CC BY
2289
Для корреспонденции
Рябцева Светлана Андреевна - доктор технических наук, профессор кафедры прикладной биотехнологии Института живых систем ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
Адрес: 355000, г. Ставрополь, ул. Маршала Жукова, д. 9, корп. 7 Телефон: (8652) 23-58-32, 23-39-43 E-mail: [email protected]
Храмцов А.Г., Рябцева С.А., Будкевич Р.О., Ахмедова В.Р., Родная А.Б., Маругина Е.В.
Пребиотики как функциональные пищевые ингредиенты: терминология, критерии выбора и сравнительной оценки, классификация
Prebiotics as functional food ingredients: terminology, choice and comparative evaluation criteria, classification
Khramtsov A.G., Ryabtseva S.A., Budkevich R.O., Akhmedova V.R., Rodnaya A.B., Marugina E.V.
ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», Ставрополь
North-Caucasus Federal University, Stavropol
Целями данного обзора являются анализ современных представлений о преби-отиках как об одной из наиболее перспективных групп функциональных пищевых ингредиентов, определение проблем и тенденций развития исследований в этой области. Показаны предпосылки возникновения и этапы развития понятия «пребиотики», которое в настоящее время означает неперевариваемые пищевые вещества, избирательно стимулирующие рост и (или) биологическую активность одного или ограниченного числа представителей защитной микрофлоры кишечника человека, способствующие поддержанию ее нормального состава и биологической активности. Представлены критерии выбора пребиотиков и формулы определения пребиотического индекса. Описаны методы определения бифидогенных свойств функциональных пищевых продуктов, обогащенных пробиотическими микроорганизмами или пребиотическими веществами. Пребиотики классифицированы по нескольким признакам: природе и структуре, происхождению и источникам сырья, способу производства, области применения. Показано, что большинство исследователей считают пребиотиками только вещества углеводной природы, прежде всего неперевариваемые олигоса-хариды. Приведена краткая характеристика наиболее изученных пребиотиков: фруктанов, галактанов и лактулозы. Обобщена информация о технологических свойствах олигосахаридов-пребиотиков. Показано, что пребиотики относятся к быстрорастущим сегментам на мировом рынке функциональных ингредиентов, однако их производство и использование в России пока находятся на начальной стадии развития. Сформулированы основные задачи в сфере изучения пребиотиков: уточнение определения, совершенствование методов анализа их химического состава, исследования эффективности и механизмов влияния на кишечную микробиоту, особенно на взаимодействие в системе «макроорга-низм-микробиота», с использованием современных молекулярно-генетических
Для цитирования: Храмцов А.Г., Рябцева С.А., Будкевич Р.О., Ахмедова В.Р., Родная А.Б., Маругина Е.В. Пребиотики как функциональные пищевые ингредиенты: терминология, критерии выбора и сравнительной оценки, классификация // Вопр. питания. 2018. Т. 87. № 1. С. 5-17. doi: 10.24411/0042-8833-2018-10001.
Статья поступила в редакцию 02.03.2017. Принята в печать 18.12.2017.
For citation: Khramtsov A.G., Ryabtsevа S.A., Budkevich R.O., Akhmedova V.R., Rodnaya A.B., Marugina E.V. Prebiotics as functional food ingredients: terminology, choice and comparative evaluation criteria, classification. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2018; 87 (1): 5-17. doi: 10.24411/00428833-2018-10001. (in Russian)
Received 02.03.2017. Accepted for publication 18.12.2017.
методов; научное обоснование возможности использования пребиотиков для профилактики и лечения алиментарно-зависимых заболеваний. Для практической реализации этих задач необходима разработка новых экономически эффективных способов производства пребиотиков и синбиотиков, а также технологий пищевых продуктов с их использованием.
Ключевые слова: пребиотики, терминология, классификация, пребиотический индекс, бифидогенные свойства
The purpose of this review is to analyze current concepts of prebiotics as one of the most promising groups of functional food ingredients, identify problems and trends in the investigations in this area. The background for the emergence and development stages of the concept of «prebiotics» as non-digestible food substances that selectively stimulate the growth and (or) the biological activity of one or a limited number of representatives of the protective microflora of the human intestine, contributing to the maintenance of its normal structure and biological activity is shown. The criteria for selecting prebiotics and the formula for prebiotic index determining are presented. Methods for determining the bifidogenic properties of functional foods enriched with probiotic microorganisms or prebiotic substances are described. Prebiotics are classified according to several factors: nature and structure, origin and sources of raw materials, the method of production, the field of application. It is shown that most researchers consider prebiotics only as substances of carbohydrate nature, primarily indigestible oligosaccharides. A brief description of the most studied prebiotics (fructans, galactans and lactulose) is given. The information on technological properties of oligosaccharide-prebiotics is generalized. It is shown that prebiotics belong to the fast growing segments in the world market of functional ingredients, however their production and use in Russia is still at the initial stage of development. The main tasks in the field of prebiotics researches are defined: clarifying the definition, improving the methods for analyzing their chemical composition, study of the effectiveness and mechanisms of influence on the intestinal microbiota, especially on the interaction in the «macroorganism-microbiota» system using modern molecular genetic methods; scientific substantiation of the possibility of prebiotics using for the prevention and treatment of alimentary-dependent diseases. For the practical implementation of these tasks, it is necessary to develop new cost-effective methods for the production of prebiotics and synbiotics, as well as food technology with their use. Keywords: prebiotics, terminology, classification, prebiotic index, bifidogenic properties
^Упени определяется структурой питания, поэтому организация производства и потребления функциональных пищевых продуктов является приоритетным направлением государственной политики РФ [1, 2]. При этом особое внимание должно уделяться вопросам создания пищевых продуктов, предназначенных для поддержания и восстановления нормальной кишечной микробиоты.
С
остояние здоровья человека в значительном сте-
его деятельности приводит к различным заболеваниям. Сегодня известно, что нормальная микробиота кишечника не только активно участвует в пищеварительном процессе и синтезе целого ряда биологически активных веществ и защищает организм хозяина от колонизации патогенными микробами, но также выполняет иммуно-регуляторную функцию [4, 5].
Впервые идея о том, что обитающие в кишечнике человека микроорганизмы играют важную роль в сохранении здоровья человека, а потребление кисломолочных продуктов способствует активному долголетию, была высказана в начале ХХ в. выдающимся русским ученым, лауреатом Нобелевской премии в области физиологии и медицины И.И. Мечниковым [3]. В наше время эта идея получила мощное подтверждение и уникальное развитие. Симбионтная микробиота, ассоциированная с макроорганизмом, рассматривается как часть единой экосистемы, своеобразный экстракорпоральный орган, который принимает прямое или опосредованное участие во всех биохимических процессах, поэтому нарушение
На состав микробиоты кишечника оказывают влияние генетика макроорганизма, возраст, условия окружающей среды и рацион питания. Согласно современным научным представлениям, в здоровом питании значимая роль отводится употреблению с пищей живых пробиотических микроорганизмов и неперевариваемых пищевых ингредиентов (пребиотиков), которые избирательно стимулируют рост полезных для здоровья бактерий в толстой кишке [4-8]. Как одна из наиболее перспективных групп функциональных пищевых ингредиентов пребиотики были успешно освоены рынком, объемы их производства в мире растут быстрыми темпами [9]. Однако в науке о питании до сих пор нет единства мнений по поводу терминологии, классификации и оценки эффективности их действия.
Цели данного обзора - анализ современных научных и официальных данных о пребиотиках, определение проблем и тенденций развития исследований в этой области.
Возникновение и развитие понятия «пребиотик»
Предпосылкой возникновения понятия пребиотиков стала идея бифидус-фактора. В 1960-е гг. так был назван компонент женского молока, который стимулировал развитие бифидобактерий в кишечнике ребенка, причем F. Petuely обнаружил это свойство также и у лактулозы -синтетического дисахарида, полученного путем изомеризации лактозы [10, 11]. В 1970-1980-е гг. японские исследователи доказали, что галакто- и фруктоолигосахариды (ФОС) также оказывают бифидогенный эффект [12]. Позже было установлено, что бифидус-фактор женского молока представляет собой сложный комплекс различных олигосахаридов и гликанов [13].
