Zbigniew J. Dolatowski

Uniwersytet Przyrodniczy w

Lublinie

Termin

„żywność funkcjonalna”

pojawił się po raz

pierwszy w Japonii w 1984 roku.

W 1991 roku ustanowiono przepisy prawne i

specjalną procedurę umożliwiającą

przyznawanie produktom statusu żywności

FOSHU

(Foods for Specified Health Use).

Żywność FOSHU

jest normalną żywnością, z

której usunięto szkodliwe składniki (np. alergeny),

bądź wzbogacono w substancje aktywne

fizjologicznie, tak aby otrzymać produkt posiadający

odpowiednią wartość odżywczą i podnoszący

kondycję człowieka.

Jest to żywność podobna wyglądem do żywności

tradycyjnej i przeznaczona do konsumpcji jako część

normalnej diety.



Wg jedynej prawnie usankcjonowanej

definicji

Japońskiego

Ministerstwa

Zdrowia i Opieki Społecznej : „Żywność

funkcjonalna to produkty o działaniu

sprzyjającym

zdrowiu

człowieka,

stworzone

podstawie

wiedzy

zależnościach między pokarmem, jego

składnikami

zdrowiem;

żywność,

używana dla celów zdrowotnych, po

spożyciu

której

można

oczekiwać

uzyskania

takiego

właśnie

efektu

zdrowotnego”. Produkty nie miałyby

pełnić roli lekarstwa lecz być stosowane

jako część codziennej diety i traktowane

jako żywność ogólnego spożycia.



„Żywność może być uznana za

funkcjonalną, jeśli udowodniono jej

korzystny wpływ na jedną lub więcej

funkcji

organizmu

ponad

efekt

odżywczy, który to wpływ polega na

poprawie

stanu

zdrowia

oraz

samopoczucia

i/lub

zmniejszeniu

ryzyka chorób. Żywność funkcjonalna

musi przypominać postacią żywność

konwencjonalną

wykazywać

korzystne oddziaływanie w ilościach,

które oczekuje się, że będą normalnie

spożywane z dietą – nie są to tabletki

ani kapsułki



Do produkcji żywności funkcjonalnej
stosowane są bioaktywne składniki
żywności

rozpoznanych

korzystnych

właściwościach

zdrowotnych: błonnik pokarmowy,
oligosacharydy, poliole – alkohole
wielowodorotlenowe,

aminokwasy,

peptydy, białka, wielonienasycone
kwasy

tłuszczowe,

witaminy,

składniki

mineralne,

cholina

lecytyna,

bakterie

fermentacji

mlekowej, substancje fitochemiczne



Jakość

zdrowotna

żywności

funkcjonalnej wynika: ma w składzie

substancje

bioaktywne,

stymuluje

pożądany

przebieg

przemian

metabolicznych,

optymalizuje

fizjologicznie proporcje poszczególnych

składników,

oddziaływanie

zdrowotne udokumentowane badaniami

klinicznymi na ludziach.



Czynnikami wpływającymi na zmianę
epidemiologii

zatruć

zakażeń

pokarmowych są rodzaje spożywanych
przez ludzi produktów żywnościowych,
ich źródła i zmiana preferencji
konsumentów w stronę żywności o
niskim stopniu przetworzenia (sposób
żywienia). Do tej listy można jeszcze
dodać wzrost popularności spożywania
posiłków poza domem, a więc wzrost
znaczenia żywienia zbiorowego



Bezpieczeństwo

trwałość

żywności

funkcjonalnej, z jednej strony ze względu na
modyfikację

składu,

drugiej

potencjalne

zastosowanie

żywieniu

konsumentów wysokiego ryzyka, powinno być
kontrolowane (opanowane) w sposób jak
najbardziej efektywny.



Dwa podstawowe zagrożenia związane z

obecnością mikroorganizmów w żywności.

Organizmy saprofityczne, jeśli rozwiną się w

dużej liczbie, powodują pogorszenie jej cech

smakowych i zapachowych, a w końcu

całkowite jej zepsucie. Zużywanie przez

drobnoustroje

składników

odżywczych

wpływa na obniżenie wartości odżywczej

żywności.



Organizmy

chorobotwórcze

mogą

wywoływać zatrucia pokarmowe groźne dla

zdrowia

lub

życia.

Ryzyko

zatrucia

mikrobiologicznego

związanego

konsumpcją

produktów

żywnościowych

zależy z jednej strony od rodzaju i liczby

mikroorganizmów lub ilości produkowanych

przez drobnoustroje toksyn, obecnych w

spożywanej żywności, z drugiej zaś od

podatności organizmu człowieka na tego

typu czynniki.



Jednocześnie

stosowanie

różnorodnych

produktów

żywnościowych, odpowiednich kultur

drobnoustrojów

(najczęściej

są

bakterie kwasu mlekowego – LAB),

powoduje

jednej

strony

efekt

utrwalający

wywołany

produkcją

substancji

działaniu

antymikrobiologicznym

i/lub

obniżeniem pH, a z drugiej poprawę

wartości żywieniowej przez bakterie

probiotyczne.



Jednocześnie

stosowanie

różnorodnych

produktów

żywnościowych, odpowiednich kultur

drobnoustrojów

(najczęściej

są

bakterie kwasu mlekowego – LAB),

powoduje

jednej

strony

efekt

utrwalający

wywołany

produkcją

substancji

działaniu

antymikrobiologicznym

i/lub

obniżeniem pH, a z drugiej poprawę

wartości żywieniowej przez bakterie

probiotyczne.

Probiotyki

Preparaty lub produkty żywnościowe zawierające

pojedyncze lub mieszane kultury żywych

mikroorganizmów, które podane człowiekowi lub

zwierzętom w odpowiednich ilościach, wywierają

korzystny wpływ na ich zdrowie.

Preparaty lub produkty żywnościowe zawierające

pojedyncze lub mieszane kultury żywych

mikroorganizmów, które podane człowiekowi lub

zwierzętom w odpowiednich ilościach, wywierają

korzystny wpływ na ich zdrowie.

Określenie probiotyk jest zastrzeżone do produktów lub
preparatów, które spełniają następujące kryteria:



Zawierają żywe komórki mikroorganizmów



Poprawiają stan zdrowia człowieka i zwierząt



Korzystny efekt wywierają w jamie ustnej bądź w

przewodzie pokarmowym (podawane jako dodatki do
żywności lub preparaty farmaceutyczne), w górnych drogach
oddechowych (stosowane w postaci aerozoli) lub w
przewodzie moczowo-płciowym (preparaty miejscowe).



Bakterie

fermentacji

mlekowej

stosowano zanim jeszcze dowiedziano

się o ich istnieniu. Ich żywieniowy i

terapeutyczny wpływ na organizm

człowieka został następnie zbadany i

opisany. Obecnie otwiera się nowa era

ich zastosowania – selekcjonowanie

szczepów, których rola zdrowotna ma

być szczególna z żywieniowego i

zdrowotnego punktu widzenia.

Żywność taka jest kwalifikowana do

żywności

funkcjonalnej,

zatem

wnoszącej poza efektem odżywczym
korzystny wpływ na określone funkcje
organizmu, prowadząc do poprawy
stanu zdrowia i dobrego samopoczucia
człowieka lub redukowania ryzyka
zachorowania.

Do fermentacji tych surowców stosuje się

specjalnie

selekcjonowane,

udokumentowanych

właściwościach

probiotycznych

szczepy

bakterii

fermentacji

mlekowej

gatunków

Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus

casei,

Lactobacillus

paracasei,

Lactobacillus plantarum czy bakterii z

rodzaju Bifidobacterium.

Bakterie fermentacji mlekowej wykorzystuje

się przede wszystkim w produkcji:



fermentowanych produktów mleczarskich,



kiszonek warzywnych,



chleba,



przetworów mięsnych,



ryb,



zbóż,



żywności orientalnej



Bakterie

kwasu

mlekowego

są

tradycyjnie stosowane do produkcji
żywności fermentowanej, takiej jak:

sery,

jogurty, fermentowane kiełbasy, ciasta na
zakwasie, kapusta kiszona, piwo, wino.



Wynika to z ich wpływu na właściwości
sensoryczne żywności, w której są
obecne

oraz

hamowania

procesów

zepsucia żywności.

Ze względu na rosnącą świadomość

znaczenia układu mikroflory jelitowej,
obserwuje się w ostatnich latach
bardzo intensywny rozwój produkcji
nowych

rodzajów

żywności

fermentowanej

zarówno

pochodzenia zwierzęcego (produkty
typu

„bio”

z mleka) jak i roślinnego

(np. tzw. biosoki z buraków czy
marchwi).



Wśród

związków

wytwarzanych

przez bakterie kwasu mlekowego,
hamujących

rozwój

mikroflory

patogennej, za najistotniejsze uważa
się

kwasy

organiczne,

tym

szczególnie aktywny kwas octowy,
ponadto aldehyd octowy, nadtlenek
wodoru

oraz

substancje

antybiotykopodobne

czyli

bakteriocyny



Bakteriocyny

stanowią

dużą

grupę

heterogennych substancji chemicznych,

różniących

się

zarówno

ciężarem

cząsteczkowym,

budową

chemiczną,

właściwościami biochemicznymi jak i

zakresem

aktywności

sposobem

działania na drobnoustroje. Jednym, z

głównych producentów bakteriocyn są

szczepy

należące

gatunku

Lactobacillus acidophilus, syntetyzujące

bakteriocyny o dosć szerokim spektrum

aktywności., hamujące między innymi

bakterie chorobotwórcze z gatunków

Staphylococcus

aureus,

Salmonella

enteritidis, Bacillus cereus, Pseudomonas

aeruginosa czy Mycobacterium spp.



Produkty probiotyczne z dodatkiem

kultur bakterii kwasu mlekowego są

naturalnie utrwalone i bezpieczne dla

zdrowia konsumenta, a dodatkowo

wywołują korzystne z punktu widzenia

bezpieczeństwa

mikrobiologicznego

efekty, w przewodzie pokarmowym

człowieka. Zwiększa to bezpieczeństwo

mikrobiologiczne nie tylko żywności, ale

także żywienia człowieka.

Ogólna liczba mikroorganizmów zasiedlających organizm
człowieka

100 000 000 000 000 (100 bilionów) komórek

Występują :



na skórze



błonach śluzowych



w przewodzie pokarmowym

Powierzchnia jelit od 150 do ok. 400 m

W 1 gramie treści jelita grubego znajduje się

do ok. 1 000 000 000 000 komórek mikroorganizmów

reprezentujących ponad 400-500 różnych gatunków

Łącznie biomasa mikroorganizmów zasiedlających

przewód pokarmowy wynosi 1-1.5 kg

W 1 gramie treści jelita grubego znajduje się

do ok. 1 000 000 000 000 komórek mikroorganizmów

reprezentujących ponad 400-500 różnych gatunków

Łącznie biomasa mikroorganizmów zasiedlających

przewód pokarmowy wynosi 1-1.5 kg

Mikroorganizmy a człowiek

Mikroflora jelitowa człowieka:

 prawdopodobnie liczy 500 - 1000 gatunków,
 z których około 50% nie potrafimy hodować ex vivo

Jeżeli:
rozmiar bakteryjnego genomu wynosi 5 000 000 pz
oraz 4 000 genów/genom, to oznacza, że:

łączny materiał genetyczny mikroflory jelitowej może

więc wynosić 2.5 – 5 bilionów pz i zawierać 2 – 4

milionów genów

Materiał genetyczny mikroorganizmów jelitowych może więc

być:~50 – 100 razy większy niż gospodarza

Mikroorganizmy a człowiek



Ze względu na liczebność mikroorganizmów jelito grube jest

najaktywniejszym metabolicznie narządem.



Jego głównym zadaniem jest przetwarzanie resztek

niestrawionych składników pokarmowych.



Rodzaj produktów metabolizmu bakterii jelitowych ma

istotny wpływ na zdrowie człowieka, np. produkty fermentacji
sacharydów są dla człowieka korzystne, podczas gdy
metabolity przemian białek są z reguły toksyczne.



Stosowanie specyficznej diety, bogatej w niektóre gatunki

endogennych bakterii jelitowych (probiotyki) lub substraty
stymulujące ich rozwój (prebiotyki) jest podstawą koncepcji

żywności funkcjonalnej

Żywność probiotyczna, prebiotyczna i synbiotyczna jest

rodzajem żywności funkcjonalnej

Dominujące mikroorganizmy w jelitach

człowieka

Mikroorganizmy

Zakres (log kom./g

s.m.)

Bacteroides
Eubacterium

Bifidobacterium

Clostridium

Lactobacillus

Ruminococcus
Peptostreptococcus
Peptococcus
Streptococcus

(beztlenowe)
Methanobrevibacterium
Desulfovubrio

9.2-13.5
5.0-13.3

4.9-13.4

3.3-13.1

3.6-12.5

4.6-12.8
3.8-12.6
5.1-12.9
7.0-12.3
7.0-10.3
5.2-10.9

Szczepy o udokumentowanych cechach
probiotycznych

Obniżanie aktywności enzymów fekalnych,
zapobieganie biegunkom po radioterapii, leczenie
obstrukcji

Lactobacillus
acidophilus
NCFB 1748

Ochrona przed zaburzeniami jelitowymi, leczenie
biegunek rotawirusowych, utrzymywanie w
równowadze mikroflory jelitowej, obniżanie
aktywności enzymów fekalnych, ochrona przed
mutagenami pokarmowymi, pozytywne efekty w
leczeniu raka pęcherza moczowego,wspomaganie
układu odpornościowego we wczesnych stadiach
raka okrężnicy, brak wpływu na system
immunologiczny zdrowych osobników, leczenie
obstrukcji

Lactobacillus
casei Shirota

Kolonizacja przewodu pokarmowego, obniżenie
aktywności enzymów fekalnych, ochrona przed
biegunkami po antybiotykoterapii, leczenie i
zapobieganie biegunkom rotawirusowym, leczenie
powracających biegunek spowodowanych przez
Clostridium difficile, ochrona przed ostrymi
biegunkami, leczenie choroby Crohna i dziecięcego
artretyzmu reumatoidalnego, właściwości
antagonistyczne w stosunku do bakterii
wywołujących próchnicę zębów.

Lactobacillus
rhamnosus GG
(ATCC 53013)

Efekty zdrowotne

Szczep

Stymulacja układu odpornościowego,
zapobieganie i leczenie infekcji jelitowych,
zmniejszenie częstości i skrócenie czasu trwania
ostrych biegunek u dzieci, dobra przeżywalność w
żołądku i dwunastnicy

Lactobacillus casei
Defensis DN 114
001

Wysoka przeżywalność w żołądku i dwunastnicy.
Pozytywne efekty w skróceniu pasażu jelitowego
pokarmu, szczególnie u osób starszych.

Bifidobacterium
animalis
DN 173 010

Adherencja do komórek ludzkiego jelita,
stymulacja układu odpornościowego, pozytywne
efekty w leczeniu nieżytów przewodu
pokarmowego, antagonizm w stosunku do
Helicobacter pylori

Lactobacillus
johnsonii
(La1) (NCC533)

Ochrona przed mutagenami pokarmowymi,
utrzymanie w równowadze mikroflory jelitowej,
ochrona przed biegunkami

Bifidobacterium
breve Yakult

Obniżenie aktywności enzymów fekalnych, wysoka
aktywność -galaktozydazy, dobra przeżywalność

w przewodzie pokarmowym

Lactobacillus
acidophilus NCFM

Szczepy o udokumentowanych cechach

probiotycznych

Produkty metabolizmu bakterii

fermentacji mlekowej o aktywności

antagonistycznej

Różne bakterie, zależnie od
rodzaju

Bakteriocyny

Wszystkie drobnoustroje

Kompetycja

(współzawodnictwo) o
substraty pokarmowe

Większość drobnoustrojów
(szczególnie bakterie gnilne,
gram-, nieliczne grzyby)

Niespecyficzne

Kwasy organiczne (mlekowy,
octowy, 2-pirolidono-5-
karboksylowy)

Różne gatunki i szczepy
bakterii, zależnie od
wrażliwości

Inne

Kwasy tłuszczowe
Reuteryna

(aldehyd -

hydroksypropionowy)

Spektrum aktywności

Produkt

Badania:



Polędwica,



Baleron,



Szynka,



Kiełbasa

Proces:

Peklowanie, czas ok. 48 godz; Temp. 0°C;
Dodatek probiotyku,
Dojrzewanie, czas ok. 20-25 dni, temp. 8-

10 dni temperatura 18-20°C, następne
10-15 dni ok. 20°C

Wilgotność - pierwsza faza-85%, druga

75-80%



Najwięcej badań i nowo opracowanych
technologii

użyciem

szczepionek

jelitowych obserwuje się w przypadku
mlecznych napojów fermentowanych.



Rozwój żywności funkcjonalnej nie tylko
bierze pod uwagę przetwarzanie, ale także
optymalizację technologiczną i właściwości
sensoryczne.



Dotyczy on też wzmacniania

działania

biofunkcjonalnego

które

musi

być

udowodnione w badaniach klinicznych.



Tylko te produkty, których właściwości są
potwierdzone naukowo będą w przyszłości
zaakceptowane jako funkcjonalne.



W odniesieniu do aktualnej wiedzy na
temat żywności probiotycznej, producenci
powinni udowodnić, że produkt finalny
(nie tylko zastosowane mikroorganizmy)
wywiera pozytywne skutki.



To oznacza, że nawet zmiany w recepturze
produktu mogą wymagać ponownego
potwierdzenia właściwości probiotycznych
w innych badaniach klinicznych.