"МИС-РТ" - 2005. Сборник № 37-5.

Технология сохранения жидких концентратов бифидобактерий и лактобацилл на основе стабилизированной активированной низкоминерализованной воды в метастабильном состоянии

Дворников В. М.
Компания «Редокс Технологии»
e-mail: dvm_2005@mail.ru

 

Автором изобретения, заместителем генерального директора по научной работе компании «Редокс Технологии», Дворниковым Владимиром Мироновичем, разработана технология, позволяющая:

  • хранить жидкие концентраты бифидобактерий и лактобацилл в интервале температур от +4-6 о С до + 30  о С, в течение не менее чем 6 (шести) месяцев, что сопоставимо с температурным режимом хранения сухих пробиотиков,
  • увеличить выход объёма биомассы бифидобактерий и лактобацилл более чем на 250 %,
  • сократить вдвое время культивирования бифидобактерий и лактобацилл,
  • значительно увеличить резистентность бифидобактерий и лактобацилл по отношению к кислотному барьеру желудочно-кишечного тракта.

Получение вышеуказанных результатов стало возможным благодаря использованию в процессе культивирования жидких концентратов бифидобактерий и лактобацилл низкоминерализованного стабилизированного активированного водного раствора в метастабильном состоянии с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом (патент РФ No 2234945).

Указанная технология позволяет производителю жидких пробиотиков значительно сократить расходы на производство и хранение готовой продукции, расширить рынок её сбыта.

Ключевые слова: окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), метастабильное состояние, стабилизация ОВП, стабилизация редокс – потенциала, жидкие пробиотики, бифидобактерии, лактобациллы, культивирование бифидобактерий, увеличение срока хранения жидкой формы пробиотиков

Статья имеет информационный характер и предназначена в первую очередь для потенциальных Лицензиатов и Инвесторов.

Общепризнанна роль, которую играют в поддержании здоровья человека бифидобактерии. Этот вопрос освещен во многих литературных источниках (см., например, [1, 2]). Поэтому перечислим лишь вкратце те положительные воздействия, которые оказывают бифидобактерии (пробиотики) на организм "хозяина". Итак, жизнедеятельность бифидобактерии:

— тормозит рост раковых клеток кишечника;

— подавляет активность гнилостных и патогенных бактерий;

— стимулирует продуцирование витаминов;

— активизирует иммунные процессы;

— обеспечивает защиту от кишечной инфекции;

— активизирует кишечные функции.

— участвует в усвоении питательных веществ, витаминов и микроэлементов.

Важно отметить, что эти положительные воздействия на организм являются результатом метаболической деятельности бифидофлоры толстого кишечника, точнее, действием конечных продуктов метаболизма — конститутивных и индуцирующих ферментов: гликозидазы, уреазы, декарбоксилазы, азоредуктазы, нитроредуктазы и др. Фактически кишечная микрофлора имеет более высокую ферментативную активность, чем печень, и поэтому она иногда рассматривается как своего рода анаэробный орган "хозяина", его "вторая печень". С течением жизни микробный пул кишечника меняется и, как правило, не в пользу бифидобактерии, количество которых под воздействием ряда негативных факторов (антибиотики, экология, стрессы и пр.) постоянно сокращается и можно сказать, что в отсутствии специальных корректирующих мероприятий "вторая печень" со старением организма постепенно умирает. Важно отметить отсутствие фатальной зависимости состояния бифидофлоры от физического возраста организма. Более того, в многочисленных исследованиях показана зависимость такой функциональной системы, какой является микробный пул кишечника, от внешних воздействий, как положительных, так и отрицательных.

Сегодня при лечении и профилактике самых разных заболеваний все более широко используются пробиотики — бактерийные сухие или жидкие препараты из живых микробных культур (бифидобактерий и лактобактерий), предназначенные для коррекции микрофлоры хозяина (т. е. человека или даже животных, для которых выпускаются свои препараты) и лечения ряда заболеваний.

Бурное развитие исследований по разработке новых биопрепаратов и изучению механизма их лечебно-профилактического действия дает основания утверждать, что в XXI веке пробиотики в значительной степени потеснят на рынке традиционные и небезопасные для организма препараты, особенно те из них, которые применяются с профилактической целью.

