Молочнокислые бактерии возбудители инфекции в перерабатывающей промышленности

Обновлено: 24.04.2024

Проведен анализ изученных пробиотических штаммов молочнокислых бактерий: Streptococcus thermophilus, Lactobacterium delbrucku subsp. lactis, Lactobacterium delbrucku subsp. bulgaricus (йогуртные культуры). Все более значительную роль играют специальные культуры, такие как Lactobacterium acidophilus, Lactobacterium casie subsp. rhamnosus, а также бифидобактерии Bifldobactirium lactis, Bifidobactirium longum, которые используют в биопромышленности как самостоятельно, так и в совокупности с другими молочнокислыми бактериями. Например, в йогурты добавляют не только специальные йогуртные культуры, но и бифидобактерии, ароматобразующие бактерии или ацидофильные палочки. Многие штаммы культур, которые используются в молочной промышленности, оказывают стимулирующее и регулирующее действие на организм и обладают антагонистическими свойствами, влияющими на болезнетворные и условно-патогенные микроорганизмы желудочно-кишечного тракта. Предложено использовать пробиотические штаммы, полученные из молочного гриба – это симбиотическая группа бактерий и микроорганизмов рода Зооглея (Zoogloea), используемая для получения молочного продукта, известного как кефир. Изучаемый кефир обладает сильным сокогонным действием, что объясняется содержанием в нем молочной кислоты, казеина, спирта и углекислоты. В нём накапливаются в процессе сквашивания антибактериальные вещества, свободные аминокислоты, ферменты, органические кислоты, витамины и содержится огромное количество живых клеток.

5. Лапина Т.И., Шпыгова В.М. Морфометрическая характеристика гепатоцитов ягнят // Диагностика, лечение и профилактика заболеваний сельскохозяйственных животных : сб. науч. тр. - Ставрополь, 2001. - С. 67–73.

6. Эффективность отечественного пробиотического препарата при выращивании ягнят в подсосный период / Н.А. Остроухов [и др.] // Овцы, козы, шерстное дело. - 2014. - № 1. – С. 41–42.

Микробы являются постоянными спутниками человеческого организма. Некоторые представители микромира часто сосуществуют с человеком в рамках стабильной и взаимовыгодной экосистемы, осваивая определенные его территории. Сапрофиты, комменсалы, симбионты оказывают организму животных и человека ценные услуги - помогают синтезировать витамины, переваривать и усваивать пищу, эффективно защищают от онкогенных влияний и разрушительных последствий вторжения других, совсем патогенных представителей микромира. Макроорганизм не всегда относится благоприятно к своим собственным микробам - сапрофитам и условно-патогенным микроорганизмам, и поэтому они могут стать источником инфекционной болезни. Но в целом их роль в биологии животных и человека следует оценить как позитивную.

В повседневной обыденной жизни широко распространены и часто используются молочнокислые бактерии. Их используют при употреблении в пищу кефиров, йогуртов, молочнокислых продуктов, купленных в магазине, а в аптеке приобретают препараты для восстановления микрофлоры кишечника после приема антибиотиков.

Люди, которые страдают избыточным весом, вспоминают о чудодейственных микроорганизмах, содержащихся в кефире, а некоторые женщины экономят на косметике, прибегая к лечебному действию молочнокислых микроорганизмов.

