Probiotici bakterije iz rodova Bifidobacterium, Lactobacillus, Sacharromyces (kvasci), te prebiotici u skupini dijetalnih vlakana, inulin i oligosaharidi dobiveni od fruktoze, škrob kao prirodni faktori koriste se u profilaksi i terapiji nekoliko uobičajenih bolesti (gastroenterologija-pankreatitis, ekcemi, reumatoidni artritis i dr.) i u proizvodnji tzv. “funkcionalne hrane”.
Probiotici i prebiotici mogu se koristiti odvojeno ili zajedno (sinbiotici i eubiotici). Raspravlja se o njhovim mehanizmima, kao i o ulozi žitarica u probiozi, o proširenju upotrebe izvornog kineskog probiotika chaw tofu. Kao temelj živih lijekova uspostavlja se probiotički, prebiotički i sinbiotički koncept, uz prevladavanje nedostataka učinkovitih antibiotika (antiinfektivnih) lijekova kao i sprečavanje rasta antibiotičke rezistencije, smanjenje rizika oboljenja gastointestinalnog sustava. Narušena ravnoteža crijevne mikroflore kao temelj ovih koncepata, daljnja izolacija Lactobacillus acidophilus iz humanog intestinalnog trakta, sve do pojave na znanstvenom dijelu antibiotika (penicilin 1944., streptomicin 1947., tetraciklini). Kada ponovno raste zanimanje za ulogu crijevne mikroflore zbog spoznaje da antibiotici potiču rast životinja, te su mnoga daljnja istraživanja definirala načine njihovog djelovanja, kao i sastav crijevne mikroflore. Znanstvena istraživanja su pokazala da zbog narušene ravnoteže crijevne mikroflore dolazi do raznih poremećaja (debljina, dijabetes, bolest masne jetre). Primjenom probiotika kao pripravaka živih korisnih bakterija (mliječne kiseline), te prebiotika (neprobavljivi UH), koje saharolitičke bakterije metaboliziraju do kratkolančanih masnih kiselina.
Fenomen probioze; (Metchnikoff; ˵The prolongation of life˶ 1907., 1908., godina). U posljednje vrijeme zbog nuspojava terapije antibioticima, te sa razvojem na njih otpornih bakterija, postoji sve veći interes za probiozu. Odbor za prehranu Američke akademije za pedijatriju 1992. godine utvrdio je da se za nutritivne potrebe djece 1-3 godine preporučuje modificirano mlijeko. Osim bakterija mliječne kiseline Saccharomyces boulardii vrsta kvasca koristi se i kao probiotik (izolirana iz ličija u Indoneziji, McFarland i sur. 1993.). Njegova otpornost na sve osim mikocidnih antibiotika, u odnosu na bakterijske probiotike (Boddy i sur. 1991.). Probiotici koji sadrže bifidobakterije kod djece sa rotavirusom djelovali su na bržu serokonverziju unutar IgA i IgM antitijela (Isolauri i sur., 1991., Saavedra i sur., 1994, 1998.). Enzimatska hidroliza uz sudjelovanje bakterija povćava biodostupnost lipida i proteina i smanjuje alergenost namirnica (Friend i Shahani 1984; Sutas i sur., 1996.). Djelovanje probiotika nije ograničeno samo na gastrointestinalni trakt. S obzirom da probiotici mogu probaviti laktozu, te se simptomi netolerancije smanjuju.
Sa GRAS statusom (Generally Regarded as Safe) bakterije mliječne kiseline definirane su kao probiotici, gram pozitivni, nespoorogeni organizmi su; (Lactococcus, Enterococccus, Weisella, Actinomyces i Bifidobacterium).
Probiotički sojevi definirani su u laboratoriju (Lactobacillus acidophilus M92, Lactobacillus rhamnosus GG i Leuconostoc mesenteroides LMG 7954).
Kao neprobavljivi sastojci hrane ističu se prebiotici sa korisnim djelovanjem selektivnom stimulacijom rasta i /ili aktivnosti jedne bakterijske vrste ili ograničenog broja bakterijskih vrsta u debelom crijevu, poboljšavajući zdravlje ljudi (Šušković, 1996.). Prebiotski supstrati; polioli (šećerni alkoholi), ksilitol, sorbitol, manitol, disaharidi (laktuloza i laktitol), oligosaharidi (rafinoza), oligofruktoza, galaktozil-laktoza, inulin i modificirani škrob (otporan na glikolitičke enzime). Inulin sa niskim stupnjem polimerizacije, oligofruktozani, rezistentni škrob, čine skupinu prebiotika, iako se daljnjim istraživanjima ovoj skupini mogu dodati i neki drugi poli-i oligo-saharidi.
Prebiotici svojim mehanizmom djelovanja poboljšavaju apsorpciju mineranih tvari, fermentacijom prebiotičkih supstrata potiče se bakterijski metabolizam; hidroliza fitata (bakterijskom fitazom), sa povećanjem apsorpcije metalnih kationa. Kratkolančane masne kiseline (SCFA); snižavaju ph vrijednost u lumenu crijeva, povećava se topljivost kalcija i magnezija, sa apsorpcijskim kapacitetom. Apsorpcija kalcijevih iona sa SCFA, povećana ekspresija gena za proteine (Na+/Ca+ transport), te se preko proteina kalbindina veže kalcij. Sa koncentracijom SCFA vezana je i apsorpcija željeza. Neprobavljivi ugljikohidrati povećavaju količinu vode u lumenu crijeva, što povoljno djeluje na topljivost mineralnih tvari. Prema FOSHU (Food for Specified Helath Use); fiziološki učinci prebiotika su djelovanje na gastrointestinalni trakt (odobrio FOSHU 1993. godine), apsorpcija mineralnih tvari (odobrio FOSHU 2000. godine).
