CC BY
4И.В. Хамаганова, д-р техн. наук, доц., e-mail: xiv2609@mail.ru Н.А. Замбалова, канд. экон. наук, докторант Н.Ю. Потапчук, аспирант Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, г. Улан-Удэ
УДК 615.356:579.873.13
ВИТАМИНСИНТЕЗИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ БИФИДОБАКТЕРИЙ
Представлены результаты изучения витаминсинтезирующей способности представителей физиологической микрофлоры человека - штаммов бифидобактерий Bifidobacterium longum ДК-100, Bifidobacterium adolescentis DSM 283 и их сочетаний.
Ключевые слова: бифидобактерии, сочетание, синтез витаминов, биологическая роль, недостаток, заболевания, геродиетическое питание.
I.V. Khamaganova, Dr. Sc. Engineering, Assoc. Prof., N.A. Zambalova, Cand. Sc. Economics, Assoc. Prof., N.Yu. Potapchyk, P.G.
VITAMINS SYNTHESIZING ABILITY OF BIFIDOBACTERIUM
The results of studying the ability vitamins sinthezing of representatives physiological human microflora - bifidobacteria strains Bifidobacterium longum DK-100, Bifidobacterium adolescentis DSM 283 and combinations thereof are given.
Key words: вifidobacterium, combination, synthesis of vitamins, biological role, deficiency, diseases, geriatric nutrition.
Введение
Старение населения - одна из доминирующих тенденций XXI в. В России число пожилых людей и их доля в общей численности населения, как и во всем мире, постоянно возрастает. Так, по данным экспертов Управления статистики населения и здравоохранения Рос-стата РФ [7] количество пожилых людей старше 65 лет составляет 13% от общего числа жителей (согласно классификации ООН, страна считается старой, если в ней доля жителей старше 65 лет составляет более 7%). Мужчины живут значительно меньше женщин, и среди тех, кто старше 60 лет, женщин в 2,5 раза больше [4].
Для такой значительной части населения важнейший фактор здоровой старости - это рациональное питание. Правильно организованное питание является мощным средством воздействия на процессы старения и предупреждения преждевременного развития изменений и нарушений в организме человека.
Вклад питания в развитие заболеваний сердечно-сосудистой системы, остеопороза, диабета, ожирения, некоторых форм злокачественных новообразований составляет от 30 до 50% [6].
При рациональном питании пожилых людей с учетом возрастных патологических изменений желудочно-кишечного тракта необходимо соблюдение таких принципов геродиете-тики, как обогащение рационов продуктами, нормализующими кишечную микрофлору; рационализация режима питания; использование пищевых продуктов, достаточно легко подвергающихся действию пищеварительных ферментов [5].
Доминирующими таксономическими группами бактерий, в норме колонизирующими интестинальный тракт человека, являются бифидобактерии, лактобактерии, бактероиды и клостридии.
Из 24 видов, составляющих согласно современной классификации род Bifidobacterium, чаще других выделяются из кишечника здоровых людей и считаются наиболее физилогиче-
скими для организма человека - B. bifidum, B. longum, B. adolescentis, B. breve и B. infantis [13]. С наибольшей частотой в биоценозе обнаруживаются виды B. bifidum, B. longum и B. adolescentis (39-75%), причем виды B. breve и B. infantis преобладают преимущественно у детей грудного возраста, а виды B. longum и B. adolescentis - у взрослых людей.
Таким образом, при любом заболевании, ассоциированном с микроэкологическими нарушениями, в том числе бактериемии различной этиологии, комплекс лечебных мероприятий должен обязательно включать восстановление нормобиоценоза с помощью пробиотиков на основе физиологической микрофлоры, прежде всего бифидобактерий и лактобацилл. Перспективным в настоящее время можно считать направление, связанное с получением продукции на молочной основе синбиотической направленности. Это продукты и БАД, сочетающие в себе про- и пребиотики. Подобное сочетание позволяет создавать новые виды лечебных, диетических, функциональных продуктов или специализированных препаратов [8-12, 14]. Бесспорно, что оптимальной основой для пробиотических продуктов являются бифидобактерии.
Целью работы является изучение витаминсинтезирующей способности бифидобакте-
рий.
