Раздел 1. Анализ состояния проблемы

1. Функциональные продукты в современной структуре питания

Последние десятилетия прошлого века характеризовались интенсивным развитием науки о питании. Это связа­но с совершенствованием методоло­гии эпидемиологических исследова­ний, достижениями протеомики и геномики, совершенствованием аналити­ческой базы для изучения химического состава пищевых продуктов, разработ­кой и широким внедрением в произ­водство новых видов пищевых про­дуктов с заданным химическим соста­вом и функциональными свойствами и др. [119].

В результате появились концепции в области питания, направленные па улучшение здоровья путем создания новых пищевых продуктов, благоприятно воздействующих на функции организма. Этому способствует и накопление на­учных знаний о взаимосвязи между пищевыми продуктами и здоровьем [126]. Современной медицинской наукой в настоящий момент принята концепция оптималь­ного питания. Это означает, что осу­ществлен переход от концепции адек­ватного питания, когда в основном регламентировались и нормировались макронутриенты - источники жира, источники энергии, пластического ма­териала, к кон­цепции оптимального питания, когда спектр эссенциальных и других минор­ных компонентов, на которые раньше не обращали внимания, значительно расширен [70, 106]. В рамках развития концепции опти­мального питания сформировалось новое направление науки о питании - концепция функционального питания, которая включает разработку теоретических основ, производства, реализации и потребления функцио­нальных продуктов [105].

Понятие «функциональное питание» берет начало на Востоке. Концепция позитивного (функционального) питания впервые сформулирована в Японии в начале 80-х годов прошлого столетия. Япон­ские исследователи определяют три основных качества функциональных продуктов: необходимая пищевая цен­ность, приятный вкус, положительное физиологическое воздействие. Про­дукты здорового питания не являются лекарствами и не могут излечивать, но помогают предупредить болезни и ста­рение организма в сложившейся эко­логической обстановке [48, 64, 70].

В современной структуре питания функциональные пищевые про­дукты занимают промежуточное место между продуктами массово­го потребления и диетическими продуктами, в частности, продуктами, предусмотренными для специальных медицинских целей [131, 137].

Согласно ГОСТ Р 52349 [39] под функциональным продуктом питания понимают пищевой продукт, предназначенный для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающий риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющий и улучшающий здоровье за счет наличия в его составе физиологически активных функциональных ингредиентов.

Данная группа объединяет вхо­дящие в составы пищевых продуктов вещества (и их комплексы) животного, растительного и минерального проис­хождения, а также живые микроорга­низмы, обладающие способностью оказывать благоприятное влияние на одну и/или несколько метаболических реакций организма человека при сис­тематическом употреблении в количе­ствах, сопоставимых с суточной физи­ологической потребностью в них [39, 82, 124].

Как часть ежедневной диеты, функ­циональные продукты питания могут принимать учас­тие в регулировании или улучшении защитных биологических механизмов, помогать в предупреждении конкретных заболеваний либо просто замедлять физически процесс старения, повышать выносливость и улучшать душевное состояние человека [33, 107].

К категориям функционального питания относят пробиотики, пищевые волокна, олигосахариды, витамины, минеральные вещества, полиненасыщенные жирные кислоты, сахароспирты, холины, аминокислоты, протеины, пептиды, спирты, органические кислоты, изопреноиды, антиоксиданты [65].

По международной классификации, в зависимости от способа восстановления микрофлоры хозяина, принято различать функциональные продукты пробиотической, пребиотической, синбиотической направленности [94, 165].

Пробиотические продукты занимают особое место в разработке продуктов лечебно-профилактического питания, так как содержат в своем составе живые микроорганизмы, пищевые добавки микробного происхождения, проявляющие свои позитивные эффекты на организм через регуляцию кишечной микрофлоры (путем проявления антагонистической активности по отношению к патогенной и нежелательной микрофлоре кишечника человека) [24, 84, 142].

Термин «пробиотики», что означает «для жизни», был предложен в 1974г. Р. Паркером [117].

Согласно ГОСТ Р 52349 пробиотик – это физиологически функциональный пищевой ингредиент в виде полезных для человека (непатогенных и нетоксичных) живых микроорганизмов, обеспечивающих при систематическом употреблении человеком в пищу непосредственно в виде препаратов или биологически активных добавок к пище, либо в составе пищевых продуктов благоприятное воздействие на организм в результате нормализации состава и / или повышения биологической активности нормальной микрофлоры кишечника [39].

