str. 1

Bakterie mlekowe w technologii żywności - fakultet

Wpływ bakterii mlekowych na zdrowie człowieka

Składniki funkcjonalne tworzone podczas fermentacji



bakteriocyny



peptydy aktywne



CLA (conjugated linoleic acid)



EPS



kwas mlekowy



oksydaza cholesterolowa



galaktozydaza



witaminy



czynniki przeciwnowotworowe



aminy biogenne ?!

Prozdrowotność LAB ???
Wielokrotnie całym gatunkom tych bakterii przypisuje się właściwości prozdrowotne (probiotyczne), chociaż

zostały one zbadane i udowodnione tylko w odniesieniu do pewnych konkretnych szczepów tych
gatunków.

Z drugiej strony, nie ulega wątpliwości, że wiele z tych właściwości wykazują nie tylko bakterie uznawane za

probiotyczne, ale także bakterie mlekowe tradycyjnie stosowane do wyrobu fermentowanych produktów
mleczarskich (i innych produktów fermentowanych).

Ułatwienie przyswajania składników odżywczych



najczęściej przytaczane oddziaływanie dietetyczne



w wyniku działania bakterii mlekowych białka ulegają nadtrawieniu, zwiększa się zawartość wolnych
peptydów i aminokwasów (np. metioniny, lizyny, tryptofanu), dzięki czemu wzrasta ich przyswajalność
przez organizm człowieka



enzymy bakteryjne zapoczątkowują także hydrolizę tłuszczu, dzięki czemu wzrasta jego przyswajalność



dlatego produkty fermentowane (głównie napoje fermentowane) są szczególnie polecane dla osób
ze schorzeniami lub zaburzeniami pracy narządów układu pokarmowego oraz o słabej aktywności
enzymatycznej układu trawiennego



uważa się, że wytworzony przez bakterie mlekowe kwas mlekowy może pobudzać wydzielanie śliny
oraz soków trawiennych i tym samym przyczyniać się do poprawy perystaltyki jelit



w produktach pochodzenia roślinnego zwiększają biodostępność składników mineralnych poprzez
rozkład fitynianów



wytwarzając kwas mlekowy z dostępnych węglowodanów, przyczyniają się do zwiększenia
przyswajalności przez organizm człowieka wapnia, żelaza, fosforu i innych pierwiastków (pomagają
zapobiegać osteoporozie i próchnicy zębów)

Synteza witamin z grupy B

 synteza witamin z grupy B: biotyny, ryboflawiny, niacyny, kobalaminy, pirydoksyny, folacyny, kwasu

pantotenowego

 synteza tych witamin prowadzona jest przez bakterie jelitowe, w tym mlekowe, i pokrywa część

zapotrzebowania organizmu człowieka
na te witaminy

 długotrwałe kuracje antybiotykowe i związane z tym niedobory mikroflory jelitowej syntetyzującej te

substancje mogą doprowadzić do niedoborów wspomnianych witamin

str. 2

 nie wszystkie bakterie mlekowe syntetyzują witaminy z grupy B i nie w jednakowych ilościach

Przykład:
o Streptococcus salivarius subsp. thermophilus i Bifidobacterium spp. wytwarzaną foliany, które są

warunkiem rozwoju pałeczek Lactobacillus

o

pod względem syntetyzowania i zużywania witamin stwierdza się różnice między poszczególnymi
gatunkami a nawet szczepami bakterii mlekowych