Молочнокислые бактерии - это группа микроорганизмов, которая сбраживает углеводы с образованием, главным образом, молочной кислоты. Однако среди молочнокислых бактерий существуют также патогенные и условно-патогенные. Есть зарубежные данные о небезопасности для человека спорообразующих молочнокислых бактерий (B. cereus и B. antracis). Некоторые молочнокислые бактерии обуславливают аромат и вкус кисломолочных продуктов, например ароматобразующие стрептококки (Streptococcus diacetilactis, Streptococcus citrovorus и др.), а также образуют углекислый газ, кислоты и ароматические вещества. Микрофлора кисломолочных продуктов, например кумыса, синтезирует витамины С, Bl, В2. К некоторым важным особенностям штамма Lactobacterium acidophilus, по мнению Брассорта (США), относится его способность выживать в процессе прохождения через желудочно-кишечный тракт человека, вырабатывать антимикробные компоненты. Установлено, что данный штамм улучшает симптомы, связанные с избыточным ростом бактерий в тонкой кишке у больных с хроническим заболеванием почек и при массовой диарее. Кроме этого, снижает у человека уровень ферментов, связанных с превращением прокарциногенов в карциногены. Пропионовокислые бактерии (род Propionibacterium) применяются при выработке сычужных сыров. В результате их жизнедеятельности образуются пропионовая кислота и ее соли, являющиеся ингибиторами плесеней. Некоторые виды (Propionibacterium shermanu) применяют для получения витамина В2. Наибольшее значение для здоровья человека имеют кишечные бактерии рода Bifidobacterium. Они поддерживают нормальный баланс кишечной микрофлоры, являясь ингибиторами патогенных микроорганизмов; обладают иммуномоделирующей активностью; снижают уровень холестерина и концентрацию потенциально опасного аммиака и аминов в крови; имеют противоопухолевую активность, связанную со снижением количественного содержания проканцерогенов, а также способны поглощать канцерогены, образующиеся при жарке мяса; участвуют в синтезе витаминов и других биологически активных веществ (тиамина, рибофлавина, группы К), аминокислот и ферментов (лизоцима и казеинфосфатазы). Установлено, что Bifidobacterium lactis достигает высокого количества клеток, которые улучшают вкус продуктов и устойчивы к кислой реакции среды, вследствие чего имеют высокие адгезивные свойства, т.е. выживаемость в ЖКТ в процессе микробной трансформации. Ацидофильные бактерии могут вырабатывать собственные антибиотики, которые подавляют кишечную палочку, дизентерийные бактерии, сальмонеллы, коагулазоположительные стафилококки и др.; оказывают направленное действие на некоторые метаболические процессы, важные для ускорения восстановления и повышения работоспособности организма. Эти микроорганизмы, приживляясь в кишечнике человека, способствуют уменьшению роста патогенных микроорганизмов, что предотвращает развитие гнилостных и бродильных процессов. Кроме того, ацидофильная палочка помогает организму усваивать молочный белок, что характеризуется повышением кислотности и благоприятствует всасыванию и усвоению солей кальция организмом человека. Термофильные стрептококки придают продуктам плотную консистенцию и чистый кисломолочный вкус. Усиление определенных иммунных показателей соответствует иммунному статусу организма животного и человека. Кисломолочные напитки обладают высокими диетическими и лечебными свойствами. Эти свойства известны с давних времен. Великий русский физиолог И.И. Мечников долголетие болгар объяснял большим потреблением йогуртов. Потребление кисломолочных напитков улучшает здоровье человека, повышает его резистентность к инфекциям и образованию опухолей. Ацидофильные напитки применяются в процессе лечения желудочно-кишечных заболеваний, колита, холецистита, туберкулеза, фурункулеза, детской грудной астмы. Кумыс и куранга используются при лечении незаживающих язв, желудочно-кишечных заболеваний и астмы. Они не только оздоравливают желудочно-кишечный тракт, но и благоприятно действуют на нервную систему и обмен веществ. Продукты, изготовленные из возбудителей молочнокислого брожения, рекомендуется применять при диспепсии, запорах, малокровии, злокачественных опухолях, истощении, потере аппетита, профилактике иных заболеваний. Итак, мы видим, что благодаря своему химическому составу, а также закваскам, используемым при их производстве, молочные продукты обладают высокой физиологической ценностью и поэтому рекомендуются для ежедневного питания человека.

На сегодняшний день известны такие классические культуры молочнокислых бактерий, как Streptococcus thermophilus, Lactobacterium delbrucku subsp. lactis, Lactobacterium delbrucku subsp. bulgaricus (йогуртные культуры), все более значительную роль играют специальные культуры, такие как Lactobacterium acidophilus, Lactobacterium casie subsp. rhamnosus, а также бифидобактерии Bifldobactirium lactis, Bifidobactirium longum. Их используют в биопромышленности как самостоятельно, так и в совокупности с другими молочнокислыми бактериями. Например, в йогурты добавляют не только специальные йогуртные культуры, но и бифидобактерии, ароматобразующие бактерии или ацидофильные палочки. Многие штаммы культур, которые используются в молочной промышленности, относятся к пробиотикам. Они оказывают стимулирующее и регулирующее действие на организм и обладают антагонистическими свойствами, влияющими на болезнетворные и условно-патогенные микроорганизмы желудочно-кишечного тракта.

