogućava pravilan proces prerade unešene hrane (varenje), ali i prostor sa različitim ekološkim nišama za kolonizaciju mikroorganizama. Izračunato je da GIT odraslog čovjeka ima 10¹⁴ živih bakterija, što je 10 puta više nego ukupan broj ćelija svih tkiva čovjekovog tjela. Neoštećen intestinalni epitel sa optimalnom mikroflorom predstavlja veoma važnu barijeru za patogene mikroorganizme, antigene i opasne materije koje se mogu naći u lumenu crijeva [3].
.

8. Probiotici, prebiotici i simbiotici

Neki od sojeva BMK su probiotici, tj. posjeduju tzv. probiotičke karakteristike, odnosno pokazano je da mogu imati značajnog efekta na zdravlje čovjeka. Probiotici su mono ili mješane kulture živih mikroorganizama, koje kada se koriste od strane čovjeka ili životinja, imaju povoljno djelovanje na domaćina poboljšavajući osobine postojeće mikroflore. U poslednje vrijeme se sve veći broj fermentisanih proizvoda, koji sadrže BMK humanog porijekla se pojavljuje na tržištu. Sve je veći interes za mliječne proizvode koji sadrže BMK koje imaju direktnog uticaja na zdravlje ljudi. Efekti na zdravlje ljudi koje BMK ispoljavaju odnose se na njihovo učešće u kontroli i tretmanu crijevnih infekcija izazvanih enteropatogenim agensima ili infekcija urogenitalnog trakta, smanjivaju vjerovatnoću nastanka tumora ili raka kolona, oboljenja srčanih krvnih sudova ili smanjivanju nivoa serumskog holesterola i stimulaciji imunog odgovora ili stimulaciji peristaltike crijeva. Već postoje pouzdani klinički podaci za neke sojeve Lactobacillus acidophilus da su probiotici. Imajući u vidu sve ove moguće probiotičke efekte BMK, svakim danom sve više i više raste interes za dobijanje mliječnih proizvoda čija će proizvodnja bazirati se na BMK sa karakteristikama koje doprinose poboljšanju zdravlja čovjeka. Ovakvi proizvodi se jednim imenom zovu «funkcionalna hrana» Zapravo, funkcionalna hrana je hrana koja podiže zdrastveni nivo ljudi iznad granica koje su obezbjeđene normalnom ishranom [3].

Strategija razvoja funkcionalne hrane bazra se i na pripremi specifičnih prebiotika i /ili simbiotika. Prebiotici su sastojci hrane ili pripremljeni proizvodi koji su nesvarljivi (na primjer, oligosaharidi), ali koji se mogu fermentisati u tankom ili debelom crijevu selektivno, tj. od strane djela već prisutnih mikroorganizama za koje se predpostavlja da imaju probiotička svojstva. Ovakvi sastojci hrane ili preparati nemaju efekta na stimulaciju drugih bakterija, tako da probiotički mikroorganizmi postaju predominantna populacija. Tako su oligosaharidi fruktoze sposobni da stimulišu u tankom i debelom crijevu rast bifidobakterija za koje se smatra da imaju probiotička svojstva. Pored oligosaharida fruktoze i preparati galaktooligosaharida imaju prebiotički efekat. Prebiotici na ovaj način omogućavaju da se prevaziđe problem unošenja probiotika u organizam čovjeka ili životinje. Simbiotici predstavljaju kombinaciju probiotika i prebiotika. U ovom slučaju se selektirani probiotički mikroorganizmi primjenjuju u smesi sa supstratom visoko specifičnim za njihov rast [3].

Stoga je kombinacija probiotika, prebiotika i simbiotika u proizvodnji funkcionalne hrane visoko interesantan poduhvat, kako sa naučnog tako i sa ekonomskog aspekta [3].

GIT zdravog čovjeka posjeduje kompleksnu mikrofloru koja čini specifičan ekosistem koji doprinosi zdravlju čovjeka. Taj doprinos se ogleda u pravilnoj , kontrolisanoj ishrani organizma, održavanju imunološkog statusa, kao i inhibiciji razvoja patogena. Stoga se može zaključiti da je balansirana, normalna mikroflora sama po sebi s probiotskim svojstvima što ima značaja u očuvanju zdrastvenog stanja čovjeka [3].