Со временем бифидус- (или бифидогенными) факторами стали называть вещества, которые способствовали росту бактерий рода Bifidobacterium не только in vivo, но и in vitro. Накапливались данные исследований и об их стимулирующем действии на других полезных обитателей кишечника, а также на экзогенные пробио-тические микроорганизмы, оказывающие при потреблении с пищей благотворный эффект на макроорганизм за счет коррекции ассоциированной с ним кишечной микрофлоры [4, 6]. Производство и потребление пробиоти-ческих продуктов ежегодно увеличивается [8, 9]. Однако со временем стали возникать вопросы о выживаемости и приживаемости пробиотических микроорганизмов в кишечнике, их чужеродности индивидуальной микро-биоте хозяина и общей эффективности их применения [4, 6, 7]. Для решения этих проблем усилился поиск веществ, которые могли бы стимулировать пролиферацию собственных полезных микроорганизмов хозяина, и термина для их обозначения.
Термин «пребиотик» был введен в 1995 г. G. Gibson и M. Roberfroid для обозначения неперевариваемого пищевого ингредиента, который благотворно влияет на здоровье хозяина, выборочно стимулируя рост и/или активность одного или нескольких видов бактерий в толстой кишке [14]. В дальнейшем это определение несколько раз уточнялось без существенных изменений [15-18]. Были предприняты попытки конкретизировать эти ингредиенты и стимулируемые ими виды бактерий, а пребиотиком назвать углевод, который изменяет количество бактерий в толстой кишке, наиболее важных для здоровья человека, включая бифидобактерии, бактероиды, лактобациллы и клостридии [19, 20]. Однако с учетом появления новых данных о составе и функциях микробиоты желудочно-кишечного тракта, а также о веществах неуглеводной природы с пребиотическим эффектом, можно предположить, что в науке сохранится более общая трактовка термина, согласно которой пребиотиком называется селективно ферментируемый ингредиент, потребление которого приводит к специфическим изменениям в составе и/или
деятельности кишечной микробиоты и таким образом приносит пользу здоровью хозяина [20].
Понятие «пребиотик» было быстро воспринято научной общественностью: количество цитирований базовой работы G. Gibson и M. Roberfroid [14] в сети Web of Science к 2015 г. превысило 2500 [21]. Количество публикаций с термином «prebiotic» в системе PubMed последние 10 лет быстро росло и достигло 698 в 2016 г. (рис. 1).
Результатами исследований последнего десятилетия, полученными с использованием методов молекулярной биологии, метагеномики, протеомики и гликомики, обосновывается необходимость совершенствования определения и классификации пребиотиков. Например, в работе [22] предлагается рассматривать пребиотики как неперевари-ваемые в верхних отделах пищеварительного тракта углеводы, которые ферментируются бактериями толстой кишки с образованием короткоцепочечных жирных кислот в качестве конечных продуктов. Другие исследователи, признавая необходимость дальнейшей работы над определением, подчеркивают сложность состава кишечной микробиоты, недостаточное понимание взаимодействия разных видов и штаммов при метаболизме пребиотиков, неопределенности понятий полезных и вредных микроорганизмов, а также проблем с измерением пользы для здоровья [21, 23].
Возможно, отсутствие единого мнения по терминологии в научной среде привело к тому, что во многих странах мира понятие пребиотиков не стандартизовано. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (Food and Drug Administration, FDA) в 2006 г. разработало специальное руководство для промышленности по комплементарным и альтернативным медицине продуктам, включая преби-отики [24]. Европейское агентство по безопасности продуктов питания (European Food Safety Authority, EFSA) использует для идентификации пребиотиков определение Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (Food and Agriculture Organization, FAO) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 2008 г., в котором они описаны как пищевые компоненты, которые приносят пользу здоровью хозяина, связанную с изменением микробиоты [17]. В Японии, которая является мировым лидером в об-
800 700 600 500 400 300 200 100 0
■ 11
■ III 1
.....Iillllll
CNCOtmCD
NCO^Oi-CJCO^rLnCÛNCOOTO С^С^С^ООООООООООч—
с^с^с^ооооооооооооооооо
Рис. 1. Количество публикаций со словом «prebiotic» в PubMed по годам (данные на 01.03.2017)
ласти функционального питания, термин «пребиотик» не используется в стандартах, однако олигосахариды, пищевые волокна и другие полисахариды определяются как «продукты питания для модификации условий желудочно-кишечного тракта» и рассматриваются в качестве продуктов для здорового питания (Foods for Specified Health Uses, FOSHU) [25, 67].
Что касается России, в соответствии с ГОСТ Р 523492005 «Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения», пребиотик - это «физиологически функциональный пищевой ингредиент в виде вещества или комплекса веществ, обеспечивающий при систематическом употреблении в пищу человеком в составе пищевых продуктов благоприятное воздействие на организм человека в результате избирательной стимуляции роста и/или повышения биологической активности нормальной микрофлоры кишечника».
Заметим, что в данном определении приведено важнейшее требование - благоприятное воздействие на организм - и определен его механизм, связанный с избирательной стимуляцией роста и/или повышения биологической активности нормальной микрофлоры кишечника. Наиболее точно классическим представлениям о пребиотиках соответствует, на наш взгляд, определение в ГОСТ Р 56201-2014 «Продукты пищевые функциональные. Методы определения бифидогенных свойств» [69]: «Пребиотические вещества - это неперевариваемые пищевые вещества, избирательно стимулирующие рост и/или биологическую активность одного или ограниченного числа представителей защитной микрофлоры кишечника человека, способствующие поддержанию ее нормального состава и биологической активности».
Возможно, при пересмотре определений можно было бы учесть, что в научной литературе в настоящее время вместо термина «микрофлора» все чаще используют термины «микробиота» или «микробиом».
Критерии выбора и методы сравнительной оценки эффективности пребиотиков
К основным критериям выбора пребиотиков изначально относили триаду «resistant - fermentation - selective stimulation», т.е. устойчивость к кислой среде желудка, ферментам в верхних отделах желудочно-кишечного тракта и адсорбции в тонкой кишке; ферментируемость кишечной микрофлорой с выборочной стимуляцией роста и/или активности полезных для здоровья кишечных бактерий [14, 15]. M. Roberfroid в 2007 г. отметил, что этим 3 критериям точно соответствуют только инулин и трансгалактоолигосахариды, однако признал, что лак-тулоза также имеет статус пребиотика [26].
Уточненный перечень характеристик пищевых ингредиентов, которые рассматриваются в качестве пребио-тиков, выглядит следующим образом [18, 27-29]: они не должны расщепляться и всасываться в верхних отделах желудочно-кишечного тракта; пребиотики должны расщепляться ферментами микроорганизмов в толстой кишке
и избирательно стимулировать рост бифидо- и/или лак-тобактерий, оказывая положительное влияние на состав кишечной микробиоты; продукты их ферментации должны оказывать благотворное влияние и/или системное действие на организм хозяина; пребиотики должны быть технологически устойчивы при производстве пищевых продуктов.
Для количественной оценки функциональной активности in vivo и сравнения пребиотиков М. Roberfroid в 2007 г. предложил понятие «пребиотический индекс», который рассчитывается как увеличение бифидобакте-рий, выраженное абсолютным количеством (N) новых колониеобразующих единиц на 1 г фекалий (Е), разделенным на дневную дозу пребиотика в граммах (А) [26]. Такой метод расчета пребиотического индекса позволяет оценить только одну сторону влияния пребиоти-ков - стимулирование пролиферации бифидобактерий, хотя, безусловно, это ассоциируется с большинством положительных эффектов общего характера в организме.
Другие исследователи предложили более сложную формулу расчета пребиотического индекса [30]:
PI = (Bif/Total) - (Bac/Total) + (Lac/Total) - (Clos/Total), (1)
где PI - пребиотический индекс; Bif - отношение количества бифидобактерий в образце кала на момент исследования (после приема пребиотиков) к исходному количеству; Total - общее количество бактерий; Bac - отношение количества бактероидов в образце кала на момент исследования к исходному количеству; Lac - отношение количества лактобацилл в образце кала на момент исследования к исходному количеству; Clos - отношение количества клостридий в образце кала на момент исследования к исходному количеству.
В формуле (1) учтена роль представителей микро-биоты, относимых к четырем родам бактерий (двум полезным - Bifidobacterium, Lactobacillus и двум потенциально вредным - Bacteroides и Clostridium), а также общего количества бактерий в кале. Недостатком можно считать то, что в этом случае не рассматривается влияние такого важного фактора, как концентрация пребиотика, а понятие пребиотического индекса становится более сложным для понимания. Кроме того, не все бактероиды являются патогенными, они относятся к микроорганизмам с невыясненным статусом [18, 29].
Анализ данных расчета пребиотического индекса по формуле (1), приведенных в работе [30], позволяет говорить о существенном влиянии на этот показатель не только вида олигосахаридов, но и таких факторов, как время ферментации и рН среды развития микроорганизмов.