Наиболее изученными антимикробными веществами, выделяемыми пробиотиками, является группа антибактериальных пептидов - бактериоцинов, разнообразных по уровню активности, спектру и механизму действия (Cascales et al., 2007). Они легко расщепляются ферментами пищеварительного тракта, и поэтому считается, что они могут заменить традиционные химические консерванты (Nes et al., 2007). Lactococcus lactis образует бактериоцин - низин, который с успехом используют для увеличения сроков годности продуктов питания в пищевой промышленности многих стран уже более 50 лет (Cleveland et al., 2001). Но его применение ограничивается относительно узким спектром антимикробного действия, направленным только в отношении грамположительных бактерий, и появлением среди пищевых патогенов устойчивых форм (Kaur et al., 2011).

Установлено, что пробиотические штаммы микроорганизмов дают многоплановый эффект. Например, пробиотики благотворно действуют при диарее, вызываемой клостридиями или ротавирусами, а также связанной с приемом антибиотиков или химиотерапией. Нет сомнений, что пробиотики способны влиять на определенные иммунологические параметры, например усиливать активность фагоцитов (макрофагов) и лимфоцитов.

Доказано, что под действием пробиотиков снижается концентрация токсических веществ в организме человека, активность канцерогенных ферментов, улучшается усвояемость лактозы (особенно важно для людей, которые имеют её непереносимость).

Пробиотики имеют и другие научно обоснованные оздоравливающие свойства: профилактика инфекционных заболеваний, остеопороза, улучшение состояния при аллергических и аутоиммунных заболеваниях, снижение уровня холестерина, регулирование моторики желудочно-кишечного тракта.

Молочный гриб появляется вследствие симбиоза около десяти различных микробов, растущих и размножающихся вместе. В состав гриба входят:

уксуснокислые бактерии,
лактобактерии,
молочные дрожжи.

Кефирный продукт, появляющийся в результате жизнедеятельности молочного гриба, является продуктом одновременно и молочнокислого, и спиртового брожения. В кефире содержится не только молочная кислота, но также спирт и углекислый газ.

Полученный продукт обладает сильным сокогонным действием, потому что в нем содержатся молочная кислота, спирт, углекислоты и казеин. Молочная кислота придает напитку не только определенные вкусовые качества, но и определяет его диетические и профилактические свойства. Результатом её работы является активизация выделения пищеварительных ферментов в кишечный тракт и стимулирование их действия. Благодаря молочной кислоте в организме повышается усвоение фосфора и кальция.

Полезное действие кефира обусловлено его подавляющим действием по отношению к ряду микроорганизмов, в том числе и к болезнетворным организмам. Такое действие кефиров обусловлено способностью вырабатывать молочную кислоту и вещества (перекись водорода, уксусная, бензойная кислоты и др.), прекращающие развитие вредных бактерий в кишечнике, что, как правило, приводит к торможению гнилостных процессов и прекращению образования токсичных продуктов распада.

В результате молочнокислого и спиртового брожения содержание большинства витаминов в кисломолочных продуктах возрастает, за исключением ниацина. Свернутое молоко легче переваривается, чем натуральное, за счет изменения главных составных частей молока, поэтому люди, страдающие неусвоением лактозы, могут употреблять ферментированные молочные продукты без риска кишечных расстройств, так как количество лактозы в таких продуктах снижается до минимума благодаря действию микрофлоры закваски.