Značajni parametri za selekciju efikasnih probiotičkih mikroorganizama [3]:

1) njihova otpornost na kiselinu (problem prolaska kroz želudac),
2) njihova otpornost na žučne soli (problem prolaska kroz duodenum),
3) sposobnost adhezije za ćelije epitela tankog crijeva (jejunuma i ileuma) ili debelog crijeva,
4) sposobnost proizvodnje antimikrobnih faktora,
5) sposobnost stimulacije mukoznog imunog sistema sa ili bez stimulacije sistematskog imuniteta,
6) efikasnost preživljavanja u GIT nakon unošenja,
7) dužina boravka i stepen kolonizacije GIT, itd [3].
.

9. Značaj prirodnih izolata

Glavna pažnja u dosadašnjim molekularno genetičkim istraživanjima BMK bila je usmjerena na izučavanje sojeva koji se rutinski koriste u već postojećim industriskim procesima, specijalno sojeva Lactococcus. Malo je pažnje bilo poklonjeno izučavanju BMK porijeklom iz prirodnih izvora. Samim tim i potencijalni spektar probiotika, od onih koji se danas već koriste, mora biti veći. Neke analize prirodnih izolata su pokazale da su svojstva proizvodnje bakteriocina, proteinaza ili egzopolisaharida prisutne u njima.Sve ove karakteristike govore da BMK izolovane iz fermentisanih napitaka ili sira proizvedenih u domaćoj radinosti na tradicionalan način, mogu bti izvor novih karakteristika interesantnih za konstrukciju starter kultura koje bi garantovale dobijanje autohtonog porijekla. Izolacija novih probiotika iz kolekcije prirodnih izolata je veliki izazov [3].

Sve je više istraživanja koja imaju za cilj što preciznije definisanje novih probiotika humanog ili životinjskog porjekla, s osnovnom idejom da se konstruišu nove starter kulture za dobijanje novih probiotičkih proizvoda, koji bi imali tačno definisane biološke efekte. Pored selekcije probiotika važnih za pravilno funkcionisanje donjeg digestivnog trakta, sve se više radi i na izolaciji probiotika porijeklom iz usta ili vagine. Ovakvi definisani probiotici bi mogli biti korišćeni čak i kao medikamenti u, na primjer, sprčavanju karijesa [3].
.

10. Industriska primjena probiotika

Sva dosadašnja ispitivanja tržišta pokazuju da postoji jedno permanentno povećanje tražnje proizvoda sa probioticima. Da bi se navedenim povećanim zahtjevima izašlo u susret, paleta proizvoda koji sadrže spomenute mikroorganizme stalno se proširuje. Neosporno je da i dalje najveću pažnju privlače fermentisana mlijeka. U poslednje vrijeme teza da i neki drugi proizvodi mogu da posluže kao nosači probiotika, sve više dobija na aktuelnosti. U tu grupu spadaju razni tipovi sireva, dezerti, sladoled, fermentisani proizvodi na bazi soje itd. Sojevi koji se koriste su humanog porijekla [4].

Broj sojeva koji je našao primjenu je veoma ograničen. O svakom soju postoji veoma solidna medicinska dokumentacija što je jedan od preduslova da se mogu nazvati probioticima. Vodeća zemlja u ovoj oblasti funkcionalne hrane je Japan gdje ima preko 50 proizvoda na bazi mlijeka. Kod fermentacija u industriji mlijeka osnovna uloga startera sastoji se u produkciji organskih kiselina, aromogenih jedinjenja kao i dobijanja odgovarajućih senzornih karakteristika. Kada su u pitanju probiotici, sve navedene karakteristike se ne zanemaruju ali se tržište stavlja na zdrastveni efekat, tako da su i marketinške poruke usmjerene u ovom pravcu. Industriska primjena probiotika zavisi od većeg broja faktora, od koji svaki na svoj način utiče na kvalitet finalnog proizvoda. Ovi faktori obuhvataju specifične karakteristike sojeva, vijabilnost, izbor prebiotika, stabilnost, međusobne interakcije prisutnih sojeva, uslove fermentacije, hemijski sastav supstrata za fermentaciju, finalni pH, % suve materije, raspoloživih hranjivih materija, prisustvo promotora i inhibitora rasta, osmotski pritisak, sadržaj kiseonika, temperaturu inkubacije, veličinu inokuluma, dnevnu dozu, dužinu fermentacije i temperaturu čuvanja. S tim u vezi ostaje i nedovoljno razjašnjeno pitanje koje se odnosi na minimalnu koncentraciju živih ćelija probiotika, da bi tarapeutsko djelovanje moglo da dođe do izražaja [4].
.