Объекты и методы исследования
В целях изучения витаминсинтезирующей способности бифидобактерий в качестве объектов исследований были выбраны чистые культуры бактерий: штаммы Bifidobacterium longum ДК-100 и Bifidobacterium adolescentis DSM 283, полученные из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИ «Генетика». Культуры микроорганизмов были активизированы уникальным биотехнологическим методом, разработанным в ВСГУТУ. Для культивирования пробиотических микроорганизмов применяли питательную среду на основе осветвленной творожной сыворотки с внесением ростовых компонентов.
Была изучена способность к синтезу водорастворимых витаминов - В1 (тиамин), В3 (ниацин, никотиновая кислота, никотинамид, витамин PP), В5 (пантотеновая кислота), В6 (пиридоксин) отдельных культур B. longum ДК-100, B. adolescentis DSM 283 и их сочетаний в соотношении 3:7, 4:6 соответственно.
Содержание витаминов определяли методом капиллярного электрофореза [1]. Идентификацию и количественное определение анализируемых витаминов проводили с помощью установленного программного обеспечения.
Результаты и их обсуждение
У лиц пожилого (61-74 года) и старческого (75 лет и старше) возраста постепенно ухудшаются переваривающая и всасывающая способность слизистой оболочки кишечника. При атрофии ворсинок кишечника снижается активность пищеварения и всасывания компонентов пищи. Следствием этого является дефицит в организме белков, витаминов, микро- и макроэлементов.
Известно, что с возрастом витамины приобретают все большее значение в качестве активаторов обмена веществ, стимуляторов защитных систем организма.
Результаты исследования способности культур B. longum ДК-100, B. adolescentis DSM 283 и их сочетаний в соотношении 3:7, 4:6 к синтезу витаминов представлены в таблице 1.
Таблица 1
Содержание витаминов в заквасках бифидобактерий
Витамины B. longum ДК-100 B. adolescentis DSM 283 Соотношение бактерий
3:7 4:6
Тиамин 50,7 56,3 51,1 83,9
Пиридоксин - 5,34 - -
Никотиновая кислота - 203 27,4 165
Пантотеновая кислота 292 294 279 346
Как видно из представленных данных, исследуемые культуры заквасок обладают различной способностью к биосинтезу витаминов.
Уменьшение оттока желчи наряду с ослаблением выделительной функции кишечника и понижением окислительно-восстановительных процессов у пожилых людей приводит к задержке холестерина в организме и развитию атеросклероза. В России заболеваемость инсультом и смертность остаются одними из самых высоких в мире, ежегодно в стране регистрируется более 400 тыс. случаев инсульта, среди которых (70-85)% составляют ишемические инсульты. Инсульт - лидирующая причина стойкой утраты трудоспособности [3]. Резкий рост заболеваемости начинается в возрастной группе от 65 до 75 лет; с каждым следующим десятилетием заболеваемость удваивается, такая же картина прослеживается и в отношении показателей смертности.
Установлено благоприятное влияние никотиновой кислоты на нарушения липопроте-идного обмена, наблюдающегося при атеросклерозе. Очистка кровеносных сосудов не просто уменьшает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Улучшая кровообращение по всему телу, ниацин помогает решить множество разнообразных проблем, связанных с плохим кровоснабжением, включая феномен Рейно (когда руки становятся крайне чувствительными к холоду) и перемежающуюся хромоту (болезненное состояние ног при ходьбе). Лучшее кровоснабжение мозга помогает отсрочить старческое слабоумие.
Исследованиями установлено, что при сочетании культур B. longum ДК-100, B. adolescentis DSM 283 в соотношении 4:6 установлено содержание витамина В3 (никотиновая кислота), равное 165 мг/л.
Следует обратить внимание на синтез витаминов, обладающих антисклеротическим действием: в заквасках B. adolescentis DSM 283 содержание пиридоксина составило 5,34 мг/л, пантотеновой кислоты - 294 мг/л.
Во всех вариантах заквасок обнаружено достаточно большое количество витамина В1. А как известно, если большую часть рациона питания составляет вареная пища или рафинированные мучные и зерновые продукты, что характерно для лиц пожилого возраста, то рекомендуется большее потребление именно тиамина.
9 3
Разработанные лабораторные закваски, содержащие Ы0 КОЕ/см жизнеспособных клеток бифидобактерий, применяются для получения инокулята для производства бактериальных концентратов. Использование бактериального концентрата для изготовления кисломолочных продуктов позволит получать продукты, характеризующиеся высокими пробио-тическими и потребительскими свойствами. Биопродукты будут отличаться повышенным содержанием витаминов.