Nietolerancja laktozy

 żywe komórki LAB łagodzą nietolerancję laktozy, co jest związane z dużą aktywnością wytwarzanego

przez nie w produktach fermentowanych lub jelicie grubym enzymu ß-galaktozydazy (laktazy)

 nietolerancja laktozy jest problemem wielu ludzi (w Polsce cierpi na nią 30-40% społeczeństwa),

których organizm nie wykazuje lub wykazuje zbyt niską zdolność do metabolizowania tego cukru

 nietolerancja laktozy wiąże się z niedoborem w jelicie cienkim enzymu laktazy (enzymu katalizującego

hydrolizę laktozy) i zaburzeniami po spożyciu mleka słodkiego, na skutek gromadzenia się
nierozłożonej laktozy w jelitach

 wada ta może być uwarunkowana genetycznie lub może być nabyta (jako konsekwencja zaburzenia

pracy jelit

 u osób z nietolerancją laktozy, po przekroczeniu spożycia pewnej ilości laktozy, pojawiają się

zaburzenia pokarmowe (biegunka, wzdęcia i czasem torsje lub skurcze mięśni)

 osobom cierpiącym na tę dolegliwość zalecane jest spożywanie jedynie produktów mleczarskich

zawierających mniej laktozy niż mleko słodkie, takich jak produkty fermentowane

 produkty hydrolizy laktozy, D-glukoza i D-galaktoza, są wchłaniane bez przeszkód przez ścianki jelita

Nietolerancja galaktozy



galaktozemia jest dziedziczona w sposób autosomalny recesywny i jest powodowana mutacją jednego
genu kodującego aktywność któregoś z enzymów biorących udział w metabolizmie galaktozy



wszystkie formy galaktozemii wymagają od diety wyeliminowania produktów zawierających galaktozę
(do końca życia)



wśród LAB stosowanych w przemyśle jest wiele takich, które nie mają zdolności wykorzystywania
galaktozy



w ich przypadku, po enzymatycznej hydrolizie zaabsorbowanej laktozy do glukozy i galaktozy,

galaktoza jest usuwana z komórek bakteryjnych do środowiska

Do mikroorganizmów nie fermentujących galaktozy zalicza się:
o Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus,
o

większość szczepów Streptococcus salivarius subsp. thermophilus,

o Bifidobacterium breve, B. infantis i B. bifidum

Obniżanie reakcji alergicznych na białka mleka



możliwe, że bakterie mlekowe mogą zapobiegać odpowiedzi alergicznej u osób uczulonych na białka
mleczne poprzez wpływ na funkcjonowanie bariery ochronnej błony śluzowej układu pokarmowego,
jednak mechanizmy takiego oddziaływania są dopiero poznawane



białka mleka w wyniku działania bakterii mlekowych ulegają nadtrawieniu, dzięki czemu nie tylko
wzrasta ich przyswajalność przez organizm człowieka, ale również powstają niskocząsteczkowe
peptydy



niektóre z tych peptydów wykazują dobroczynny wpływ na organizm człowieka, dlatego określane
są mianem peptydów funkcjonalnych



jeden z takich krótkołańcuchowych peptydów, Asp-Lys-Ile-His-Pro-Phe, którego obecność znaleziono
w serze edamskim, wykazuje znaczną zdolność hamowania transportu β-laktoglobuliny



pod względem wytwarzania peptydów funkcjonalnych, obserwuje się znaczne różnice pomiędzy

str. 3

rodzajami i gatunkami LAB, a nawet pomiędzy szczepami tych bakterii



w ostatnich latach, w badaniach in vitro i na zwierzętach wykazano taki wpływ Lactococcus lactis

subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. cremoris, Leuconostoc mesenteroides subsp. cremoris,
Streptococcus salivarius subsp. thermophilus i Lactobacillus helveticus w odniesieniu do alergennych
białek serwatkowych: α-laktoalbuminy i β-laktoglobuliny

Stabilizacja składu mikroflory jelitowej

 najważniejsza dla człowieka funkcja większości bakterii mlekowych
 produkty fermentowane zawierające żywe bakterie mlekowe są przydatne w profilaktyce i kuracji

różnego typu zaburzeń układu pokarmowego

 objawy zaburzeń powodowanych przez antybiotykoteriapię są zmniejszone dzięki spożywaniu

znacznych ilości żywych bakterii mlekowych w formie napojów fermentowanych lub preparatów
farmaceutycznych