Авторы статьи [28] приводят упрощенную формулу расчета пребиотического индекса, которая, однако, не учитывает общее количество бактерий и концентрацию вводимого пребиотика:
PI = Bft/Bf0 - Bact/Bac0 + Lact/Lac0 - Clt/Cl0, (2)
где Bft - количество бифидобактерий после введения пребиотика; Bf0 - исходное количество бифидобакте-
рий; Bact - количество бактероидов после введения пребиотика; Bac0 - исходное количество бактероидов; Lact - количество лактобацилл после введения пребиотика; Lac0 - исходное количество лактобацилл; Clt - количество клостридий после введения пребиотика; Cl0 - исходное количество клостридий.
В России с целью обеспечения научно обоснованного подхода к рекомендуемым уровням содержания в составе специализированных пищевых продуктов (СПП) и биологически активных добавок (БАД) к пище для взрослых людей пищевых и биологически активных веществ разработаны методические рекомендации МР 2.3.1.1915-04 «Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ» [68]. В этом документе, который в дальнейшем был использован для разработки Приложения 5 Единых санитарно-эпидемиологических и гигиенических требований к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору [69], введены понятия адекватного уровня потребления (АУП) и верхнего допустимого уровня потребления (ВДУП). АУП определяется как уровень суточного потребления пищевых и биологически активных веществ, установленный на основании расчетных или экспериментально определенных величин, или оценок потребления пищевых и биологически активных веществ группой/группами практически здоровых взрослых людей (с использованием эпидемиологических методов), для которых данное потребление (с учетом показателей состояния здоровья) считается адекватным. ВДУП - наибольший уровень суточного потребления пищевых и биологически активных веществ, который не представляет опасности развития неблагоприятных воздействий на показатели состояния здоровья практически у всех лиц (конкретной группы) из общей популяции. Например, АУП для лактулозы как биологически активного вещества составляет 2 г, ВДУП - 10 г, такие же уровни потребления предусмотрены для лактита [68, 69].
Важно, что для обеспечения функциональной эффективности биологически активных веществ их содержание в суточной порции СПП или БАД к пище, указываемое в рекомендациях по применению, должно составлять не менее 15% от АУП и не превышать ВДУП [69].
Методы определения бифидогенных свойств функциональных пищевых продуктов, обогащенных пробио-тическими микроорганизмами или пребиотическими веществами, включены в ГОСТ Р 56201-2014, разработанный специалистами ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» [70]. Метод оценки in vitro 1 основан на выявлении чувствительности к воздействию функционального пищевого продукта тест-штаммов микроорганизмов - представителей популяций защитной микрофлоры кишечника человека родов Lactobacillus spp., Bifidobacterium spp. и вида Escherichia coli с нормальной ферментативной активностью. В случае достоверного превышения количества тест-культур микроорганизмов в средах с анализируемым продуктом в сравнении с контролем на 1,0 lg КОЕ/см3 и более делается вывод
о стимулирующем бифидогенном действии функционального пищевого продукта в модели in vitro 1 [70]. Преимущества метода - относительная простота, учет влияния функционального пищевого продукта на развитие ведущих представителей защитной микрофлоры кишечника человека. Однако этот метод не позволяет судить о пребиотической активности испытуемых веществ in vivo, так как непонятно, доходят ли они до толстой кишки в нерасщепленном виде.
Этот недостаток в какой-то степени преодолевается при использовании метода оценки in vitro 2, который предусматривает изучение воздействия функциональных пищевых продуктов на степень выживания представителей защитной микрофлоры в экспериментальной модели in vitro в условиях, имитирующих процесс пищеварения в полости желудка и верхнего отдела тонкой кишки человека. В этом случае воздействие функционального пищевого продукта на представителей защитной микрофлоры оценивают по степени выживания бактериальных популяций тест-штаммов при их инкубации в модельных средах с последовательным переносом инокулятов из сред, имитирующих параметры желудка, в среды с параметрами верхнего отдела тонкой кишки, а также по степени выраженности функциональных свойств тест-культур (антагонизм). Наличие у функционального пищевого продукта бифидогенных свойств признают при обнаружении индекса выживаемости, достоверно подтверждающего выживание на конечном этапе в модели тонкой кишки более чем 60% от исходного количества тест-микроорганизмов Bifidobacterium spp., внесенных в модель желудка, и при выявлении у них кислотообразующей способности, которая соответствует исходной или более высокой степени, но составляет значения не выше чем 4,8 ед. рН среды культивирования [70].
Более точным (хотя и более трудоемким) можно считать метод оценки бифидогенных свойств функционального пищевого продукта в условиях in vivo, который проводят на основании изучения видового состава и количественных уровней основных защитных популяций нормальной микрофлоры кишечника и их функциональной активности. Для этого производят посев содержимого толстой кишки лабораторных животных, получавших функциональный пищевой продукт с кормом, при сравнении с интактными контрольными животными. В ходе исследования проводят изучение защитных популяций микрофлоры (Bifidobacterium spp., Lactobacillus spp., лактозоферментирующих бактерий семейства Enterobacteriaceae), а также комменсальных и транзиторных (условно-патогенных) представителей микробиоты (цитратположительных Enterobacteriaceae, стрептококков, Enterococcus spp., Bacteroides spp., сульфитредуцирующих клостридий, бактерий рода Proteus, Staphylococcus spp. и S. aureus, дрожжей и плесневых грибов) на соответствующих дифференциально-диагностических и селективных средах [70]. Метод позволяет учитывать влияние функционального продукта на широкий спектр полезных и вредных микроорганизмов кишечника.
Можно предположить, что дальнейшее совершенствование методов количественной оценки и сравнения эффективности пребиотиков, включая определение пребиотического индекса, будет происходить с учетом всех важных факторов на основе новых достижений в области изучения микробиома человека.
Классификация пребиотиков
Пребиотики можно классифицировать по нескольким признакам: природе и структуре, происхождению и источникам сырья, способу производства, области применения. Основным критерием является химическое строение молекул пребиотиков, которое определяет их резистентность к перевариванию в пищеварительном тракте и способность к ферментации определенными группами бактерий кишечника.
Согласно примечанию к определению пребиотиков в ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения» основными видами пребиотиков являются ди- и трисаха-риды, олиго- и полисахариды, многоатомные спирты, аминокислоты и пептиды, ферменты, органические низкомолекулярные и ненасыщенные высшие жирные кислоты, антиоксиданты, полезные для человека растительные и микробные экстракты и др. Приведенный перечень разнообразных веществ не совсем соответствует классическим представлениям о пребиотиках [14-21]. В то же время следует отметить, что в научных кругах пока нет единства мнений по вопросу классификации преби-отиков. В ряде работ [4, 31-33] встречается упоминание о веществах белковой природы (аминокислотах, пептидах), витаминах, полиолах как о бифидогенных факторах или пребиотиках, однако исследования чаще всего проводили in vitro, а доказательств пребиотического эффекта in vivo пока недостаточно. Большинство исследователей считают пребиотиками только вещества углеводной природы, прежде всего так называемые неперевариваемые олигосахариды (короткоцепочечные углеводы с количеством мономеров от 2 до 10).
В обзоре [34] впервые в систематизированном виде были описаны свойства и методы получения бифидо-генных олигосахаридов, которые отличаются длиной цепочек мономеров и их химической структурой, включая следующие 12 классов:
- галактоолигосахариды (ГОС);
- лактулоза;
- лактосахароза;
- ФОС;
- палатинозоолигосахариды;
- гликозилсахароза;
- мальтоолигосахариды;
- изомальтоолигосахариды;
- циклодекстрины;
- соевые олигосахариды;
- гентиоолигосахариды;
- ксилоолигосахариды.
Позже вышеприведенный перечень пребиотиков дополнился ферментируемыми полисахаридами (растворимыми пищевыми волокнами) - пектином, резистентным крахмалом, агаром и их производными, причем перечень веществ-пребиотиков значительно варьирует в разных работах [4, 6-8, 12-16, 19, 20, 22, 26-40].
К классическим пребиотикам с доказанными в многочисленных исследованиях положительными эффектами на здоровье, давно и широко применяемым в пищевой промышленности, а также в фармацевтике, можно отнести фруктаны, галактаны и лактулозу. В отдельных публикациях в качестве пребиотиков, кроме вышеупомянутых веществ, рассматриваются маннаноолигоса-хариды, глюкоолигосахариды, пектоолигосахариды, ме-либиозоолигосахариды, N-ацетилхитоолигосахариды, олигосахариды женского молока, камеди, производные резистентного крахмала, олигодекстраны, ксантановые, альгинатные и агаровые олигосахариды, сорбит, маль-тит, лактит; тагатоза, стахиоза, раффиноза, рамноза, арабиноза; пептиды (в частности из лактоферрина), лактобионовая кислота, полифенолы.