Витамины - группа эссенциальных микронутриентов, участвующих в регуляции и ферментативном обеспечении большинства метаболических процессов [2].
В таблице 2 приведены данные из «Норм физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах...» для взрослых.
Таблица 2
Среднее потребление в России и нормируемые показатели по водорастворимым витаминам
Среднее Верхний Уточненная
Наименование потребление допустимый физио-логическая
в России уровень потребность
для взрослых
Витамин В1 (тиамин), мг/сут 1,3-1,5 не установлен 1,5
Витамин В6 (пиридоксин), мг/сут 2,1-2,4 25 2,0
Ниацин, мг/сут 13-15 60 20
Пантотеновая кислота, мг/сут 4,3-6,3 не установлен 5 (вводится впервые)
Ниже приведена характеристика рассматриваемых витаминов группы В: - витамин В1 (тиамин) в форме образующегося из него тиаминдифосфата входит в состав важнейших ферментов углеводного и энергетического обмена, обеспечивающих орга-
низм энергией и пластическими веществами, а также метаболизма разветвленных аминокислот. Недостаток этого витамина ведет к серьезным нарушениям со стороны нервной, пищеварительной и сердечно-сосудистой систем;
- витамин В6 (пиридоксин) в форме своих коферментов участвует в превращениях аминокислот, метаболизме триптофана, липидов и нуклеиновых кислот, участвует в поддержании иммунного ответа, участвует в процессах торможения и возбуждения в центральной нервной системе, способствует нормальному формированию эритроцитов, поддержанию нормального уровня гомоцистеина в крови. Недостаточное потребление витамина В6 сопровождается снижением аппетита, нарушением состояния кожных покровов, развитием гомо-цистеинемии, анемии;
ниацин в качестве кофермента участвует в окислительно-восстановительных реакциях энергетического метаболизма. Недостаточное потребление витамина сопровождается нарушением нормального состояния кожных покровов, желудочно-кишечного тракта и нервной системы;
- пантотеновая кислота участвует в белковом, жировом, углеводном обмене, обмене холестерина, синтезе ряда гормонов, гемоглобина, способствует всасыванию аминокислот и сахаров в кишечнике, поддерживает функцию коры надпочечников. Недостаток пантотено-вой кислоты может вести к поражению кожи и слизистых.
В заключение следует отметить, что потребности в водорастворимых витаминах остаются постоянными на протяжении жизни.
Выводы
Таким образом, для нормального функционирования пищеварительной системы и всего организма в целом критически важен сбалансированный и полноценный состав кишечной микрофлоры человека. Высокая витаминсинтезирующая способность бифидобактерий Bifidobacterium longum ДК-100 и Bifidobacterium adolescentis DSM 283 и их сочетаний позволит создавать биопродукты для геродиетического питания, потребление которых будет способствовать повышению качества и продлению жизни пожилых людей, сохранению работоспособности, профилактике заболеваний, создаст условия для адекватной адаптации к окружающей среде.
Библиография
1. ГОСТ Р 52741-2007 Премиксы. Определение содержания витаминов: Bj (тиаминхлорида), В2 (рибофлавина), В3 (пантотеновой кислоты), В5 (никотиновой кислоты и никотинамида), В6 (пиридок-сина), Вс (фолиевой кислоты), С (аскорбиновой кислоты) методом капиллярного электрофореза.
2. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации: методические рекомендации МР 2.3.1.2432-08.
3. Балданова Г.Б., Демешко А.Д., Халудорова В.В.и др. Эпидемиологическая характеристика инсульта в г. Улан-Удэ // Особенности формирования здорового образа жизни: факторы и условия: материалы II Междунар. практ. конф. (27 апреля 2012). - Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2012. -С. 24-26.
4. Исаев В.А., Симоненко С. В. Профилактика старения // Пищевая промышленность. - 2014. -№4. - С. 52-55.
5. Конев Ю.В., Ефремов Л.И., Ли Е.Д. и др. Питание лиц старших возрастных групп // Клиническая геронтология. - 2014. - № 1. - С. 56-60.
6. Погожева А.В., Батурин А.К., Сорокина Е.Ю. и др. Актуальные вопросы диагностики и алиментарной коррекции неинфекционных заболеваний по итогам работы центра «Здоровое питание» // Вопросы питания. - 2014. - Т. 83, № 3. - С. 32-33.