В кефире накапливаются антибактериальные вещества, органические кислоты, ферменты, свободные аминокислоты, витамины. Питательная ценность кефиров определяется содержанием в них углеводов, белков, минеральных солей и витаминов, которые находятся в легкоусвояемой для организма человека форме. В кефирах содержится около 250 различных веществ, 25 витаминов, 4 вида молочного сахара, пигменты и большое количество ферментов. Питательные вещества кефиров не только сами хорошо усваиваются, но и стимулируют усвоение питательных веществ других продуктов.

Бактерии, находящиеся в кефире, побуждают иммунную систему мобилизовать все силы организма на борьбу с раковыми клетками. Микроорганизмы кисломолочных продуктов играют большую роль в четком пропорциональном накоплении полезных веществ.

Пристальное внимание ученых привлекли полисахариды, содержащиеся в кефире. Результаты исследований свидетельствуют о том, что культура молочного гриба обезвреживает имеющиеся в организме токсины и снижает уровень холестерина в крови. Таким образом, кефир является прекрасным профилактическим средством против продолжительного действия на организм ядовитых веществ и заболеваний сердечно-сосудистой системы. По этой причине курящим людям, диабетикам, а также страдающим избыточным весом нужно обязательно включить в свой рацион кефир.

Лабораторные эксперименты показали, что молочнокислые бактерии, в больших количествах содержащиеся в кефире, нейтрализуют действие так называемых ферментов, которые являются главными виновниками разрастания раковых клеток в кишечнике. Доказано, что молочнокислые бактерии препятствуют развитию рака молочной железы и рака толстой кишки, а также способствуют лечению данных болезней. Ученые считают, что ежедневное употребление кефира в количестве 500 грамм является эффективной мерой профилактики рака.

На основании полученных результатов исследований множества авторов можно утверждать, что культуры микроорганизмов, входящие в состав кефирного продукта молочного гриба, возможно использовать в биотехнологии при производстве пробиотических препаратов, применяемых для профилактики болезней желудочно-кишечного тракта животных и даже человека.

Рецензенты:

уксуснокислые бактерии,
лактобактерии,
молочные дрожжи.

Рецензенты:

За последние десятки лет понимание функций кишечного микробиома значительно продвинулось – микрофлора играет важную роль не только в общем метаболизме, но и в регуляции функций иммунной и нервной систем. Несмотря на всю важность антимикробных препаратов, в ряде случаев их применение может приводить к нежелательным последствиям – в частности, развитию оппортунистических инфекций, таких как Clostridiodes difficile.

В попытке уменьшить эти риски, а также с целью борьбы с антибиотикорезистентностью, исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали новый способ защиты естественной микрофлоры кишечника человека. Работа опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.

"Лечащий врач" осваивает новые пространства и форматы. Вся актуальная информация (и даже больше) – в нашем телеграм канале. Подписывайтесь!

Авторами было принято решение о создании модифицированных бактерий. Им удалось создать штамм Lactococcus lactis, который в норме используется при создании сыра, для доставки специальных ферментов – бета-лактамаз – которые способны нейтрализовать бета-лактамные антибиотики. Всасывание пероральных антибиотиков в кровь осуществляется преимущественно из желудка, поэтому заселение кишечника L. lactis не должно принципиально влиять на активную концентрацию препарата. Однако использование этих бактерий возможно и при парентеральном введении антибиотиков.

Данный подход был экспериментально проверен на лабораторных мышах. Согласно полученным данным, концентрация ампициллина, который мыши получали в виде инъекций, оставалась на таком же высоком уровне, как у мышей, которые не получали штамм L. lactis. В то же время у основной группы в кишечнике наблюдалось куда большее микробное разнообразие, чем в контрольной. Ни у одного животного, которому назначались модифицированные бактерии, не наблюдался рост бактерий C. difficile.

В дальнейшем авторы работы планируют проведение исследований среди людей, находящихся в группе высокого риска развития острых заболеваний, связанных с кишечным дисбиозом на фоне приема антибиотиков.

Молочнокислые пробиотические бактерии можно широко использовать для профилактики и лечения больных с различными заболеваниями (острыми и хроническими заболеваниями желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей, для восстановления кишечного микробиоценоза

Lactic acid probiotic bacteria can be widely used for prevention and treating the patients with different diseases (acute chronic diseases of gastrointestinal tract, respiratory tract, for restoring intestinal microbiocenosis and others).