Leczenie lub zapobieganie biegunkom



żywe bakterie mlekowe mogą łagodzić objawy biegunek oraz skracać czas ich trwania



sugeruje się, że ten dobroczynny efekt polega m.in. na regulacji składu mikroflory jelit, poprawie
bariery ochronnej błony śluzowej układu pokarmowego, konkurowaniu z mikroorganizmami
patogennymi
o składniki odżywcze lub o adhezję do enterocytów oraz na podniesieniu odpowiedzi immunologicznej
przeciwciał IgA wobec patogenów

wynika z wytwarzania przez bakterie mlekowe takich metabolitów jak:
o kwas mlekowy, kwas octowy i inne kwasy organiczne,
o nadtlenek wodoru,
o etanol,
o

ditlenek węgla,

o diacetyl,
o

krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (Short Chain Fatty Acids, SCFA),

o bakteriocyny,
o inne substancje antybiotyczne

Zapobieganie namnożeniu się niepożądanych bakterii



diacetyl, wytwarzany jest przez takie bakterie mlekowe jak np. Lactococcus lactis subsp. lactis, L. lactis

subsp. cremoris, L. lactis subsp. lactis biovar diacetylactis czy niektóre Leuconostoc hamuje rozwój
wielu gatunków bakterii Gram(-) i niektórych drożdży



nadtlenek wodoru jest produkowany w znacznych ilościach przez np. Lactobacillus acidophilus,

Lb. plantarum i Lb. delbrueckii subsp. bulgaricus

Wspomaganie zapobiegania raka jelit



mechanizmy działania bakterii mlekowych w kancerogenezie raka jelit nie są do końca poznane



być może obejmują:
- wpływ bakterii mlekowych na odpowiedź układu odpornościowego organizmu ludzkiego,
- supresję bakterii patogennych,
- wiązanie potencjalnych mutagenów,
- wytwarzanie składników antymutagennych,
- obniżanie pH w jelitach
- lub zmianę innych fizjologicznych czynników



aktywność przeciwnowotworowa bakterii mlekowych może polegać między innymi na hamowaniu
w przewodzie pokarmowym rozwoju mikroflory z rodzaju Clostridium, Staphylococcus i
Peptostreptococcus, które tworzą tzw. enzymy fekalne: glukuronidazy, nitroreduktazy, azotoreduktazy,

str. 4

mające zdolność przekształcania substancji prokancerogennych w kancerogenne



bakterie mlekowe potrafią biodegradować azotyny, co również zmniejsza ryzyko powstawania
kancerogennych nitrozoamin



niektóre szczepy LAB są zdolne do asymilowania już powstałych kancerogennych nitrozoamin oraz innych
substancji rakotwórczych, np. aflatoksyn



prawdopodobnie dzieje się tak za sprawą glikopeptydu (peptydoglikanu), który wykazuje zdolność wiązania
wielu substancji toksycznych, i który jest obecny w ścianie komórkowej wszystkich bakterii mlekowych



glikopeptyd prawdopodobnie aktywuje również działanie makrofagów i zwiększa ich aktywność
fagocytarną wobec komórek nowotworowych

Stymulacja pracy systemu odpornościowego

 zwiększanie odporności ludzkiego organizmu na infekcje
 bakterie mlekowe (np. Lb. acidophilus i Bif. bifidum) czynnie uczestniczą w stymulowaniu systemu

odpornościowego w organizmie człowieka poprzez wzmaganie wzrostu liczby i aktywności
fagocytarnej leukocytów, w tym limfocytów B i limfocytów T, makrofagów oraz immunoglobuliny A

 niektóre bakterie mlekowe (w tym bifidobakterie, Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus,