В целом, к микроорганизмам, используемым для приготовления пробиотиков, относят: Bacillus subtilis; Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium breve, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum; Lactobacillus acidophilus, L.casei, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgariсus, L.helveticus, L.fermentum, L.lactis, L.rhamnosus, L.plantarum; Propionibacterium; Saccharomyces boulardii: S.cremoris, S.lactis, Streptococcus salivarius subsp. thermophilus и др. [124, 157].

Пробиотики, приготовленные на основе вышеуказанных микроорганизмов, могут содержать как представителей только одного вида бактерий - монопробиотики, так и ассоциацию штаммов нескольких видов микроорганизмов (от 2 до 30) – ассоциированные пробиотики [49, 124].

Пробиотики могут назначаться широкому кругу живых организмов, вне зависимости от видовой принадлежности хозяина, от которого первоначально были выделены штаммы пробиотических бактерий (гетеропробиотики). Более часто пробиотики используются с вышеуказанной целью представителями того вида животных или человека, из биоматериала которых были выделены соответствующие штаммы (гомопробиотики). В последние годы в практику начинают внедряться аутопробиотики, действующим началом которых являются штаммы нормальной микрофлоры, изолированные от конкретного индивидуума и предназначенные для коррекции его микроэкологии [48, 127].

Микроорганизмы - пробионты осуществляют синтез аминокислот, ферментов, участвуют в общем метаболизме, восполняют дефицит белков животного происхождения, ускоряют процессы переваривания и усвоения пищи [130, 153].

В настоящее время, микроорганизмы, используемые как пробиотики, классифицируют на 4 основные группы:

1. Бактерии, продуцирующие молочную и пропионовую кислоты (роды Lactobacterium, Bifidobacterium, Propionibacterium, Enterococcus);

2. Спорообразующие аэробы рода Bacillus;

3. Дрожжи, которые чаще используют в качестве сырья при изготовлении пробиотиков (роды Saccharomyces, Candida);

4. Комбинации перечисленных организмов [125].

На схеме 1 представлены основные требования, предъявляемые к микроорганизмам – пробиотикам [127].

Рис. 1. Основные требования, предъявляемые

к микроорганизмам – пробиотикам

Пробиотики на основе компонентов микробных клеток реализуют свое положительное влияние на физиологические функции и биохимические реакции организма либо непосредственно, вмешиваясь в метаболическую активность клеток соответствующих органов и тканей, либо опосредованно, через регуляцию функционирования биопленок на слизистых микроорганизма [20, 87].

Помимо восстановления микроэкологического статуса, связанного с ним повышения колонизационной резистентности и предотвращения транслокации потенциально патогенных микроорганизмов через слизистые, многие пробиотики могут оказывать положительный эффект на организм хозяина в результате модуляции аутоиммунных реакций, изменения функций макрофагов, активации иммунной системы [71, 116, 143].

Таким образом, позитивный эффект пробиотиков и продуктов функционального питания на основе живых микроорганизмов на человека реализуется через нормализацию его кишечной микрофлоры, модуляцию биохимических реакций и физиологических функций клеток, а также опосредованного воздействия на иммунно–эндо­крин­но–нервную системы регуляции механизмов поддержания гомеостаза [124, 143].

В РФ ассортимент кисломолочных продуктов пробиотического характера постоянно расширяется за счет разработки и внедрения новых технологий [23, 31, 85 88-91]. В качестве примера можно рассмотреть кисломолочные напитки с разным видовым составом пробиотической микрофлоры: «Био-простокваша», «Снежок», «Целебный», «Тонус».

«Био-простокваша» - это пробиотический кисломолочный напиток, содержащий бифидобактерии. Это продукт однородной, сметанообразной консистенции с чистым кисломолочным вкусом и запахом, белого цвета с кремовым оттенком; количество жизнеспособных клеток молоч­нокислых бактерий — не менее 10⁷ КОЕ/см³, бифидобактерий - не менее 10⁶ КОЕ/см³. Особую ценность продукт представ­ляет для людей старшего возраста (геродиетическое питание), а также для детей старше года [67, 120].

«Снежок» - кисломолочный напиток, вырабатываемый из пастеризованного молока, сквашенного чистыми культурами термофильного стрептококка и болгарской палочки, с добавлением сахара, плодово-ягодных сиропов или пюре. Напиток характеризуется приятными органолептическими и выраженными пробиотическими свойствами [117].