Молочнокислые бактерии — общее название бактерий семейства Lactobacillaceae, основным свойством которых является способность образовывать молочную кислоту в качестве основного продукта брожения [1]. Молочная кислота положительно влияет на перистальтику кишечника человека, уменьшает метеоризм, а также способна оказывать стимулирующее действие на секреторную деятельность слюнных желез; в ее присутствии улучшается усвоение кальция, фосфора и железа [2, 3]. Молочнокислые бактерии не участвуют в возникновении каких-либо патологических процессов, напротив, они оказывают положительный эффект на жизнедеятельность человеческого организма [4]. Большинство молочнокислых бактерий — пробиотические штаммы, изолированные из кишечной флоры здорового человека (бифидо- и лактобактерии), сохраняющие жизнеспособность при прохождении через желудочно-кишечный тракт и благоприятно действующие на здоровье человека, что подтверждено клиническими испытаниями. Их вводят в состав лекарственных препаратов, пищевых добавок, а в последнее время — и кисломолочных продуктов. Современные тенденции таковы, что конечные формы обогащенных таким образом продуктов также должны иметь клинически доказанные положительные эффекты на организм человека.

В настоящее время известны разнообразные положительные эффекты молочнокислых пробиотических бактерий, подтвержденные многочисленными клиническими исследованиями. Прежде всего необходимо отметить, что эти бактерии играют важную роль в поддержании колонизационной резистентности, то есть оказывают выраженную антагонистическую активность в отношении патогенных микроорганизмов, продуцируя различные органические кислоты, перекись водорода, антибиотики и бактериоцины [5]. Некоторые представители молочнокислых пробиотических бактерий (например, L. acidophilus) вырабатывают высокоактивную перекись водорода, благодаря чему оказывают выраженное вирусоцидное действие в отношении вируса иммунодефицита человека [6].

Несмотря на то, что еще в начале прошлого века И. И. Мечников предположил, что молочнокислые бактерии способны повышать устойчивость организма человека к различным заболеваниям, лишь в последние десятилетия была доказана теория об иммуномодулирующем влиянии этих микроорганизмов. Было установлено, что некоторые штаммы молочнокислых бактерий способны оказывать иммуностимулирующее действие, способствуя выработке в кишечнике цитокинов (в том числе интерлейкинов-1, 6, 10, фактора некроза опухоли альфа), антител, стимулировать синтез интерферона гамма лимфоцитами, а также повышать активность фагоцитов и естественных клеток-киллеров (NK-клеток) [6–9]. Таким образом, была доказана способность пробиотиков усиливать устойчивость организма человека к определенным заболеваниям. Так, молочнокислые пробиотические бактерии эффективны для профилактики широко распространенных зимних инфекций, обусловленных различными респираторными вирусами. Существуют данные, что при употреблении L. bulgaricus OLL1073R-1 в составе йогуртов снижается риск заражения простудными заболеваниями у пожилых людей, так как этот штамм дополняет естественную активность NK-клеток [10]. В исследовании, включавшем более 1000 взрослых добровольцев, было показано снижение продолжительности острых респираторных заболеваний у лиц, в течение 3 месяцев употреблявших ежедневно по 200 мл кисломолочного пробиотического продукта (Actimel), который содержит штамм L. casei DN-114001 [11]. Положительный эффект сохранялся даже спустя месяц после окончания приема. Американскими исследователями была предпринята попытка определить, как влияет употребление молочнокислых пробиотических бактерий на инфекционные заболевания у детей. В группе, получавшей L. casei DN-114001 (Actimel), заболеваемость была достоверно ниже, чем при употреблении плацебо [12]. Похожие данные были получены и российскими учеными [13].