Классификация пребиотиков по химической структуре приведена на рис. 2 (в схему, разработанную по источникам [4, 6-8, 12-16, 19, 20, 22, 26-40], включены только основные группы пребиотиков).
Учитывая огромный объем информации, целесообразно рассмотреть физико-химические свойства, особенности влияния на здоровье человека и направления применения различных пребиотиков в отдельных статьях. В данной работе приведем лишь краткую характеристику наиболее изученных, общепризнанных пребиотиков.
Фруктаны - невосстанавливающие углеводы, состоящие из остатков D-фруктозы, связанных между собой (2-1) ß-гликозидной связью, и одной молекулы D-глю-козы. В группу фруктанов-пребиотиков включают инулин, олигофруктозу и ФОС.
Инулин - это запасный полисахарид растений, главным образом семейства сложноцветных. Содержится в корнях и клубнях, в качестве сырья для получения инулина в промышленности используют цикорий и топинамбур. Различают низкомолекулярные (средняя степень полимеризации 10 и ниже) и высокомолекулярные (средняя степень полимеризации 20 и выше) инулины. Низкомолекулярные инулины - это аморфные слегка сладковатые вещества, которые растворяются даже в холодной воде, высокомолекулярные имеют кристаллическую структуру и нейтральный вкус, с трудом растворяются даже при кипячении. Полученные из инулина низкомолекулярные фракции называют олиго-фруктозой [42, 43].
Инулин - наиболее широко используемый в промышленных условиях пребиотик в мире, годовой объем его производства превышает 140 тыс. тонн в год. В пищевой промышленности инулин применяют не только как функциональный ингредиент, но и как жирозаменитель, стабилизатор эмульсий и аэрированных продуктов
Моносахариды
Тагатоза
Рамноза
Арабиноза
Рис. 2. Классификация пребиотиков по химической структуре (ОС - олигосахариды)
[41, 43]. В медицинской практике инулин рекомендован как низкокалорийная альтернатива сахару при различных заболеваниях (диабет, ожирение и т.д.).
Существуют 2 способа промышленного производства ФОС: гидролиз водного экстракта инулина и ферментативный синтез из сахарозы с использованием бактериальной или грибной трансферазы. Промышленные препараты ФОС обычно содержат 25-30% трисахарида 1-кестозы, 10-15% тетрасахарида нистозы и 5-10% пентасахарида фруктозилнистозы, а также глюкозу, фруктозу и сахарозу. ФОС также активно используются в различных пищевых продуктах в качестве низкокалорийного подсластителя с функциональными свойствами. ФОС применяется в йогуртах для улучшения их органолептических и функциональных свойств. В качестве пребиотика ФОС в комбинации с ГОС используется в смесях для детского и геродического питания [44, 45].
Анализ рынка фруктанов в России показывает низкий уровень темпов роста потребления инулина за последние 5 лет, причем спрос на инулинсодержащие добавки в основном обеспечивается зарубежными фирмами. Более того, в условиях ухудшения макроэкономической ситуации спрос на инулин на российском рынке снижается [46].
Галактаны (ГОС и трансгалактоолигосахариды) - это углеводы с общей формулой Gal-(Gal)n-Glc, которые
состоят из 2-10 остатков галактозы, соединенных преимущественно р-(1-4) и р-(1 -6) связями, и конечного остатка глюкозы, соединенного а-(1-4) связью. Про-мышленно производимые сиропы ГОС содержат три-, тетра-, пента- и гексасахариды, причем доля каждой фракции тем меньше, чем больше молекулярная масса углевода. ГОС получают из лактозы с использованием фермента р-галактозидазы (лактазы, Е.С. 3.2.1.23). Этот фермент при высоких концентрациях лактозы катализирует гликозилтрансферазные реакции и использует лактозу в качестве донора гликозильного остатка для переноса галактозы на другие молекулы лактозы, выступающие в качестве акцепторов [47-49].
В работах [50, 51] на основе анализа патентной информации выделены и подробно описаны 3 направления получения ГОС из лактозосодержащего сырья:
• ферментативная реакция трансгликозилирования, катализируемая ферментом р-галактозидазой (широко используется в промышленном производстве препаратов ГОС);
• микробная трансформация с применением микроорганизмов, продуцирующих ферменты с трансглико-зилирующей активностью;
• химический синтез, основанный на использовании в качестве катализаторов минеральных кислот.
ГОС хорошо растворимы в воде, стабильны при низких рН, устойчивы к высокой температуре, поло-
жительно влияют на консистенцию и вкус пищевых продуктов. Благодаря этому ГОС могут применяться в различных молочных продуктах (сухом и питьевом молоке, мороженом, сырах, кисломолочных напитках), фруктовых соках, детском питании, кашах, хлебе, кондитерских изделиях, пищевых добавках, про- и преби-отических продуктах [47, 49]. К сожалению, несмотря на отдельные отечественные разработки в этой области [52, 53] в России производство и применение ГОС пока не налажено.
Лактулоза - дисахарид, состоящий из остатков галактозы и фруктозы, соединенных 1-4-связью; название по современной номенклатуре - 4-О^-D-галактопиранозил^-фруктоза, или в сокращенной форме ß-D-Gal-(1-4)-ß-D-Fru. Лактулоза представляет собой белое кристаллическое вещество, не имеющее запаха, хорошо растворимое в воде и сладкое на вкус (0,5-0,6 от сладости сахарозы). В основе получения лактулозы лежит изомеризация лактозы, в результате которой происходит внутримолекулярная перегруппировка глюкозного остатка во фруктоз-ный. Развитие технологии лактулозы было связано как с совершенствованием катализаторов реакции изомеризации,так и методов выделения лактулозы из реакционной смеси. Новые способы получения лактулозы основаны на современных электрохимических, мембранных и биотехнологических методах [54-57].
Лактулоза внесена в список основных лекарственных средств ВОЗ [71] и чаще всего используется как слабительное средство, а также проявляет эффективность при ряде состояний, связанных с патологическими нарушениями кишечной микробиоты и проницаемости стенки кишечника (энцефалопатия при печеночной недостаточности, кишечные инфекции) [54]. Расширяется применение лактулозы в пищевой отрасли, в том числе при производстве кондитерских изделий, напитков, пищевых продуктов для диетического и диабетического питания, БАД к пище в качестве низкокалорийного подсластителя с функциональными свойствами. Однако основное направление применения лактулозы как пищевого пребиоти-ческого компонента - производство функциональных кисломолочных продуктов [58-60]. Лактулоза является единственным пребиотиком, который производится в России в виде сиропа путем переработки молочной сыворотки [61].
Возвращаясь к вопросу о классификации пребиоти-ков, можно добавить, что их можно разделить на имеющие природное происхождение (например, инулин, пектин, соевые олигосахариды, выделяемые из растительного сырья) и синтетические (производные лактозы лактулоза, ГОС, лактит, лактосахароза, лактобионовая кислота, в производстве которых используется сырье животного происхождения; изомальтоолигосахариды, олигофруктоза и другие, получаемые путем обработки углеводов растительного сырья). К основным методам производства пребиотиков относятся прямая экстра-
кция из растений (инулин, соевые олигосахариды, пек-тоолигосахариды), гидролиз природных полисахаридов (ксило- и изомальтоолигосахариды), ферментативный синтез (фруктоолигосахариды, лактосахароза, галак-тоолигосахариды) и химический синтез (лактулоза, лактитол).
Пребиотики используются в мире в производстве следующих групп пищевых продуктов, включая специализированные и обогащенные [27, 28, 48, 56, 58, 62]:
• молочные продукты;
• напитки;
•спреды;
• смеси для детского питания;
• каши;
• хлебобулочные изделия, конфеты, шоколад, жевательная резинка;
• суповые концентраты;
• соусы и приправы;
• мясные продукты.
К основным технологическим свойствам олигосахари-дов, способным влиять на качественные характеристики продуктов и их привлекательность для потребителя, относятся [34, 42, 45, 48, 56]:
• сладость (около 0,3-0,6 от сладости сахарозы);
• низкая калорийность (1-2 ккал/г);
• способность увеличивать вязкость и улучшать консистенцию продуктов;
• способность повышать выживаемость заквасочной микрофлоры при длительном хранении и замораживании (криопротекторные свойства).