Достоинством сухих препаратах ("Бифиформ", "Линекс", "Бактисубтил" и др.) следует считать то, что бактерии находятся как бы в состоянии спячки. Поэтому они не так чувствительны к перепадам температурного режима, их проще хранить. Такие препараты можно брать с собой в поездку и не бояться, что они испортятся в дороге. Однако, в случае использования сухих бифидобактерийных препаратов или сухих бифидозаквасок прямого внесения, не всегда можно говорить о получении эффективного бифидопродукта питания, так как большинство штаммов бифидобактерии  при сушке значительно изменяют свою активность, находясь в глубоком анабиозе и восстанавливают её только лишь после 3—5 делений после попадания в благоприятную для размножения среду. Часто такие  бифидобактерии  просто не успевают это сделать, попав, будучи сухими, в кишечник, и благополучно выносятся из него с фекалиями, не успев сделать свою полезную работу. Им требуется порядка 8—10 часов для перехода к активному физиологическому состоянию, однако к этому времени большая их часть уже может быть естественным образом элиминирована из кишечника. Для того, чтобы хоть какая-то часть бактерий закрепилась в кишечнике, их концентрация в сухих препаратах должна быть не менее чем 10 12-14 живых бактерий в 1 грамме сухого порошка. Столь высокую концентрацию живых бактерий получить в условиях распылительной сушки или лиофилизации практически невозможно, т. к. от 10 — 25 % популяций бактерий –пробиотиков гибнет, а сохранившие жизнеспособность бактерии резко снижают свою пролиферативную активность, в результате чего основная доля бактерий – пробиотиков при их назначении проходит через кишечник человека и животных транзитом, оказывая лишь минимальное лечебно-профилактическое действие и не проявляя способности к колонизации (заселению) данной экологической ниши. При более низкой концентрации живых бифидобактерий в сухом препарате эффекта от его применения практически не будет. Поэтому их эффективность выше у людей, страдающих запорами, — у бактерий оказывается достаточно времени на обретение активности. И напротив, если речь идет о ребенке, особенно младшего возраста, или о животном (котёнок, щенок, телёнок, поросёнок) у которых скорость продвижения пищи по кишечнику в несколько раз выше, чем у взрослого человека или животного, или же о взрослом человеке или животном со склонностью к диарее, эффект может быть ниже именно из-за нехватки времени для "пробуждения" бактерий.

Недостатком также следует считать высокую себестоимость производства сухих концентратов вследствие того, что оборудование для сушки (лиофилизации), располагающееся в технологической цепочке производства концентрата, настолько дорогостоящее, что далеко не каждое предприятие может позволить себе его закупить.

В отличие от сухих, в жидких пробиотиках бактерии постоянно находятся в активном состоянии. Главное достоинство жидких пробиотиков заключается в том, что бактерии в них находятся в живой биологически активной форме. Свое благотворное воздействие они оказывают незамедлительно — сразу после приема препарата, что выгодно отличает жидкие пробиотики от аналогичных сухих препаратов. Кроме живых бактерий жидкие пробиотики содержат продукты жизнедеятельности этих весьма полезных для организма человека биологически активных веществ: незаменимые аминокислоты, органические кислоты, витамины, интерфероностимулирующие и иммуномодулирующие вещества.

Жидкие пробиотики благодаря своим поистине уникальным лечебным, профилактическим, общеукрепляющим действиям охватывают практически все области медицины. Длительная апробация в ведущих клиниках во многих регионах России показала высокую эффективность их применения в гастроэнтерологии, проктологии, акушерстве и гинекологии, педиатрии, хирургии и травматологии, фтизиатрии, дерматовенерологии, онкологии, в спортивной медицине, косметологии, в гидроколонотерапии и других областях.

Можно также утверждать, что более надежным при изготовлении биопродуктов (бифидопродуктов) является использование в технологиях их изготовления жидких концентратов (заквасок) бифидобактерий, которые содержат действительно живые бифидобактерии. Одним из главных условий эффективности жидких концентратов бифидобактерий  должна быть очень высокая концентрация живых бифидобактерий  при выпуске — не менее 1010 бифидобактерий  в 1 мл., и не менее 109 бифидобактерий  в конце 2-3-х месячного срока хранения концентрата, а также обязательное использование гидролизата молочного белка в концентрате и гидролизата дрожжей. Такие бифидоконцентраты именуются: "Активный жидкий концентрат бифидобактерий "- (ЖКБ) и "Активная жидкая закваска бифидобактерий " (для производителей бифидокефира и других кисломолочных продуктов). Из таких бифидоконцентратов получаются по настоящему эффективные бифидосодержащие кисломолочные продукты, а при непосредственном их применении в виде БАДа также получаются эффективные результаты при лечении дисбактериозов.

Жидкие пробиотики одинаково полезны и безопасны и для взрослых, и для детей. Жидкие пробиотики намного дешевле сухих препаратов (по количеству содержащихся в них живых бактерий), что объясняется отлаженными технологиями культивирования и отсутствием стадии сушки. Жидкие пробиотики помогут победить уже возникший недуг, избежать излишнего применения антибиотиков, часто наносящих непоправимый вред организму, облегчат состояние при хронических заболеваниях. Неоценимую помощь они окажут и в деле профилактики многих тяжелых заболеваний, лечение которых может оказаться более дорогостоящим и длительным. Комплексное использование жидких пробиотиков дает возможность более результативно стабилизировать микрофлору кишечника, обмен веществ и укрепить иммунитет.

В настоящее время на рынке БАД известны следующие жидкие пробиотики:

  • нормофлорин-Б (бифидобактерии) со сроком хранения 1,5 месяца;
    нормофлорин-Л (лактобактерии) со сроком хранения 1,5 месяца;
    трилакт (лактобактерии) со сроком хранения 2 месяца;
  • биовестин-лакто (комплекс бифидо- и лактобактерий) со сроком хранения 2 месяца;
    биовестин со сроком хранения 2,5 месяца;
    жидкий концентрат бифидобактерий со сроком хранения 3 месяца;
  • нарине-Ф баланс (ферментативная вытяжка из лактобактерий) со сроком хранения 5 месяцев.

При этом срок 1,5 — 3 месяца при температуре + 4-6 о С соответствует идеальным условиям хранения и не удовлетворяет интересам производителя и потребителя.

Между тем, хорошо известно, что бифидобактерии имеют ряд отличительных особенностей в энергетическом обмене, потребностях в ростовых факторах. Являясь анаэробами, они способны начать рост только в отсутствии кислорода и при достаточно низком окислительно —восстановительном потенциале среды  (Eh). В тонком отделе кишечника из-за низкого рН и достаточно высокого уровня кислорода возможен лишь скудный рост микроорганизмов. Уже в процессе формирования защитных биоплёнок происходит более стабильное расселение нормофлоры по специфическим для них локусам. Бифидобактерии как наиболее строгие анаэробы колонизируют наиболее близкую к эпителию зону, где всегда поддерживается отрицательный окислительно-восстановительный потенциал (причём не только в толстой кишке, но и в других, более аэробных биотопах организма: в ротоглотке, влагалище, на кожных покровах). Лактобациллы, среди которых помимо облигатных анаэробов часто встречаются микроаэрофилы, колонизируют второй слой приэпителиальной зоны. При этом следует отметить, что очень часто и совершенно необоснованно лактобациллы относят к аэробному компоненту нормобиоценоза и рассматривают эту крайне важную для хозяина микрофлору как факультативную (сопутствующую). Большинство бактерий рода Lactobacillus являются облигатными анаэробами или микроаэрофилами и они могут противостоять лишь небольшим концентрациям кислорода (3).

В результате проведенных промышленных исследований было обнаружено, что питательная среда культивирования бифидобактерий и лактобацилл, основу которой составляет низкоминерализованная стабилизированная активированная вода в метастабильном состоянии с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом, позволяет:

увеличить выход объёма биомассы бифидобактерий и лактобацилл более чем на 250 %;

— вдвое сократить время культивирования;

— увеличить срок хранения жидкой формы готовой продукции как при температуре +4-6 о С, так и при температуре + 30  о С не менее чем до 6 (шести) месяцев.

— значительно увеличить резистентность бифидобактерий и лактобацилл по отношению к кислотному барьеру желудочно-кишечного тракта.

Выводы: хранение жидких концентратов пробиотиков в течение не менее 6 (шести) месяцев в интервале температур от + 4-6 оС до + 30  оС сопоставимо со временем и температурным режимом хранения сухих пробиотиков, что позволяет производителю значительно сократить расходы на хранение готовой продукции, расширить рынок её сбыта. Двойное сокращение сроков культивирования при одновременном увеличении объёма выхода биомассы в 2,5 раза позволяет производителю значительно сократить расходы на производство готовой продукции.

Литература:

1. Chou К. М. Selection of bifidobacteria for use as dietary adjuncts in cultured dairy foods. M. S. Thesis, Jhe Onto state University, Onio (1995).

2. Lankaputhra W. E. V. & Shah H. P. Survival of Lactobacillus acedophilus and Bifidobacterium spp. in the presence of acid and bilesalts Cult. Dairy Prodi. 30 (3): 2(1995).

3. Квасников Е. И., Нестеренко О. А. Молочнокислые бактерии и пути их использования. М.: Наука, 1975. 389 с.