منبع مقالات و تحقیق و پایان نامه

پری بیوتیک ها

پریبیوتیک ها ترکیباتی هستد که از دو ویژگی اساسی زیر برخوردار هستند:

الف: در برابر آنزیم ها و ترکیبات ترشح شده در بزاق و روده کوچک هضم ناپذیر یا اندک هضم باشند تا دست نخورده یا با شکست پاره ای در محیط روده در دسترس پروبیوتیک ها قرار گیرند.

ب: بعنوان منابع کربن  یا انرژی ،رشد و یا فعالیت این ریزنده ها را بطور انتخابی تحریک کنند.بر این اساس ،پری بیوتیکها ممکن است کربوهیدراتهای هضم ناپذیر ،انواع خاصی از پپتید ها و پروتئینها ،انواع خاصی از لیپیدها و حتی برخی املاح و یونها باشند.مهمترین و ثمربخش ترین پری بیوتیکها ،الیگوساکاریدها یا کربوهیدراتهای زنجیره کوتاه هستند.آنچه در مورد پری بیوتیکها اهمیت دارد ،اثر تحریک کنندگی گزینشی آنها بر پروبیوتیک ها است.برای مثال اسید آمینه  و ویتامین ها هرچند رشد و یا فعالیت پروبیوتیک ها را تشدید می کنند اما همین اثر را بر گستره ی وسیعی از باکتری های غیر پروبیوتیک دارند.از این رو آنها را نمی توان پریبیوتیک به شمار آورد.لازم به ذکر است که تمامی الیگوساکاریدهای هضم ناپذیر از اثر پری بیوتیکی از جنس کربوهیدرات باشند،زیرا باکتری های مضر روده ایی اساساً پروتئوکافتهستند و ممکن است قادر به استفاده از ترکیبات با پایه پپتیدی باشند.ترکیبات پری بیوتیک را می توان به دو دسته طبیعی و ساختگی تقسیم کرد.ترکیبات مربوط به دسته نخست بطور مستقیم از مواد غذایی استخراج می شوند،حال آنکه ترکیبات متعلق به دسته دوم تولید شده صنعتی هستند.در طبقه بندی دیگر این ترکیبات را میتوان به دو دسته طبیعی و مصنوعی تقسیم کرد.ترکیبات نخست بطور طبیعی در مواد غذایی موجود هستند ،حال آنکه ترکیبات دسته دوم بطور مصنوعی طراحی و ساخته می شوند و مشابه طبیعی ندارند.در صورتی که پری بیوتیکها بطور انتخابی رشد و یا فعالیت بیفیدوباکتریوم ها را افزایش دهند،عوامل بیفیدوس نامیده میشوند.این عوامل در شیر گاو بر خلاف شیر انسان یافت نمی شوند یا مقدار آن ناچیز است . عامل بیفیدوس شیر مادر قند N- استیل گلوکوز آمین که در سنتز دیواره سلولی باکتری ها نیز بکار میرود دانسته شده است.این ترکیب به شکل الیگو ساکارید و گلیکو پروتئین یافت می شود.

از مهمترین پری بیوتیکهای طبیعی و ساختگی می توان به فروکتو-الیگو ساکاریدها که ممکن است بصورت خطی یا شاخه دار باشند،گالاکتو الیگو ساکاریدها که در شیر گاو یافت می شوند،زایلو الیگوساکاریدها ،لاکتولوز،نئوشوگر،ترکیبات کویی نن  ،الیگوساکاریدهای ترنس گالاکتوزیلات (مانند لاکتو ساکاروز)،برخی ترکیبات گیاهی(ترکیبات فیتومانند اسید فیتیک)مالتودکسترین ها ،گلوکو الیگوساکاریدها،ایزومالتو الیگوساکاریدها ،الیگوساکاریدهای لوبیای سویا ،لیتس (نوعی پلی دکستروز اصلاح شده)،پکتین،زایلان،لاکتیتول،استاکیوز،رافینوز،گلوکوزیل-ساکاروز،جنتیو-الیگوساکاریدها،پالاتینوز-الیگوساکاریدها و فیبرهای رژیمی غلات و حبوبات(مانند همی سلولز،پنتوزان ها یا آرابینوزایلان ها)اشاره کرد.