Кисломолочный напиток «Тонус» - уникальный высокотехнологический кисломолочный напиток, получаемый путем сквашивания молока закваской, состоящей из пропионовокислых, уксуснокислых бактерий и молочнокислых мезофильных ароматобразующих стрептококков. Синтезируемые пропионовокислыми бактериями натуральные антиоксиданты позволяют сохранять биологическую активность продукта без каких-либо химических добавок. «Тонус» рекомендуется женщинам в дородовой и послеродовой периоды, детям с трех лет и людям, живущим и работающим в экологически неблагоприятных условиях города [42].

Кисломолочный напиток «Целебный» - это пробиотический продукт, выработанный с использованием сухой закваски, в состав которой входят пропионовокислые бактерии. В основу разработки технологии данного продукта лег процесс раздельного культивирования пропионовокислых бактерий и молочнокислых стрептококков. Напиток характеризуется хорошими органолептическими, физико-химическими и санитарно-гигиеническими показателями. Имеет приятный специфический кисломолочный вкус, содержит высокое количество клеток пропионовокислых бактерий и витамина В₁₂ [88, 111].

Недавно за рубежом на рынок вышли генномодифицированные пробиотики на основе Lactococcus lactis, в геном которых искусствен­но введены структурные гены эукариотических клеток, детерминирую­щие продукцию функциональных цитокинов (IL-10) и других регуляторных протеинов (TFF- фактор) [120, 124]. В экспериментах на животных и в кли­нических наблюдениях показана высокая эффективность подобного пробиотика в лечении болезни Кро­на и язвенного колита [83, 118].

Ряд зарубежных и отечественных авторов позволяют сделать заключение о необходимости введения веществ - пребиотиков, благотворно влияющих на здоровье и одновременно стимулирующих развитие полезной аутофлоры человека, а также повышающих лечебно-профилактические свойства препаратов пробиотической направленности [2, 72, 163].

Пребиотики - функцио­нальные пищевые ингредиенты в виде вещества или комплекса веществ, обеспечивающие при систематичес­ком употреблении оптимизацию мик­роэкологического статуса организма человека за счет избирательной сти­муляции роста и (или) биологической активности нормальной микрофлоры пищеварительного тракта [39, 93].

К ним от­носятся волокна полисахаридной при­роды (инулин, гуммиарабик) и олигоса­хариды (олигофруктоза, лактулоза), которые способствуют росту и развитию нормальной кишечной микрофлоры человека [92, 103, 164].

В таблице 1 представлены основные виды пребиотических соединений.

Таблица 1

Основные виды пребиотических соединений

Группа	Стимулирующее рост вещество
Моносахариды, спирты	Ксилит, мелибиоза, ксилобиоза, раффиноза, сорбит
Олигосахариды	Лактулоза, лацитол, соевый олигосахарид, фруктоолигосахарид, галактоолигосахарид, изомальтоолигосахарид, диксилоолигосахарид.
Полисахариды	Пектины, пуллулан, декстрин, инулин, хитозан
Ферменты	β- микробные галактозидазы, протеазы сахаромицетов
Пептиды	Соевые, молочные и т.д.
Аминокислоты	Валин, аргинин, глутаминовая кислота
Антиоксиданты	Витамины А, С, Е, α-, β –каротины, глутатион, убихинол, соли селена
Ненасыщенные жирные кислоты	Эйкозопентаеновая кислота
Органичекие кислоты	Пропионовая, уксусная, лимонная
Растительные и микробные экстракты	Морковный, картофельный, рисовый, тыквенный, чесночный, дрожжевой и т.д.
Другие	Лецитин, лизоцим, крахмальная патока, лактоферрин, глюкомовая кислота

Среди известных сегодня бифидогенных факторов наибольшую долю со­ставляют ферментируемые бактерия­ми углеводы, специально синтезиро­ванные или выделенные из природных источников (топинамбура, цикория и др.) [46, 92].

В настоящее время наибольшее коммерческое значение имеют олигосахариды и растворимые пищевые волокна (ПВ) [69, 160].

По составу ПВ (рис.2)следует отнести в основном к некрахмальным полиса­харидам, за исключением лигнина, который обычно рассматривают как отдельный вид ПВ [78, 129].

Их использование с пищей не уве­личивает содержание глюкозы в крови и не стимулирует образование инсули­на.