7. Грицюк М. Способ борьбы со старостью // Российская газета. - 2013. - № 6196 от 2 окт.
8. Хамагаева И.С. Метаболизм пробиотических микроорганизмов: учеб. пособие. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2010. - 112 с.
9. Хамагаева И.С. Научные основы биотехнологии кисломолочных продуктов для детского и диетического питания: монография. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2005. - 279 с.
10. Хамагаева И.С. Пробиотические биологически активные добавки: учеб. пособие. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГУТУ, 2014. - 120 с.
11. Хамагаева И.С. Разработка пробиотических заквасок для биотехнологической обработки животного и растительного сырья // Биотехнология в интересах экологии и экономики Сибири и Дальнего Востока: материалы I Всерос. науч.-практ. конф. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2010. -С.156-159.
12. Ханхалдаева С.Г.-Д., Тумунова С.Б., Замбалова Н.А. Исследование конкурентного потенциала пробиотического бифидосодержащего кисломолочного продукта // Вестник ВСГУТУ. — 2013. — №2 (41). - С. 51-56.
13. Янковский Д.С., Дымент Г. С. Бифидобактерии и лактобациллы как оптимальная основа современных пробиотиков // Современная педиатрия. - 2006. - № 3 (12). - С. 1-10.
14. Bruhn С.М., Bruhn J.C., Cotter А. et al. Consumer attitudes toward use of probiotic cultures // J. of food science. - 2002. - Vol. 67. - N 5. - P. 1969-1972.
Bibliography
1. GOST R 52741-2007 Premixes. Determination of vitamins Bj (tiaminhlorida), B2 (riboflavin), B3 (pantothenic acid), B5 (nicotinic acid and nicotinamide), B6 (pyridoxine), Bc (folic acid), C (ascorbic acid) by capillary electrophoresis.
2. Norms of physiological needs for energy and nutrients for different groups of the population of the Russian Federation: Guidelines 2.3.1.2432-08 MR.
3. Baldanova G.B., Demeshko A.D., Haludorova V.V. et al. Epidemiological characteristic of insult in Ulan-Ude / Features of a healthy lifestyle: factors and conditions : a collection of articles of the II Intern. Pract. conf. (April 27, 2012). - Ulan-Ude: Univ VSGUTU, 2012. - P. 24-26.
4. Isaev V.A., Simonenko S.V. Prevention of aging // Food processing industry. - 2014. - N 4. -P.52-55.
5. Konev Yu. V., Efremov L.I., Lee E.D. et al. Food older age groups // Clinical Gerontology. - 2014. -N 1. - P. 56-60.
6. Pogozheva A.V., Buchanan A.K., Sorokina E.Yu. et al. Questions of diagnostics and correction of nutritional noncommunicable diseases on the results of the center «Healthy Eating» // Nutrition. - 2014. -T. 83, N3,-P. 32-33.
7. GritsyukM. Way to fight aging // Rossiyskaya Gazeta. - 2013. - N 6196 on October 2.
8. Khamagaeva I.S. Metabolism of probiotic microorganisms: Textbook. - Ulan-Ude: Univ ESSTU, 2010. -112 p.
9. Khamagaeva I.S. Scientific bases of biotechnology dairy products for children and dietary: Monograph. - Ulan-Ude: Univ ESSTU, 2005. - 279 p.
10. Khamagaeva I.S. Probiotic supplements: Textbook. - Ulan-Ude: Univ VSGUTU, 2014. -120 p.
11. Khamagaeva I.S. Development of probiotic starter cultures for biotechnological processing of animal and vegetable raw materials // Biotechnology in the interests of ecology and economy of Siberia and the Far East: a collection of articles of the I All-Russian Scientific and Practical, conf. - Ulan-Ude: Izd VSGTU, 2010.-P. 156-159.
12. Khankhaldaeva S.G.-D., Tumunova S.B., Zambalova N.A. Study of the competitive potential of fermented milk products containing bifidobacterium // ESSTU Bulletin. - 2013. - N 2 (41). - P. 51-56.
13. Jankowski D.S., Dyment G.S. Bifidobacteria and lactobacilli as the optimal basis of modern probi-otics // Contemporary Pediatrics. - 2006. - N. 3 (12). - P. 1-10.
14. Bruhn C.M., Bruhn J.C., Cotter A. et al. Consumer attitudes toward use of probiotic cultures // J. of food science. - 2002. - Vol. 67. - N 5. - P. 1969-1972.