Streptococcus salivarius subsp. thermophilus) wzmacniają system immunologiczny również przez
aktywację produkcji cytokin, w tym gamma-interferonu i interleukin

 cytokiny jest to grupa cząsteczek regulujących różne procesy takie jak proliferacja, różnicowanie

czy ruchliwość komórek układu odpornościowego (m.in. limfocytów i makrofagów)

 oddziaływując na wiele komórek odpornościowych organizmu cytokiny są mediatorami reakcji

zapalnych, immunologicznych, a także uczestniczą w regulacji krwiotworzenia

 ze szczepami probiotycznymi LAB wiąże się duże nadzieje w profilaktyce i leczeniu alergii

pokarmowej, tzw. atopowego zapalenia skóry

 wykazano, że profilaktyczne podawanie LAB zmniejsza rozległość alergii u niemowląt karmionych

sztucznie

Rozważane są różne mechanizmy działania LAB w takiej atopii:



zmniejszenie przepuszczalności śluzówki jelita,



regulacja składu mikroflory jelitowej,



wzrost produkcji sIgA,



pobudzanie do odpowiedzi limfocytów Th1 i hamowanie Th2,



wzrost wydzielania interleukiny IL-8,



stymulacja tolerancji pokarmowej,

Odporność na niskie pH środowiska

 ważne ze względów technologicznych i terapeutycznych
 ułatwia namnażanie się i pozostawanie aktywnym biologicznie przez dłuższy czas w produkcie

fermentowanym, a następnie w układzie pokarmowym człowieka, podczas przechodzenia
z treścią pokarmową przez żołądek

 bakterie mlekowe wykazują zróżnicowaną wrażliwość na kwaśne środowisko i różnice takie obserwuje

się nie tylko między gatunkami, ale również między szczepami poszczególnych gatunków

 z odpornością bakterii mlekowych na niskie pH i żółć związana jest inna ich właściwość - zdolność do

wzrostu i zasiedlania przewodu pokarmowego

Zasiedlanie układu pokarmowego



zdolność do adhezji do komórek nabłonka jelit jest ułatwieniem dla bakterii w zasiedlaniu i rozwijaniu się w
przewodzie pokarmowym



do niedawna była to właściwość wymagana od probiotyków, jednak niektóre badania naukowe wykazują,
że nie wszystkie szczepy probiotyczne posiadają taką umiejętność

str. 5



są dowody badań in vivo, że adhezja LAB nie musi zawsze mieć miejsce w żywym organizmie człowieka



podawanie LAB, nawet szczepów probiotycznych, nie musi prowadzić do skolonizowania ludzkich jelit



po przerwaniu podawania tych bakterii mogą one zniknąć ze składu mikroflory jelitowej (bardzo często

konieczne jest regularne ich spożywanie we właściwej ilości)

Obniżanie ciśnienia tętniczego krwi

 zdolność do wytwarzania związków chemicznych → np. peptydów funkcjonalnych
 jak dotąd taki sposób oddziaływania bakterii mlekowych na ludzki organizm jest tylko

przypuszczeniem, ale wyniki wstępnych badań in vitro są obiecujące

Obniżanie poziomu cholesterolu



właściwość nie do końca poznana i zbadana



istnieją także liczne przesłanki naukowe (od 30 lat ), że spożywanie LAB i produktów fermentowanych
może obniżać poziom cholesterolu u ludzi



na razie brak jednoznacznych dowodów, że bakterie mlekowe wywierają dobroczynny wpływ na poziom
cholesterolu u ludzi.



LAB nie są zdolne do metabolizowania cholesterolu, czyli przekształcania go w inne związki



w badaniach in vitro udowodniono, że komórki bakteryjne LAB są zdolne do wiązania cząsteczek

cholesterolu polegającego na przyłączeniu cząsteczek tej substancji do ściany komórkowej bakterii lub
wbudowaniu do błony komórkowej



z badań in vitro wynika, że zdolność do obniżania poziomu cholesterolu mogą wykazywać nie tylko
szczepy o udokumentowanych badaniami cechach probiotycznych, ale również niektóre "tradycyjne"
bakterie mlekowe



mechanizmy takiego oddziaływania LAB nie są do końca poznane, wiele z nich pozostaje w strefie hipotez
naukowych lub przypuszczeń nie potwierdzonych doświadczeniami na żywych organizmach