Prema znanstvenoj definiciji uobičajene namirnice su definirane kao nutraceutici (hrana ili njezine komponente sa medicinskim ili zdravstvenim učinkom). Koristeći metaboličko inženjerstvo uz BMK (bakterije mliječne kiseline), B vitamini (riboflavin B2, folat B11, kobalamin B12, polioli, L-alanin, antioksidansi).
I u stočarstvu kao i kod peradi probiotici poboljšavaju učinak rasta, konverziju hrane i imunološke reakcije (Balevi i sur., 2001; Brashears i sur., 2003.). Djelovanjem kompetitivne ekskluzije ili proizvodnjom antibakterijskih supstanci, koje su štetne za patogene mikrobe. Općenito živi patogeni bakterijski sojevi rodova; (Lactobacillus, Streptococcus, Enterococcus), koriste se u stočarstvu i kod peradi. Antibiotici u stočnoj hrani bili su sporno pitanje, kao i njihova prisutnost u ostacima i proizvodima životinjskog podrijetla i proizvodima od peradi, bila je nepoželjna, a njihova nelegitimna upotreba dovela je do evolucije mikroba otpornih na lijekove. Proizvodnjom baktericidnih tvari probiotički organizmi kao što je (Lactobacillus) inhibiraju rast patogena; Salmonella sp., Staphylococcus sp, Escherichia colli.
Antibakterijske tvari su bakteriocini-lakticin (soj producent Lactobacillus acidophillus), proizvode BMK- laktocidin, acidolin, acidofilin, reuterin, bulgaricin, organske kiseline (mliječna, octena), lizozim, laktoferin, vodikov peroksid, laktoperoksidaza (Jin i sur., 1997.). Dodavanjem probiotika u hrani kao što je Lactobacillus casei smanjuje se aktivnost ureaze (tanko crijevo pilića), a naknadno se smanjuje ne proteinski dušik, mokraćna kiselina, amonijak i urea (Anandakumar i Laksmimarayan, 1997; Fuller, 2001.). Osim toga probiotici Streptococcus faecium i Bacillus subtillis smanjuju koncentraciju amonijaka. Često korišteni sojevi su; Streptococcus faecium, Lactobacillus sporogenes, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum, Enterococcus faecium i Saccharomyces cerevisiae (Ehrmann i sur., 2002).
U sustavima proizvodnje životinja suplementacija probioticima je signifikantna gdje su često korišteni za poboljšanje zdravstvenog stanja te u proizvodnim performansama posebno kod (goveda, svinja i peradi). Probiotici sa sposobnošću kontrole zaraznih bolesti, poboljšavanjem produktivnih performansi i povećavanjem suhe tvari u probavljivosti goveda (Cole i sur., 1992; Gupta i Gupta 2007.; Yasuda i sur:, 2007. Soj Lactobacillus acidophillus kod svinja je tolerantan na kiselinu i žuč a utvđeno je da inhibira rast E. coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Bacillus cereus (Tsai i sur., 2005.). Korištenjem oligosaharida (prebiotici) koji mogu selektivno stimulirati jedan ili ograničeni broj komenzalnih bakterija je još jedna metoda kojom se manipulira crijevni ekosustav (de Vaux i sur., 2002.). Istraživanja u posljednjem desetljeću također su pokazala da BMK mogu povećati otpornost na bolesti, obogatiti intestinalni trakt specifičnim ugljikohidratima. Također je utvrđeno da neprobavljivi oligosaharidi stimuliraju apsorpciju nekoliko minerala za poboljšanje mineralizacije kostiju. Prebiotici povećavaju dostupnost kalcija, magnezija, cinka i željeza domaćinu (Scholz-Ahrens i sur., 2001.).
Trenutno se koriste za diferencijaciju i identifikaciju soja probiotika u hrani za životinje, reakacije lanca polimeraze (PCR); prema mnogim međunarodnim organizacijama (Leuschner i sur., 2004.). RAPD-PCR tipizacija kao metoda za identifikaciju i razlikovanje probiotika od drugih fekalnih mikroba (De Angelis i sur., 2007.). PCR test u stvarnom vremenu nedavno se koristi za razlikovanje Enterococcus sp., E. faecium, E. faecalis, iz probiotičkog soja (Vahjen i sur., 2007.). Intenzivnim sustavom u vrlo konkurentnim svijetu sa stalnim povećanjem proizvodnih zahtjeva uzgoja stoke ili peradi i promoviranjem rasta mladih jedinki bez dovoljnog imuniteta, čime je omogućena invazija raznih infektivnih patogena. U kombinaciji probiotika i prebiotika koji učinkovito funkcioniraju u održavanju rasta i proizvodnje kod životinja kao i kod zaštite stada od infektivnih agenasa. Manipulacija crijevne mikrobiote (probiotici, prebiotici), također je pokazala povećanje humoralnog i staničnog imunološkog odgovora, što stimulira razvoj prirodnih antitijela. Probiotici, prebiotici, kao i rast promotori donijeli su novu eru u životinjskoj produkciji. Osim toga znanstveni i tehnološki napredak omogućuje genetsku manipulaciju probiotičkim mikrobima za poboljšanje njegovog potencijala i evoluciju nove generacije korisnih mikroba.
Petra Vinceković dipl.ing.agr., Doktoranda