Перечисленные свойства позволяют применять пре-биотики не только как функциональные, полезные для здоровья добавки, но и в качестве низкокалорийных подсластителей для замены сахара, текстурирующих и стабилизирующих агентов, а также для увеличения сроков годности продуктов с технологической микрофлорой.
Тенденции и проблемы в области исследования пребиотиков
Концепция пребиотиков является относительно новой в науке о функциональном питании и продолжает развиваться с использованием достижений молекулярной генетики, метагеномики, метаболомики, гликомики, аналитической химии. Новые методы могут помочь в понимании механизмов действия и разработке общепринятого определения пребиотиков. Согласованное в научном сообществе определение пребио-тиков необходимо для разработки стандартов как в отдельных странах, так и международных, а также для информирования широкого круга заинтересованных лиц, включая производителей и потребителей пребиотиков [6, 7, 21].
Распространение знаний о правильном питании и полезных для здоровья функциональных ингредиентах среди населения связано с рекламой, которая
убеждает нас в том, что пребиотики являются «пищей для пробиотиков». С научной точки зрения это правильно только по отношению к синбиотикам, представляющим собой комбинацию про- и пребиотиков, в которой про- и пребиотики оказывают взаимно усиливающее воздействие на физиологические функции и процессы обмена веществ в организме человека (ГОСТ Р 52349-2005 «Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения»). Следует подчеркнуть, что данное определение не носит регламентирующего характера, и взаимно усиливающее воздействие комбинации про- и пребиотиков должно быть доказано.
Концепция синбиотиков является многообещающей, однако в ряде публикаций последних лет показано, что далеко не все пре- и пробиотические пары хорошо работают вместе. К новым направлениям относится комбинирование разных пребиотиков, а также пребио-тиков и неперевариваемых пищевых волокон [7, 29, 32, 38, 63].
Методы исследований механизма действия пребио-тиков на организм человека - одна из острых проблем современной науки о питании. В этом плане представляет интерес информация о разработанной в ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» системе «Нутритест-ИП-3», которая позволяет проводить высокотехнологичную комплексную индивидуальную диагностику нарушений пищевого статуса пациента, в том числе на основе методов метаболомного анализа и оценки состояния микробиоценоза кишечника, что может быть использовано для изучения пребиотических эффектов [64].
Применение короткоцепочечных олигосахаридов может вызывать некоторые нежелательные для потребителей эффекты: спазмы в животе, метеоризм и осмотическую диарею. Данная проблема заставляет ученых вести поиск альтернативных пищевых ингредиентов, обладающих пребиотическими свойствами. В частности представляют интерес исследования, посвященные механизмам стимуляции неспецифической резистентности при пероральном потреблении природных или синтетических пептидов, которые устойчивы к протеазам желудочно-кишечного тракта и могут участвовать в белковом обмене защитных представитетелй микробиоты толстой кишки [31].
Даже при неразрешенных окончательно проблемах с определением, стандартизацией и побочными эффектами пребиотики считаются самым быстрорастущим сегментом на глобальном рынке функциональных ингредиентов. В 2012 г. объем мирового рынка пребиотиков оценивался в 2,3 млрд долларов, совокупный темп среднегодового роста мирового рынка за 2007-2013 гг. составил 10,4%. Global Industry Analysts прогнозирует, что мировые продажи продуктов с пребиотиками к 2018 г. вырастут до 5 млрд долларов. Потенциал роста рынка к 2018 г. обеспечат пищевая индустрия (82% спроса), а также рынки диетических добавок и кормов для животных [9, 46, 65].
Решить эти проблемы можно только на основе взаимодействия ученых разных стран. Сотрудничество в области изучения пребиотиков в значительной мере обеспечивается функционированием двух международных организаций - International Life Sciences Institute (ILSI) и International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) [7, 29].
Целью ежегодных встреч ученых под эгидой ISAPP является обмен информацией о последних достижениях и проблемах в области исследований микробиоты и микробиома, пробиотиков и пребиотиков. Основными темами конференций и публикаций последних лет были обсуждение законодательных барьеров для производства и применения про- и пребиотиков; методы изучения механизмов их действия, включая метаанализы экспериментальных данных, а также влияние про- и пребио-тиков на развитие таких распространенных патологий, как ожирение и диабет, непереносимость лактозы, депрессия, неврозы и нарушения когнитивных функций [7, 29, 66].
Анализ публикаций последних лет позволяет выделить следующие основные задачи и направления развития исследований пребиотиков:
• стандартизация определения, характеристик, методов анализа химического состава, исследований эффективности;
• исследование механизмов влияния пребиотиков на состав и функции кишечной микробиоты, особенно на взаимодействие в системе «макроорганизм-мик-робиота» и ингибирование патогенов in vivo, с использованием современных молекулярно-генети-ческих методов;
• научное обоснование возможности использования пребиотиков для профилактики и лечения алиментарно-зависимых заболеваний, включая пищевые отравления и инфекции, обусловленные пищей, остеопороз, метаболический синдром и ожирение, а также онкологические, сердечно-сосудистые заболевания и нарушения деятельности мозга.
К сожалению, в России рынок пребиотиков пока находится на начальной стадии развития, которой соответствуют отсутствие собственного крупного промышленного производства этих функциональных ингредиентов, узкий ассортимент (инулин, фруктооли-госахариды, лактулоза) и узкий спектр применения пребиотиков в пищевых отраслях (в основном для производства кисломолочных продуктов и напитков) [46, 61, 65].
С точки зрения практической реализации концепции пребиотиков в нашей стране перспективным направлением является разработка новых экономически эффективных способов их производства, а также создание технологий для наиболее востребованных пищевых продуктов с использованием пребиотиков и синбиоти-ков, предназначенных для поддержания нормальной микробиоты кишечника и профилактики заболеваний, связанных с ее нарушениями.
Сведения об авторах
ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет» (Ставрополь):
Храмцов Андрей Георгиевич - академик РАН, доктор технических наук, профессор кафедры прикладной биотехнологии Института живых систем E-mail: [email protected]
Рябцева Светлана Андреевна - доктор технических наук, профессор кафедры прикладной биотехнологии Института живых систем E-mail: [email protected]
Будкевич Роман Олегович - кандидат биологических наук, доцент, заведующий НИЛ «Нанобиотехнология и биофизика»
E-mail: [email protected]
Ахмедова Валида Рафиг - кандидат технических наук, инженер Центра биотехнологического инжиниринга E-mail: [email protected]
Родная Анастасия Борисовна - кандидат технических наук E-mail: [email protected]
Маругина Елена Валерьевна - аспирант кафедры прикладной биотехнологии Института живых систем E-mail: [email protected]
Литература
1. Об основах государственной политики Российской Федерации 17. в области здорового питания населения на период до 2020 года: Распоряжение Правительства РФ от 25.10.2010 № 1873-р // Рос- 18. сийская газета. 03.11. 2010. С. 19.
2. Тутельян В.А., Шарафетдинов Х.Х., Погожева А.В. и др. Анализ нормативно-методической базы по организации лечебного 19. питания в медицинских организациях Российской Федерации // Вопр. питания. 2013. Т. 82, № 3. С. 20-28.
3. Мечников И.И. Этюды оптимизма (1907). М. : Наука, 1988. 328 с. 20.
4. Шендеров Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. В 3 т. Т. 3. Пробиотики и функциональное питание. М. : Грантъ, 2001. 288 с. 21.
5. Циммерман Я.С. Эубиоз и дисбиоз желудочно-кишечного тракта: мифы и реалии / // Клин. мед. 2013. № 1. С. 4-11. 22.
6. Binns N. Probiotics, prebiotics and the gut microbiota. ILSI Europe Concise Monographs Series. Washington, 2013. P. 1-32.
7. Venema K., do Carmo A.P. Probiotics and Prebiotics: Current Research 23. and Future Trends. The Netheralnds and Instituto Federal do Espirito Santo, Soteco, Brazil : Caister Academic Press, 2015. 508 р.
8. Шевелева С.А. Пробиотики, пребиотики и пробиотические про- 24. дукты // Вопр. питания. 1999. № 1. С. 32-40.
9. Функциональные продукты: тенденции и перспективы [Электронный ресурс]: Бизнес пищевых ингредиентов online. М., 2015. URL: http://www.bfi-online.ru/aviews/index.html?msg=4155&kk= 25. (дата обращения: 09.10.16).
10. Gyorgy P., Norris R.F, Rose S.R. Bifidus factor. I. A variant of Lactobacillus bifidus requiring a special growth factor // Arch. Biochem. Biophys. 1954. Vol. 48. P. 193-201. 26.
11. Petuely F. Der Bifidusfactor // Dtsch. Med. Wochenschr. 1957. Bd 82.
S. 1957-1960. 27.
12. Hidaka H., Tashiro Y., Eida T. Proliferation of bifidobacteria by oligosaccharides and their useful effect on human health // Bifidobact. 28. Microflora. 1991. Vol. 10. P. 65-79.
13. Coppa G.V., Bruni S., Morelli L. et al. The first prebiotics in humans: human milk oligosaccharides // J. Clin. Gastroenterol. 2004. Vol. 38, suppl. 6. P. S80-S83. 29.
14. Gibson G.R., Roberfroid M.B. Dietary modulation of the human colonic microbiota: Introducing the concept of prebiotics // J. Nutr. 1995. Vol. 125. P. 1401-1412. 30.
15. Reid G., Sanders M.E., Gaskins H.R. et al. New scientific paradigms for probiotics and prebiotics // J. Clin. Gastroenterol. 2003. Vol. 37. P. 105-118.
16. Gibson G.R., Probert H.M., Loo J.V. et al. Dietary modulation of the 31. human colonic microbiota: updating the concept of prebiotics // Nutr.
Res. Rev. 2004. Vol. 17. P. 259-275.
Pineiro M., Asp N.G., Reid G. et al. FAO technical meeting on prebiotics // J. Clin. Gastroenterol. 2008. Vol. 42. P. S156-S159. Gibson G.R., Scott K.P., Rastall R.A. et al. Dietary prebiotics: current status and new definition // Food Sci. Technol. Bull. Funct. Foods. 2010. Vol. 7. P. 1-19.
Olano-Martin E., Gibson G.R., Rastall R.A. Comparison of the in vitro bifidogenic properties of pectins and pecticoligosaccharides // J. Appl. Microbiol. 2002. Vol. 93. P. 505-511. Rycroft C.E., Jones M.R., Gibson G.R. et al. Fermentation properties of gentio-oligosaccharides // Lett. Appl. Microbiol. 2000. Vol. 32. P. 156-161.
Hutkins R.W., Krumbeck J.A., Bindels L.B. et al. Prebiotics: why definitions matter // Curr. Opin. Biotechnol. 2016. Vol. 37. P. 1-7. Bird A.R., Conlon M.A., Christophersen C.T. et al. Resistant starch, large bowel fermentation and a broader perspective of prebiotics and probiotics // Benef. Microbes. 2010. Vol. 1. P. 423-431. Bindels L.B., Delzenne N.M., Cani P.D. et al. Towards a more comprehensive concept for prebiotics // Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2015. Vol. 12. P. 303-310.
FDA Guidance for Industry on Complementary and Alternative Medicine Products and their Regulation by the Food and Drug Administration / Department of Health and Human Services. Food and Drug Administration, 2006.
Food for Specified Health Uses (FOSHU) [Elecrtonic sourse]: Japanese Ministry of Health, Labour and Welfare. Tokyo, 2010. URL: http://www.mhlw.go.jp/%20english/topics/foodsafety/fhc/02. html (date of access: 09.10.2016).
Roberfroid M. Prebiotics: the concept revisited // J. Nutr. 2007. Vol. 137, N 3. P. 830S-837S.
Wang Y. Prebiotics: Present and future in food science and technology // Food Res. Int. 2009. Vol. 42. P. 8-12. Tymczyszyn E.E., Santos M.I., Costa M.C. et al. History, synthesis, properties, applications and regulatory issues of prebiotic oligosaccharides // Carbohydrates Applications in Medicine. Kerala, India, 2014. P. 127-154.
Petschow B., Dore J., Hibberd P. et al. Probiotics, prebiotics, and the host microbiome: the science of translation // Ann. N.Y. Acad. Sci. 2013. Vol. 1306. P. 1-17.
Palframan R., Gibson G.R., Rastall R.A. Development of a quantitative tool for the comparison of the prebiotic effect of dietary oligosaccharides // Lett. Appl. Microbiol. 2003. Vol. 37. P. 281284.
Шевелева С.А., Батищева С.Ю. Характеристика бифидогенных свойств коллагенового сырья // Вопр. питания. 2012. № 1. С. 13-23.
32. Rastall R.A., Gibson G.R. Recent developments in prebiotics to selectively impact beneficial microbes and promote intestinal health // Curr. Opin. Biotechnol. 2015. Vol. 32. P. 42-46.
33. Timmermanns E. Nutritional significance of lactose and lactulose-derived products // Proceedings of the 3 Int. «The Importance of Whey and Whey Components in food and Nutritional». 2001. P. 335-346.
34. Modler H.W., Birlouez I., Holland S. et al. Oligosaccharides and probiotic bacteria // Bull. IDF. 1996. Vol. 313. P. 58.
35. Rycroft C.E., Jones M.R., Gibson G.R. et al. A comparative in vitro evaluation of the fermentation properties of prebiotic oligosaccharides // J. Appl. Microbiol. 2001. Vol. 91. P. 878-887.
36. Gallego C.G., Salminen S. Novel probiotics and prebiotics: how can they help in human gut microbiota dysbiosis? // Appl. Food Biotechnol. 2016. Vol. 3, N 2. P. 72-81.
37. Florowska A.L., Krygier K., Florowski T. et al. Prebiotics as functional food ingredients preventing diet-related diseases // Food Funct. 2016. Vol. 7, N 5. P. 2147-2155.
38. Slavin J. Fiber and prebiotics: mechanisms and health benefits // Nutrients. 2013. Vol. 5, N 4. P. 1417-1435.
39. Manderson K., Pinart M., Tuohy K.M. et al. In vitro determination of prebiotic properties of oligosaccharides derived from an orange juice manufacturing by-product stream // Appl. Environ. Microbiol. 2005. Vol. 71. P. 8383-8389.
40. Roberfroid M., Gibson G.R., Hoyles L. et al. Prebiotic effects: metabolic and health benefits // Br. J. Nutr. 2010. Vol. 104. P. S1-S63.
41. Miremadi F. Applications of inulin and probiotics in health and nutrition // Int. Food Res. J. 2012. Vol. 19, N 4. P. 1337-1350.
42. Kelly G. Inulin-Type prebiotics: a review (part 2) // Altern. Med. Rev. 2009. Vol. 14. N 1. P. 36-55.
43. Roberfroid M.B. Introducing inulin-type fructans // Br. J. Nutr. 2005. Vol. 93. P. 13-25.
44. Sangeetha P.T., Ramesh M.N., Prapulla S.G. Recent trends in the microbial production, analysis and applications of fructo-oligosaccharides // Trends Food Sci. Technol. 2005. Vol. 16. P. 442-457.
45. Gibson G.R., Rastall R.A. Prebiotics: Development and Application. Chichester : John Wiley and Sons, 2006. 249 p.
46. Российский рынок фруктанов: инулин, олигофруктоза, фрук-тоолигосахариды [Электронный ресурс]. М., 2016. URL: http:// www.centripap.ru/report/food/functional/Inulin/ (дата обращения: 09.10.16).
47. Playne M.J. Galacto-oligosaccharides and other products derived from lactose // Advanced Dairy Chemistry. 2009. P. 15-26.
48. Torres D.P. Galacto-oligosaccharides: production, properties, applications, and significance as prebiotics // Compr. Rev. Food Sci. Food Saf. 2010. Vol. 9, N 5. P. 438-454.
49. Sangwan V., Tomar S.K., Singh R.R. et al. Galacto-oligosaccharides: novel components of designer foods // J. Food Sci. 2011. Vol. 76. P. 103-111.
50. Храмцов А.Г. Тенденции развития способов получения галакто-лигосахаридов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. Краснодар : КубГТУ, 2011. C. 5-8.
51. Храмцов А.Г. Применение дрожжей - продуцентов бета-галакто-зидаз для получения галактоолигосахаридов из лактозосодер-жащего сырья // Хранение и переработка сельхозсырья. 2012. № 8. C. 36-39.
52. Родная А.Б. Разработка биотехнологии концентратов галактоолигосахаридов из лактозосодержащего сырья : автореф. дис. ... канд. техн. наук. Ставрополь, 2011.
53. Хамагаева И.С. Теоретическое обоснование и разработка технологии кисломолочных продуктов на основе использования
ß-галактозидазы и бифидобактерий : автореф. дис. ... д-ра техн. наук. М., 1989.
54. Ait-Aissa A., Aider M. Lactulose: production and use in functional food, medical and pharmaceutical applications. Practical and critical review // Int. J. Food Sci. Technol. 2014. Vol. 49. P. 1245-1253.
55. Silverio S.C., Macedo E.A., Teixeira J.A. et al. Biocatalytic approaches using lactulose: end product compared with substrate // Compr. Rev. 2016. Vol. 15. P. 878-896.
56. Синельников Б.М., Храмцов А.Г., Евдокимов И.А. и др. Лактоза и ее производные. СПб. : Профессия, 2007. 786 с.
57. Рябцева С.А. Получение и применение лактулозы: прошлое, настоящее, будущее // Переработка молока. 2007. № 8. С. 32-35.
58. Рябцева С.А. Лактулоза в кисломолочных продуктах: новые разработки // Переработка молока. 2012. № 10. С. 56-58.
59. Брацихина М.А. Совершенствование технологии функциональных кисломолочных продуктов с лактулозой : автореф. дис. ... канд. тех. наук. Ставрополь, 2013.
60. Ахмедова В.Р. Разработка технологии кисломолочного мороженого с пребиотическими компонентами : автореф. дис. . канд. тех. наук. Ставрополь, 2015.
61. Мурзин И.И. Российский рынок пребиотиков: бизнес пищевых ингредиентов [Электронный ресурс] 2011. URL: http://bfi-online. ru/aviews/index.html?msg (дата обращения: 09.10.16).
62. Blatchford R., Ansell J., Me Godoy M.R.C. et al. Preboitic mechanisms, functions and applications - a review // Int. J. Probiotics Prebiotics. 2013. Vol. 8, N 4. P. 109-132.
63. Самылина В.А. Влияние пищевых продуктов, обогащенных про- и пребиотиками, на микроэкологический статус человека // Вопр. питания. 2011. № 2. С. 31-36.
64. Суханов Б.П., Керимова М.Г., Елизарова Е.В. Актуальные аспекты надзора за диетическим лечебным и профилактическим питанием в медицинских организациях // Вопр. питания. 2014. № 1. С. 12-19.
65. Баёва Е. В. Рынок пищевых ингредиентов: современные тренды и ориентиры развития [Электронный ресурс] 2013. URL: http:// www.foodnavigator.ru/inform/nauka/rynok-pishhevyx-ingredientov-sovremennye-trendy-i-orientiry-razvitiya.html (дата обращения: 09.10.16).
66. ISAAP 2016 Annual Meeting [Elecrtonic resource]: International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics. Turku, Finland, 2016. URL: http://isappscience.org/2016-annual-meeting/ (access date: 09.10.2016).
67. Маркова Ю.М., Ефимочкина Н.Р., Быкова И.Б. и др. О разработке национальных стандартов на методы исследования безопасности, подлинности и эффективности пробиотических пищевых продуктов // Вопр. питания. 2014. Т. 83, № 3. С. 158-159.
68. Методические рекомендации МР 2.3.1.1915-04 «Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ». Утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека 2 июля 2004 г. URL http://www.gcgie.ru/CSportM/MR_2-3-1-1915-04.pdf.
69. Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю). Утв. Решением Комиссии таможенного союза от 28 мая 2010 года № 299. URL http://www.tsouz.ru/KTS/ KTS17/Pages/P2_299.aspx.
70. ГОСТ Р 56201-2014 Продукты пищевые функциональные. Методы определения бифидогенных свойств // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. URL: http:// docs.cntd.ru/document/1200114185.
71. Перечень ВОЗ основных лекарственных средств (18-й перечень, апрель 2013 г.). URL: http://apps.who.int/iris/ bitstream/10665/93142/5/EML_18_rus.pdf?ua=1
References
1. On the basis of the Russian Federation's state policy in the field of healthy nutrition for the period up to 2020: Order of the RF Govern-
ment of 25.10.2010 number 1873-r. Rossiyskaya gazeta [Russian Newspaper]. 03.11. 2010: 19. (in Russian)
2. Tutelyan V.A., Sharafetdinov H.H., Pogozheva A.V., et al. Analysis of the regulatory and procedural framework for the organization of clinical nutrition in medical institutions of the Russian Federation. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2013; 82 (3): 20-8. (in Russian)
3. Mechnikov I.I. Sketches of optimism (1907). Moscow: Science, 1988: 328 p. (in Russian)
4. Shenderov B.A. Medical microbial ecology and functional nutrition. Vol. 3. Probiotics and functional food. Moscow: Grant, 2001: 288 p. (in Russian)
5. Zimmerman Y.S. Eubioz and dysbiosis of the gastrointestinal tract: myths and realities. Klinicheskaya meditsina [Clinical Medicine]. 2013; (1): 4-11. (in Russian)
6. Binns N. Probiotics, prebiotics and the gut microbiota. ILSI Europe Concise Monographs Series. Washington, 2013: 1-32.
7. Venema K., do Carmo A. P. Probiotics and Prebiotics: Current Research and Future Trends. The Netheralnds and Instituto Federal do Espirito Santo, Soteco, Brazil: Caister Academic Press, 2015: 508 р.
8. Sheveleva S.A. Probiotics, prebiotics and probiotic products. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 1999; (1): 32-40. (in Russian)
9. Functional foods: Trends and prospects [Electronic resource]: the food ingredients business online. Moscow, 2015. URL: http://www. bfi-online.ru/aviews/index.html?msg=4155&kk (date of access: 09.10.16). (in Russian)
10. Gyorgy P., Norris R.F, Rose S.R. Bifidus factor. I. A variant of Lac-tobacillus bifidus requiring a special growth factor. Arch Biochem Biophys. 1954; 48: 193-201.
11. Petuely F. Der Bifidusfactor. Dtsch Med Wochenschr. 1957; 82: 1957-60.
12. Hidaka H., Tashiro Y., Eida T. Proliferation of bifidobacteria by oli-gosaccharides and their useful effect on human health. Bifidobact Microflora. 1991; 10: 65-79.
13. Coppa G.V., Bruni S., Morelli L., et al. The first prebiotics in humans: human milk oligosaccharides. J Clin Gastroenterol. 2004; 38 (6): S80-3.
14. Gibson G.R., Roberfroid M.B. Dietary modulation of the human colonic microbiota: Introducing the concept of prebiotics. J Nutr. 1995; 125: 1401-12.
15. Reid G., Sanders M.E., Gaskins H.R., et al. New scientific paradigms for probiotics and prebiotics. J Clin Gastroenterol. 2003; 37: 105-18.
16. Gibson G.R., Probert H.M., Loo J.V., et al. Dietary modulation of the human colonic microbiota: updating the concept of prebiotics. Nutr Res Rev 2004; 17: 259-75.
17. Pineiro M., Asp N.G., Reid G., et al. FAO technical meeting on prebiot-ics. J Clin Gastroenterol. 2008; 42: S156-9.
18. Gibson G.R., Scott K.P., Rastall R.A., et al. Dietary prebiotics: current status and new definition. Food Sci Technol Bull Funct Foods. 2010; 7: 1-19.
19. Olano-Martin E., Gibson G.R., Rastall R.A. Comparison of the in vitro bifidogenic properties of pectins and pecticoligosaccharides. J Appl Microbiol. 2002; 93: 505-11.
20. Rycroft C.E., Jones M.R., Gibson G.R., et al. Fermentation properties of gentio-oligosaccharides. Lett Appl Microbiol. 2000; 32: 156-61.
21. Hutkins R.W., Krumbeck J.A., Bindels L.B., et al. Prebiotics: why definitions matter. Curr Opin Biotechnol. 2016; 37: 1-7.
22. Bird A.R., Conlon M.A., Christophersen C.T., et al. Resistant starch, large bowel fermentation and a broader perspective of prebiotics and probiotics. Benef Microbes. 2010; 1: 423-31.
23. Bindels L.B., Delzenne N.M., Cani P.D., et al. Towards a more comprehensive concept for prebiotics. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2015; 12: 303-10.
24. FDA Guidance for Industry on Complementary and Alternative Medicine Products and their Regulation by the Food and Drug Administration. Department of Health and Human Services. Food and Drug Administration, 2006.
25. Food for Specified Health Uses (FOSHU) [Elecrtonic resource]: Japanese Ministry of Health, Labour and Welfare. Tokyo, 2010.
URL: http://www.mhlw.go.jp/%20english/topics/foodsafety/fhc/02. html (date of access: 09.10.2016).
26. Roberfroid M. Prebiotics: the concept revisited. J Nutr. 2007; 137 (3): 830S-7S.
27. Wang Y. Prebiotics: Present and future in food science and technology. Food Res Int. 2009; 42: 8-12.
28. Tymczyszyn E.E., Santos M.I., Costa M.C., et al. History, synthesis, properties, applications and regulatory issues of prebiotic oligosaccharides. In: Carbohydrates Applications in Medicine. Kerala, India, 2014. P. 127-154.
29. Petschow B., Dore J., Hibberd P., et al. Probiotics, prebiotics, and the host microbiome: the science of translation. Ann NY Acad. Sci. 2013; 1306: 1-17.
30. Palframan R., Gibson G.R., Rastall R.A. Development of a quantitative tool for the comparison of the prebiotic effect of dietary oligo-saccharides. Lett Appl Microbiol. 2003; 37: 281-4.
31. Sheveleva S.A., Batishcheva S.Y. Characteristics of bifidogenic properties of the collagen raw material. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2012; (1): 13-23. (in Russian)
32. Rastall R.A., Gibson G.R. Recent developments in prebiotics to selectively impact beneficial microbes and promote intestinal health. Curr Opin Biotechnol. 2015; 32: 42-46.
33. Timmermanns E. Nutritional significance of lactose and lactulose-derived products. In: Proceedings of the 3 Int. «The Importance of Whey and Whey Components in food and Nutritional». 2001: 335-46.
34. Modler H.W., Birlouez I., Holland S., et al. Oligosaccharides and probiotic bacteria. Bull IDF. 1996; 313: 58.
35. Rycroft C.E., Jones M.R., Gibson G.R., et al. A comparative in vitro evaluation of the fermentation properties of prebiotic oligosaccha-rides. J Appl Microbiol. 2001; 91: 878-87.
36. Gallego C.G., Salminen S. Novel probiotics and prebiotics: how can they help in human gut microbiota dysbiosis? Appl Food Biotechnol. 2016; 3 (2): 72-81.
37. Florowska A.L., Krygier K., Florowski T., et al. Prebiotics as functional food ingredients preventing diet-related diseases. Food Funct. 2016; 7 (5): 2147-55.
38. Slavin J. Fiber and prebiotics: mechanisms and health benefits. Nutrients. 2013; 5 (4): 1417-35.
39. Manderson K., Pinart M., Tuohy K.M., et al. In vitro determination of prebiotic properties of oligosaccharides derived from an orange juice manufacturing by-product stream. Appl Environ Microbiol. 2005; 71: 8383-9.
40. Roberfroid M., Gibson G.R., Hoyles L., et al. Prebiotic effects: metabolic and health benefits. Br J Nutr. 2010; 104: S1-63.
41. Miremadi F. Applications of inulin and probiotics in health and nutrition. Int Food Res J. 2012; 19 (4): 1337-50.
42. Kelly G. Inulin-Type prebiotics: a review (part 2). Altern Med Rev. 2009; 14 (1): 36-55.
43. Roberfroid M.B. Introducing inulin-type fructans. Br J Nutr. 2005; 93: 13-25.
44. Sangeetha P.T., Ramesh M.N., Prapulla S.G. Recent trends in the microbial production, analysis and applications of fructo-oligosac-charides. Trends Food Sci Technol. 2005; 16: 442-57.
45. Gibson G.R., Rastall R.A. Prebiotics: development and application. Chichester: John Wiley and Sons, 2006: 249 p.
46. The Russian market of fructans: inulin, oligofructose, fructo-oli-gosaccharides [Electronic resource]. Moscow., 2016. URL: http:// www.centripap.ru/report/food/functional/Inulin/ (date of access: 09.10.16). (in Russian)
47. Playne M.J. Galacto-oligosaccharides and other products derived from lactose. In: Advanced Dairy Chemistry. 2009: 15-26.
48. Torres D.P. Galacto-oligosaccharides: production, properties, applications, and significance as prebiotics. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2010; 9 (5): 438-54.
49. Sangwan V., Tomar S.K., Singh R.R., et al. Galacto-oligosaccharides: novel components of designer foods. J Food Sci. 2011; 76: 103-111.
50. Hramtsov A.G. Trends of ways to get galaktoligosaharidov. In: Proceedings of the Higher Educational Institutions. Food technology. Krasnodar: KubGTU, 2011: 5-8. (in Russian)
51. Hramtsov A.G. Application of yeast - producing beta-galactosidase to produce galactooligosaccharides from lactose containing raw material. Khranenie i pererabotka sel'khozsyr'a [Storage and Processing of Agricultural Raw Materials]. 2012; 8: 36-9. (in Russian)
52. Rodnaja A.B. Biotechnology Development concentrates galactooli-gosaccharides from lactose containing raw material: Autoabstract of Diss. Stavropol, 2011. (in Russian)
53. Hamagaeva I. Theoretical substantiation and working out of technology of dairy products through the use of p-galactosidase and bifidobacteria: Autoabstract of Diss. Moscow, 1989. (in Russian)
54. Ait-Aissa A., Aider M. Lactulose: production and use in functional food, medical and pharmaceutical applications. Practical and critical review. Int J Food Sci. Technol. 2014; 49: 1245-53.
55. Silverio S.C., Macedo E.A., Teixeira J.A., et al. Biocatalytic approaches using lactulose: end product compared with substrate. Compr Rev. 2016; 15: 878-96.
56. Sinelnikov B.M., Hramtsov A.G., Evdokimov I.A., et al. Lactose and its derivatives. Saint Petersburg: Professiya, 2007: 786 p. (in Russian)
57. Ryabtsevа S.A. The preparation and use of lactulose: past, present and future. Pererabotka moloka [Processing of Milk]. 2007; (8): 32-5. (in Russian)
58. Ryabtsevа S.A. Lactulose in dairy products: new developments. Pererabotka moloka [Processing of Milk]. 2012; (10): 56-8. (in Russian)
59. Bratsihina M.A. Improving functional fermented milk products technology with lactulose: Autoabstract of Diss. Stavropol, 2013. (in Russian)
60. Akhmеdova V.R. Development of fermented milk ice cream technology with prebiotic components. Autoabstract of Diss. Stavropol, 2015. (in Russian)
61. Murzin I.I. Russian market prebiotics: business food ingredients. 2011. [Electronic resource]. URL: http://bfi-online.ru/aviews/index. html?msg (date of access: 09.10.2016). (in Russian)
62. Blatchford R., Ansell J., Me Godoy M.R.C., et al. Preboitic mechanisms, functions and applications - a review. Int J Probiotics Prebi-otics. 2013; 8 (4): 109-32.
63. Samylina V.A. The impact of foods enriched with pro- and prebiotics on the status of human microecological. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2011; (2): 31-6. (in Russian)
64. Sukhanov B.P., Kerimova M.G., Elizarova E.V. Actual aspects of supervision of dietary therapeutic and preventive nutrition in medical institutions. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2014; (1): 12-9. (in Russian)
65. Bayova E.V. Food ingredients market: current trends and the development of guidelines 2013. URL: http://www.foodnavigator.ru/inform/ nauka/rynok-pishhevyx-ingredientov-sovremennye-trendy-i-orien-tiry-razvitiya.html (date of asccess: 10.09.2016). (in Russian)
66. ISAAP 2016 Annual meeting [Elecrtonic resource]: International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics. Turku, Finland, 2016. URL: http://isappscience.org/2016-annual-meeting/ (date of access: 09.10.2016).
67. Markova Yu.M., Efimochkina N.R., Bykova I.B., et al. 67. On the development of national standards for safety research methods, the authenticity and effectiveness of probiotic food. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2014; 83 (3): 158-9. (in Russian)
68. Methodical recommendations of the MP 2.3.1.1915-04 «Recom-mended levels of consumption of food and biologically active substances». Approved by the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-being on July 2, 2004. URL: http: //www.gcgie .ru / CSportM / MR_2-3-1-1915-04.pdf. (in Russian)
69. Uniform sanitary-epidemiological and hygienic requirements for goods subject to sanitary-epidemiological supervision (control). Approved by the decision of the Commission of the Customs Union of May 28, 2010 No. 299. URL: http://www.tsouz.ru/KTS/KTS17/ Pages/P2_299.aspx. (in Russian)
70. GOST R 56201-2014 Functional food products. Methods of determination of bifidogenic properties. In: Electronic Fund of legal and normative technical documentation http://docs.cntd.ru/docu-ment/1200114185. (in Russian)
71. Model list of WHO essential medicines (19th list, April 2015). URL: http://www.who.int/medicines/publications/essentialmedi-cines/EML2015_8-May-15.pdf (in Russian)
