Żywność funkcjonalna z „przyjaznymi bakteriami”
Napoje bezalkoholowe z witaminami A, C i E czy margaryna ze sterolami roślinnymi to przykłady nowych produktów spożywczych, które cieszą się w ostatnich latach coraz większą popularnością. Często podsumowuje się je modnym określeniem „żywność funkcjonalna”. Łączy je idea dostarczania żywności, że tak powiem, dodatkowych korzyści. Mówi się, że dodawanie określonych składników odżywczych lub składników powoduje, że żywność po spożyciu ma szczególne działanie prozdrowotne.
Do żywności funkcjonalnej zalicza się także tzw. żywność probiotyczną, np. fermentowane produkty mleczne czy niektóre rodzaje salami, które zawierają żywe mikroorganizmy. Są to głównie bakterie kwasu mlekowego, które są spożywane w formie aktywnej z pożywieniem i mają pozytywny wpływ na zdrowie przewodu pokarmowego.
Poprawa właściwości probiotycznych takiej żywności była celem projektu badawczego PROTECH finansowanego przez Komisję Europejską. Naukowcy z uniwersytetów i instytutów badawczych przemysłu spożywczego w ośmiu krajach Europy wspólnie pracowali nad zbadaniem wpływu produkcji, przetwarzania i przechowywania żywności probiotycznej na działanie probiotyczne w przewodzie pokarmowym oraz na stabilność właściwości probiotycznych. W ramach kilku podprojektów wybrano szczepy odpowiednich bakterii kwasu mlekowego i zbadano ich przydatność do fermentacji, suszenia i wykorzystania w żywności.
Ponadto zbadano, w jaki sposób można w miarę możliwości uniknąć inaktywacji mikroorganizmów podczas przetwarzania i późniejszego przejścia przez wyjątkowo kwaśny żołądek, aby bakterie rozwinęły w jelitach swoje działanie probiotyczne zgodnie z potrzebami.
Wytwarzanie probiotycznych produktów spożywczych mogłoby zostać uproszczone, gdyby potrzebne do tego bakterie probiotyczne były dostępne w postaci suchego preparatu w postaci proszku o określonej dużej gęstości komórek. Dlatego w Instytucie Technologii Żywności i Chemii Żywności Uniwersytetu Technicznego w Berlinie prof. Dietrich Knorr i jego kolega Edwin Ananta zbadali w jednym z podprojektów, w jaki sposób można możliwie delikatnie suszyć kultury probiotycznych bakterii kwasu mlekowego przy użyciu niedrogich i szybki proces suszenia rozpyłowego. Podczas suszenia rozpyłowego produkty płynne są rozpylane na szczycie wieży suszącej w drobne kropelki, które podczas swobodnego opadania są suszone strumieniem gorącego powietrza w wieży.
Ponieważ komórki bakteryjne są stosunkowo wrażliwe na ciepło, naukowcy z TU starali się zmieniać parametry procesu tak, aby jak najwięcej komórek bakteryjnych przeżyło, osiągając jednocześnie dobry wynik suszenia. Stwierdzono, że temperatura suszenia wynosząca 80°C jest akceptowalnym kompromisem, w wyniku którego zawartość wilgoci resztkowej w preparacie proszkowym wynosi cztery procent. Edwin Ananta był w stanie bardziej szczegółowo scharakteryzować uszkodzenia poszczególnych komórek bakteryjnych spowodowane procesem suchym, stosując barwniki funkcjonalne w cytometrze przepływowym. Dzięki tej technice możliwe jest określenie lokalizacji i rozmiaru uszkodzeń w komórkach. Wyższe temperatury podczas suszenia powodowały większe uszkodzenia błony komórkowej. Jest to najwyraźniej również przyczyna obserwowanej inaktywacji komórek bakteryjnych. W kolejnych seriach eksperymentów naukowcy z TU sprawdzili, w jaki sposób można zwiększyć ich stabilność cieplną podczas procesu suszenia poprzez wstępną obróbkę kultur bakteryjnych.
Obiecującym podejściem było poddanie komórek bakteryjnych stresowi środowiskowemu poprzez wysokie ciśnienie hydrostatyczne przed suszeniem. Uruchamia to syntezę tak zwanych białek szokowych w komórkach, które biorą udział w naprawie uszkodzeń komórek. Wstępne traktowanie komórek bakteryjnych w temperaturze 37°C pod ciśnieniem 100 MPa (równoważne około 1000 atmosfer) doprowadziło następnie do wyższego wskaźnika przeżycia w temperaturze 60°C. Badanie wybarwionych komórek bakteryjnych w cytometrze przepływowym potwierdziło, że w komórkach poddanych wstępnej obróbce ciśnieniowej doszło do mniejszego uszkodzenia błony, co skutkowało tymczasową ochroną przed ciepłem. Efekt ochronny wywołany ciśnieniem najwyraźniej osiąga się poprzez syntezę białka szoku bakteryjnego.
- Żywność funkcjonalna: żywność „funkcjonalna”, która została zmodyfikowana poprzez dodanie określonych składników odżywczych w celu zapewnienia określonych dodatkowych korzyści zdrowotnych (np. jogurt probiotyczny, pieczywo z kwasami tłuszczowymi omega-3)
- probiotyki: Pokarmy zawierające żywe mikroorganizmy (np. bakterie kwasu mlekowego w jogurcie lub kefirze), o których mówi się, że mają pozytywny wpływ na florę jelitową i zdrowie
- Prebiotyki: Produkty spożywcze, do których dodano błonnik, np. określoną fruktozę, który szczególnie sprzyja rozwojowi bakterii w jelitach i w ten sposób wspomaga trawienie
Źródło: Berlin [ TU ]