Человеческому организму постоянно приходится адаптироваться в ответ на изменения, связанные с влиянием факторов окружающей среды и образа жизни. Старение, стресс, интенсивные физические тренировки, проживание в мегаполисе и даже холодная погода — все это негативно влияет на организм человека. Последнее подтверждают эпидемиологические данные о том, что число респираторных заболеваний и диарей в зимние месяцы увеличивается. S. Nagata и соавт. провели исследование для оценки эффективности приема кисломолочных продуктов, содержащих L. casei Shirota, при норовирусных гастроэнтеритах в зимний период у пожилых людей (средний возраст пациентов — 84 года). Установлено, что непрерывный прием кисломолочного продукта с L. casei Shirota уменьшает выраженность и длительность проявления симптомов лихорадки, вызванной норовирусным гастроэнтеритом, а также корректирует дисбаланс кишечной микрофлоры, свойственный пожилым людям [14].

Прием молочнокислых пробиотических бактерий эффективен и при диареях. Так, в восьми рандомизированных плацебо-контролируемых исследованиях с общим числом участников 988 человек была изучена эффективность продуктов питания, содержащих L. rhamnosus GG, при острых кишечных инфекциях (ОКИ). Было получено достоверное сокращение сроков проявления клинических симптомов ОКИ в среднем с 3,5 до 2,5 дней, по сравнению с группой пациентов, получавших плацебо [15, 16]. В работах профессора А. В. Горелова и соавт. показана клиническая эффективность L. casei DN-114001 (Actimel) в комплексной терапии ОКИ у детей старше 3 лет — длительность лихорадки, диарейного синдрома и сроки госпитализации у детей, его употреблявших, были достоверно меньше по сравнению с детьми, получавшими плацебо [17].

Еще одним направлением, при котором доказана эффективность молочнокислых пробиотических бактерий, является антибиотик-ассоциированная диарея (ААД), которая возникает при нарушении состава и активности нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека. У взрослых для профилактики ААД, вызванной Clostridium difficile, хорошую эффективность показал прием Actimel, содержащего пробиотический штамм L. сasei DN 114001 [18]. У детей молочнокислые бактерии, принимаемые внутрь, способны предотвращать возникновение диарей или уменьшать побочные эффекты, связанные с приемом антибиотиков (например, амоксициллина) [19]. Выявлено положительное влияние штамма L. сasei DN 114001 и при проведении эрадикационной терапии инфекции H. pylori у детей [20].

Иммуномодулирующие свойства молочнокислых бактерий способны уравновесить дисбаланс в иммунных реакциях, вызывающих аллергические реакции у детей. При употреблении детьми с аллергией кисломолочных продуктов, содержащих L. gasseri CECT5714 и L. coryniformis CECT5711, в течение 3 месяцев выявлено значительное снижение уровня IgE в плазме крови и существенное увеличение CD 4+ /CD 25+ T-регуляторных клеток, секреторного IgA и NK-клеток. Таким образом, употребление молочнокислых пробиотических бактерий способно благотворно влиять на иммунные параметры, участвующие в аллергической реакции [21].

Молочнокислые пробиотические бактерии положительно влияют на уровень холестерина в сыворотке крови — в некоторых исследованиях показано, что при их употреблении происходит снижение общего холестерина и липопротеинов низкой плотности, улучшение функции печени [22, 23].

Наконец, нормализация кишечной микрофлоры способствует нормализации кишечного пассажа. Было показано, что регулярный прием Bifidobacterium animalis DN-173 010 (Активиа) пациентами с синдромом раздраженного кишечника, сопровождающегося запорами, уменьшает время транзита по кишечнику, увеличивает частоту дефекаций и улучшает качество жизни таких пациентов [24–27].

Таким образом, молочнокислые пробиотические бактерии можно широко использовать для профилактики и лечения больных с различными заболеваниями (острыми и хроническими заболеваниями желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей, для восстановления кишечного микробиоценоза и др.). Форма приема этих микроорганизмов разнообразна (кисломолочные продукты, лекарственные препараты, биологически активные добавки), причем при выборе необходимо руководствоваться прежде всего тем, что положительное действие на организм человека должно быть клинически доказано не только для самих молочнокислых пробиотических бактерий, но и для готовых продуктов, содержащих эти бактерии.

Литература

С. В. Николаева, кандидат медицинских наук

ФБУН Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора, Москва

Читайте также: