Μικροφύκη και προβιοτική δράση

Η ζύμωση από μικροοργανισμούς για την παραγωγή τροφίμων και αλκοολούχων ποτών χρησιμοποιείται εδώ και πολλά χρόνια, αλλά οι μικροοργανισμοί αυτοί εξετάστηκαν σχετικά πρόσφατα για την πιθανή ευεργετική τους επίδρασηKopp-Hoolihan, L. (2001). Prophylactic and Therapeutic Uses of Probiotics. Journal of the American Dietetic Association, 101(2), pp.229-241.. Οι ζωντανοί μικροοργανισμοί που όταν χορηγηθούν σε κατάλληλη ποσότητα έχουν ευεργετική δράση στην υγεία του ξενιστή χαρακτηρίζονται ως προβιοτικοίReport of a Joint FAO/WHO Working Group on Drafting Guidelines for the Evaluation of Probiotics in Food. London, Ontario, Canada: 2002. April, May. Guidelines for evaluation of probiotics in food..

Τα πιο κοινά προβιοτικά που χρησιμοποιούνται σήμερα στην παραγωγή τόσο ζυμωμένων όσο και μη ζυμωμένων γαλακτοκομικών προϊόντων ανήκουν στα γένη Lactobacillus και BifidobacteriumKnut, H., J. (2001). Probiotic bacteria in fermented foods: product characteristics and starter organisms. The American Journal of Clinical Nutrition, 73(2), pp. 374-379.. Μια πληθώρα παραγόντων επηρεάζουν την βιωσιμότητα των προβιοτικών στο προϊόν ώστε να μπορούν να παραμείνουν ενεργά κατά την είσοδο τους στην γαστρεντερική οδό. Η θετική επίδραση των μικροφυκών στα προβιοτικά των γαλακτοκομικών προϊόντων είναι σημαντική για τη βιομηχανία τροφίμων επειδή προσφέρει μια λύση στη μειωμένη ποσότητα και βιωσιμότητα των προβιοτικών λόγω της ανάπτυξης άλλων βακτηρίων και του τρόπου αποθήκευσηςBeheshtipour, H., Mortazavian, A., Mohammadi, R., Sohrabvandi, S. and Khosravi-Darani, K. (2013). Supplementation of Spirulina platensis and Chlorella vulgaris Algae into Probiotic Fermented Milks. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 12(2), pp.144-154.. Η αδενίνη, η υποξανθίνη και τα ελεύθερα αμινοξέα που περιέχονται στα κυανοβακτήρια καθώς και ο αλκαλικός τους χαρακτήρας είναι η βασική αιτία για την ενισχυτική τους δράση. Η προσθήκη μικροφυκών – με ιδιαίτερη έμφαση στo κυανοβακτήριο Arthrospira platensis (γνωστό και ως ‘Spirulina’) και το χλωροφύκος Chlorella vulgaris-  προάγει την ανάπτυξη των προβιοτικών, τη βιωσιμότητα τους καθώς και την παραγωγή οξέων από αυτά, σε προϊόντα από γάλα που έχει υποστεί ζύμωση. 

Παρά τα σημαντικά προτερήματα της προσθήκης μικροφυκών υπάρχουν ορισμένα μειονεκτήματα όπως η αλλαγή στην οσμή, το χρώμα και τη γεύση των γαλακτοκομικών προϊόντων και η αύξηση του κόστους παραγωγής. Πιθανές λύσεις για τα προβλήματα στην εμφάνιση μπορούν να αποτελέσουν η προσθήκη χρωστικών, γεύσεων καθώς και βελτιωτικών υφής. Παράλληλα, η μείωση του κόστους μπορεί να επιτευχθεί με πιο αποδοτική καλλιέργεια των ίδιων των μικροφυκών. 

Τα ίδια θετικά αποτελέσματα παρατηρούνται και σε προβιοτικά της γαστρεντερικής οδού. Στελέχη των γενών Lactobacillus και Bifidobacterium αποικίζουν κυρίως γαστρεντερικές αλλά και άλλες οδούς αποτελώντας τη φυσιολογική μικροχλωρίδα του ανθρώπου και έχουν χαρακτηριστεί ως προβιοτικά. Έχει αποδειχθεί ότι ορισμένα είδη μικροφυκών όπως αυτά του γένους Arthrospira (Spirulina) έχουν προβιοτική δράση όταν χορηγηθούν αυξάνοντας  τον αριθμό των βακτηρίων Lactobacillus στο έντερο ανθρώπων και αρουραίων,Kulshreshtha, A., J., A., Jarouliya, U., Bhadauriya, P., Prasad, G. and Bisen, P. (2008). Spirulina in Health Care Management. Current Pharmaceutical Biotechnology, 9(5), pp.400-405.. Ακόμη, η πρόσληψη κυανοβακτηρίων του γένους Arthrospira από τον άνθρωπο ως συμπληρώματα διατροφής ενισχύει την ανάπτυξη των γαλακτοβακτηρίων του εντέρουSpolaore, P., Joannis-Cassan, C., Duran, E. and Isambert, A. (2006). Commercial applications of microalgae. Journal of Bioscience and Bioengineering, 101(2), pp.87-96..

Απομάκρυνση κυανοτοξινών με τη χρήση προβιοτικών

Οι μικροκυστίνες είναι τοξίνες σε μορφή κυκλικών επταπεπτιδίων που παράγονται από κυανοβακτήρια. Μπορούν να βρεθούν στο πόσιμο νερό και παρουσιάζουν ισχυρή ηπατοτοξικότητα, προάγουν την παραγωγή όγκων και δρουν ως καρκινογόναMeriluoto, J., Gueimonde, M., Haskard, C., Spoof, L., Sjövall, O. and Salminen, S. (2005). Removal of the cyanobacterial toxin microcystin-LR by human probiotics. Toxicon, 46(1), pp.111-114.. Η μικροκυστίνη–LR είναι από τις πιο κοινές και πιο τοξικές μικροκυστίνες.

Προβιοτικά βακτήρια που αποικίζουν τον εντερικό βλεννογόνο όπως το στέλεχος Bifidobacterium lactis Bb12 και το Lactobacillus rhamnosus GG έχουν την ικανότητα να συνδέονται με την μικροκυστίνη – LR διευκολύνοντας την απομάκρυνση της από το νερό. Πιο συγκεκριμένα, το Bifidobacterium lactis Bb12 αποδείχθηκε πιο αποτελεσματικό από το Lactobacillus rhamnosus GG, αλλά το μεγαλύτερο ποσοστό αφαίρεσης (46%) παρατηρήθηκε σε απενεργοποιημένα με θερμότητα Lactobacillus rhamnosus GG. Έχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον το γεγονός ότι τα απενεργοποιημένα με θερμότητα βακτήρια ήταν πιο αποδοτικά από τα ζωντανά στην αφαίρεση της μικροκυστίνης – LR, δείχνοντας ότι ο μεταβολισμός τους δεν εμπλέκεται σε μεγάλο βαθμό στη διαδικασία. Τα ευρήματα αυτά μπορούν να δώσουν μια ώθηση στην έρευνα για την απομόνωση προβιοτικών με τα κατάλληλα χαρακτηριστικά με σκοπό τη μείωση των επιπτώσεων των κυανοτοξινών που μπορεί να βρεθούν στο πόσιμο νερό στους ανθρώπους και τα ζώα . Σύμφωνα με αποτελέσματα της Nybom και συνεργατών (2007) Nybom, S., Salminen, S. and Meriluoto, J. (2007). Removal of microcystin-LR by strains of metabolically active probiotic bacteria. FEMS Microbiology Letters, 270(1), pp.27-33. ζωντανά στελέχη Lactobacillus rhamnosus GG και LC-705, Bifidobacterium longum 46, Bifidobacterium lactis 420 και Bifidobacterium lactis Bb12 εμφανίζουν ικανότητα αφαίρεσης μικροκυστίνης-LR μεταξύ 45% και 65%. Αντίθετα, τα ίδια βακτήρια μετά από λυοφιλίωση μπορούσαν να αφαιρέσουν μόνο 10-20% της μικροκυστίνης-LR. 

 Βιβλιογραφία 

Κατηγορία:Βιομηχανία τροφίμων
Κατηγορία:Μικροοργανισμοί