11. Faktori koji utiču na aktivnost probiotika

Karakteristike soja

Proizvodnja visokokvalitetne funkcionalne hrane sa pojedinim vrstama laktobacila i bifidobakterija predstavlja veoma složen zadatak za industriju hrane, pogotovo kada se mlijeko koristi kao supstrat za fermentaciju. Ovi mikroorganizmi se karakterišu sporim rastom u mlijeku kao i slabim acidogenim potencijalom što ima za posledicu produženje vremena fermentacije, pri čemu su bifidobakterije izuzetno osjetljive na prisustvo kiseonika i na nizak pH. Bifidobacterijum longum predstavlja izuzetak u ovom slučaju, dok je kod laktobacila ovo svojstvo izraženo u manjem stepenu. Isto tako bifidobakterije u toku fermentacije stvaraju sirćetnu i mliječnu kiselinu u odnosu 3 : 2, što u slučaju pretjeranog rasta može da dovede do ukusa koji podsjeća na sirće, a koji je apsolutno neprihvatljiv za potrošača. Kombinacija sa mezofilnim bakterijama je takođe moguća. Ovim se postiže intenziviranje brzine rasta probiotika, skraćuje vrijeme fermentacije, poboljšanje senzornih osobina kao što su viskozitet, ukus i miris, i istovremeno unapređuju nutritivna svojstva [4].

Karakteristike supstrata za fermentaciju

Mlijeko kao supstrat za fermentaciju podliježe različitim tretmanima iz više razloga, od kojih su najvažniji: dobijanje željenog sastava, izbor odgovarajućih termičkih tretmana kako bi se dobili optimalni uslovi za razviće starter kultura, denaturacija proteina surutke u cilju uklapanja u mrežu kazeina i samim tim poboljšanja viskoznih proizvoda i dearacije supstrata koja omogućava bolje razviće bakterija mliječne kiseline a samim tim i probiotika. S druge strane mogućnost podešavanja suve materije povezana sa povećanjem puferskog kapaciteta sredine, predstavlja stvaranje optimalnih uslova za razviće mikroorganizama, jer im je s jedne strane povećana količina hranjivih sastojaka a sa druge strane im je produžena log faza, čime ćelije startera u produženom vremenskom intervalu ostaju aktivne [4].

Kod proizvodnje voćnog jogurta mlijeku se često dodaju saharoza ili neki od zaslađivača ali je bitno da količina šećera ne pređe 10% s obzirom na moguće povećanje osmotskog pritiska, što se negativno odražava na sam tok fermentacije. Iz tog razloga optimalan sadržaj šećera se postiže dodavanjem 12-18% voća.

Veličina inokuluma

Veličina inokuluma probiotskih bakterija je jedan od ključnih faktora koji doprinosi željenom broju živih ćelija u finalnom proizvodu. Jedno od najjednostavnih i najcjelishodnih rješenja ovog problema jeste primjena koncentrovanih kultura koje predstavljaju veliki napredak u primjeni starter kultura u industriskim fermentacijama a pogotovo u industriji mlijeka. Sa sigurnošću se može konstatovati da je savremena prerada mlijeka nezamisliva bez primjene ovih kultura, koje se isporučuju u liofilizovanom ili smrznutom stanju. Kod proizvodnje fermentisanih napitaka sa intestinalnim bakterijama Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterijum bifidum i Bifidobacterijum longum, Lactobacillus casei, primjena koncentrovanih kultura predstavlja praktično jedino rješenje. S tim u vezi, poznato je da navedene bakterije veoma sporo rastu u mlijeku a da pozitivna svojstva mogu doći do izražaja samo ako broj živih ćelija u proizvodima nije manji od 10⁶. Stoga je sasvim logično da su svrsishodne samo one fermentacije za koje se koriste starteri sa visokim koncentracijama živih ćelija. Kada je u pitanju korišćenje koncentrovanih kultura, jedna veoma važna karakteristika ne smije da se izgubi iz vida, a to je da se sada stvaraju uslovi za nesmetanu upotrebu definisanih kultura koje se sastoje od jednog ili nekoliko sojeva koji su predhodno determinisani [4].

Ostali faktori

Temperatura fermentacije je takođe faktor koji presudno utiče na karakteristike finalnog proizvoda. Poznato je da probiotici imaju za svoj optimum 37⁰C što je i logično jer im je i intestinalni trakt prirodna sredina. S obzirom da se fermentacije obično vrše na 43⁰C, što je optimum za jogurtnu kulturu, primjena nižih temperatura pogoduje produžavanju trajanja fermentacije i doprinosi većim koncentracijama probiotika. Acidogena sposobnost startera u periodu od dobijanja napitaka do konzumiranja istog zavisi od većeg broja faktora kao što su finalni pH ili najniža moguća pH vrijednost, temperature čuvanja kao i sposobnost pojedinih sojeva da sporije produkuju mliječnu kiselinu, pri čemu se i mogući uticaj termosenzitivnosti ne može izgubiti iz vida [4].
.

12. Prebiotici – Značaj i Primjena

Prema definiciji, prebiotik je nesvarljivi sastojak hrane, koji stimuliše određene mikroorganizme kolona, koji imaju povoljan zdrastveni efekat. Bilo koji sastojak hrane koji ne podliježe digestiji u tankom crijevu može da posluži kao podloga za razviće intestinalne mikroflore, odnosno može biti u grupi prebiotika. U stvari koncept prebiotika je posledica saznanja da inulin i fruktooligosaharidi (FOS) selektivno stimulišu rast bifidobakterija u debelom crijevu. Da bi sastojak bio označen kao prebiotik potrebno je da posjeduje sledeće karakteristike [5]:

• ne smije biti hidrolizovan niti apsorbovan u gornjem dijelu gastrointestinalnog trakta,
• mora biti selektivna sredina za određenu grupu korisnih mikroorganizama kolona,
• mora da dovede do izmjene sastava mikroflore kolona u pravcu povećanja broja saharolitičkih mikroorganizama i smanjenja broja truležnih vrsta i
• mora imati pozitivan efekat na zdravlje domaćina [5].

Laktuloza

Laktuloza kao galakto-oligosaharid dobija se iz laktoze i predstavlja oligosaharid koji se proizvodi u najvećim količinama. Ovaj disaharid nije prisutan u mlijeku, ali se dobija u malim količinama kada se mlijeko zagrijava. Najveća primjena je u farmaceutskoj industriji, gdje se koristi kao laksativ. Rezultati su pokazali da nakon 4 nedelje uzimanja laktuloze od strane 36 pacijenata dolazi do značajnog povećanja sojeva iz rodova Bifidobacterijum, Lactobacilus i Streptococcus a smanjena iz rodova Bacteroides, Clostridium, Enterobacterium i koliformnih bakterija [5].
Laktuloza svakako posjeduje karakteristike koje mogu da je svrstavaju u grupu prebiotika [5].

Fruktooligosaharidi

Ova grupa oligosaharida i po bifidogenom djelovanju i po ekonomskim pokazateljima spada u najznačajnije. Fruktooligosaharidi se prizvode na dva različita načina i pri tome se dobijaju slični proizvodi [5].

Inulin

Kao proizvod hidrolize oligofruktoze inulin se ne apsorbuje u gornjem dijelu intestinalnog trakta što ga svrstava u grupu potencijalnih prebiotika.Poređenje inulina sa oligofruktozom je pokazalo sličan efekat odnosno povećanje broja bifidobakterija. Tako je kod osoba kojima je dnevna doza od 20-40 g inulina zapažen 10 puta veći broj bifidobakterija u fecesu a smanjen broj enterokoka [5].

.

13. Uticaj prebiotika na zdravlje

Poznato je da debelo crijevo predstavlja pravi raj za brojne mahom anaerobne rodove (10^11-10¹²) kao što su Bacteroides, Bifidobacterium, Eubacterium, Fusobacterium, Laktobacillus, Clostridium i koliformne bakterije. Nasuprot ranijim mišljenjima, danas je dokazano da debelo crijevo ima ključnu ulogu u varenju hrane i da mikroflora ove regije obavlja vitalne fermentacione procese, odnosno učestvuje u transformaciji mnogih ugljenih hidrata, razgradnji proteina i aminokiselina. Kolon je takođe idealna sredina za pojavu raznih infekcija koje mogu biti rezultat djelovanja bakteriskih toksina ili rotavirusa koji izazivaju dijareju. Kako pojedini sastavni činioci mikroflore kolona mogu da imaju preventivnu ulogu u sprečavanju ovih neželjenih pojava, velika pažnja je posvećena djelovanju onih mikroorganizama za koje se smatra da su korisni a to se u prvom redu odnosi na bifidobakterije [5].
.

14. Zaključak

U protekloj deceniji ponuda proizvoda sa probioticima imala je veliku ekspanziju, neki fermentisani napici su postali lideri na tržištu, primjene probiotika je postala odomaćena. Ali mora se konstatovati da još uvijek postoji određeni vid konfuzije kada su u pitanju funkcionalna svojstva ovih namirnica. Međutim, uprkos velikom broju istraživanja i in vitro i in vivo, potpunih naučnih dokaza o uticaju na zdravlje probiotika i mehanizmu djelovanja još uvijek nema dovoljno.

Ali to ne znači da istraživanja ne treba nastaviti. Naprotiv, dosadašnji rezultati treba da posluže kao podsrek za buduća ispitivanja a u tome ogromnu pomoć mogu da pruže savremene genetske metode, koje u velikoj mjeri mogu da pomognu kod identifikacije flore intestinalnog trakta. Dobijeni rezultati će još više odagnati sumnje u određenim naučnim krugovima i istovremeno pružiti potrošačima garanciju da konzumiranje namirnica sa probioticima predstavlja efikasan način da se poboljša opšte zdravstveno stanje. Ovo znači da i industriska primjena probiotika ima sigurnu budućnost.

Prebiotici predstavljaju racionalan pristup u regulisanju mikroflore kolona u smislu pospješivanja rasta korisnih mikroorganizama. Ako se ima u vidu da pored patogenih bakterija debelo crijevo predstavlja potencijalnu sredinu za infekciju od strane invazivnih parazita kao što su bakterije koje stvaraju toksine i rotaviruse, jasno je da sve što izaziva inhibiciju navedene mikroflore ima svoje opravdanje.
.

15. Literatura

[1] Anđelka S.Karić, Gordana N. Ristić, Savremeni Trendovi u Mlekarstvu, (Zbonik Radova), Beograd, (1999), 201 – 205
[2] Ljubiša Topsirvić, Joka Pušnja, Maja Vukašinović, Mihailo Ostojić, Savremeni Trendovi u Mlekarstvu, (Zbonik Radova),Vrnjačka Banja (2001), 99 – 101
[3] Topsirvić Lj., Kojić M., Fira Dj., Miladinov Nataša, Strahinić Ivana, Spasojević Irena, Savremeni Trendovi u Mlekarstvu, (Zbonik Radova), Beograd, (2000), 115 – 120
[4] Dragojlo B. Obradović, Gordana N. Ristić, Anđelka Karić, Prehrambena industrija – Mleko i mlečni proizvodi, 13, (2002), 4 – 6
[5] Dragojlo B. Obradović, Gordana N. Ristić, Anđelka Karić, Prehrambena industrija – Mleko i mlečni proizvodi, 12, (2001), 5 – 7