لاکتوساکاروزها از جمله ترکیبات ساختگی هستند(به ویژه اینولین) –Nاستیل –D-گلوکوزآمین، لاکتولوز ،انواع مختلف  گالاکتو/فروکتو/زایلو الیگوساکارید ها و قندهای الکلی (الکل های قندی)نظیر لاکتیتول و زایلیتول از جمله عوامل بیفیدوس محسوب می شوند.FOSs به وسیله اکثر بیفیدوباکتریوم ها تخمیر میشوند.آنزیم –Bفروکتوزیداز در این باکتریها عامل شکست FOS است.

فرآورده های ناشی از شکست این ترکیب اسیدهای کربوکسیلیک و اسید لاکتیک هستند که از رشد عوامل بیماریزا  جلوگیری می کنند.گزارش شده است در میان پری بیوتیکها ،FOSs و اینولین کم –پلیمر بیشترین اثر را بر تحریک رشد و فعالیت بیفیدوباکتریوم ها دارند،از آن رو که این باکتری ها مصرف ترکیبات یاد شده را نسبت به سایر ترکیبات ترجیح  میدهند.آزمایشات گوناگون نشان میدهند که رشد بیفیدوباکتریوم ها در حضور FOSs بیش از باکتریهای مضر روده ایی همچون باکتروایدس ،کلستریدیوم ،کلی فرم،سالمونلا،کمپیلوباکتر،فوزوباکتریوم ،لیستریا،شیگلا و ویبریو است.این موضوع سبب غلبه بیفیدوباکتریوم ها بر باکتری های یاد شده و مهار شدن آنها می شود.در میان ترکیبات FOS ،بیشترین اثر را اینولین داراست.FOSs در کل مهمترین پری بیوتیکها دانسته شده اند.این ترکیبات از نظر شیمیایی B-D-فروکتان هستند که درجه پلیمری شدن آنها متفاوت است،برای مثال در صورتیکه درجه پلیمری شدن 60-2 باشد،ترکیبات FOS را اینولین و چنانچه این شاخص 20-2 باشد،الیگوفروکتز می نامند.FOSs دارای چندین باقیمانده B(1به 2)- یا B (1به6) – متصل به فروکتوز هستند که می توانند به باقیمانده های گلوکوز متصل شوند.پیاز، سیر، کاسنی ،تره فرنگی ،کنگر فرنگی و در مقادیر کمتر سبوس غلات از مهمترین مناع FOSs و اینولین محسوب می شوند.تمامی بیفیدوباکتریوم ها قادر به تخمیر قندهای رافینوز ،استاکیوز و الیگوساکاریدهای لوبیای سویا هستند،با این حال بیفیدیوم در این ارتباط یک استثنا است .لاکتو سالیواریوس ،باکتروایدوس فراجیلیس و میتسواکلا نیز منابع یاد شده را به مقدار کمتر مورد استفاده  قرار می دهند.رافینوز و الیگوساکارید استاکیوز  ترکیبات هیدرات کربنی اصلی نخود و لوبیا را تشکیل می دهند.آزمایشات نشان داده اند که  کاپا کازئین (بخش گلیکوماکروپپتید آن که حاوی قند N-استیل نئورامینیک اسید است) اثر پری بیوتیکی بر بیفیدیوباکتریوم ها دارد.مشاهده شده است که مصرف GOSs توسط موش صحرایی هر چند اثر قابل توجه بر تحریک رشد بیفیدوباکتریوم ها در روده ندارد ،اما بر میزان فعالیت آنزیم های B گالاکتوزیداز و آلفا گالاتوزیداز بطور قابل توجه می افزاید و از میزان فعالیت آنزیم B گلوکورونیداز می کاهد.این عمل احتمالاً از طریق افزایش فعالیت (نه رشد) این باکتری ها صورت می گیرد.

دو آنزیم نخست سبب بهبود تخمیر نشاسته مقاوم و لاکتولوز می شوند و به افزایش تولید SCFA و لاکتات می انجامد.آنزیم آخر همانگونه که پیشتر اشاره شده است عامل ایجاد ترکیبات سمی و سرطانزا در روده است .TOSs از پیش ماده لاکتوز در اثر انجام واکنش های ترنس گلیکوزیلی شدن پدید     می آیند و شامل مشتقات گالاکتوزیل لاکتوز هستند که با اتصالات B (1-3)و B (1-6) به هم متصل شده اند.

دیده شده است که این ترکیبات بر افزایش تعداد بیفیدوباکتریوم ها در مدفوع موش صحرایی اثر قابل توجه دارد. TOSs علاوه بر بیفیدوباکتریوم ها ،جمعیت لاکتوباسیلوس ها را هم افزایش می دهند اما در عوض سبب  کاهش تعداد باکتروایدس و کاندیدا می شوند.هضم ناپذیر بودن TOSs در روده بدلیل دارا بودن پیوندهای B (1-3)و B (1-6) است.بیفیدوباکتریوم ها بدلیل تخصیص یافتگی آنزیم B گالاکتوزیداز آنها ،در شکست این ترکیبات توانا هستند .ایزومالتو –الیگوساکاریدها نظیر ایزومالتوز ،پانوز ،ایزومالتریوز که دارای شاخه های جانبی با اتصال آلفا(1-6) گلوکوزیدی هستند ،توسط بیفیدوباکتریوم ها و ب.فراجیلیس تخمیر می شوند،اما سایر ریززنده های  روده ایی همچون اشریشیاکلای در تخمیر آن ناتوان هستند .لیتس نوعی پلی دکستروز اصلاح شده با خواص پری بیوتیکی ،به  ویژه در مورد بیفیدوباکتریوم ها است .ساخت آن از طریق پلیمری شدن تصادفی گلوکوز و سوربیتول با استفاده از کاتالیزگر اسیدی در دمای بالا و خلا نسبی انجام می شود.مقدار انرژی زایی آن یک کیلوکالری برآورد  شده است .به عنوان عامل حجم دهنده در بسیاری از غذاهای کم انرژی و انرژی –کاسته به کار برده شده است و می تواند جایگزین مقادیر بالای شکر و چربی در فرآورده غذایی شود.فیبرهای رژیمی غلات و حبوبات دارای اثرات پری بیوتیک هستند،اما ایراد آنها به همراه داشتن مواد پاد تغذیه ایی نظیر اسید فیتیک و بازدارنده های پلی فنلاز و تریپسین است.بازداری تریپسین مانع هضم کامل و مناسب پروتئین ها می شود و از دسترسی زیستی آنها می کاهد .اسید فیتیک و پلی فنل ها بازدارنده آنزیم های آمیلاز هستند و انجام واکنشهای آمیلوکافت (آمیلولیتیک)را مختل میسازند.از شیوه های برطرف کردن این نقص انجام عمل تخمیر توسط باکتریها و مخمرها است.

اثر تحریک کنندگی محیط های غذایی با پایه غلات بر رشد باکتری های اسید لاکتیک به اثبات رسیده است.همچنین دانسته شده است که فرآورده های با پایه یولاف دارای اثر تحریک کنندگی بر رشد بیفیدوباکتریوم  و ل.اسیدوفیلوس هستند و جمعیت آنها را در مدفوع افزایش می دهند.از مزایای دیگر ترکیبات یاد شده به کار رفتن آنها در ساخت EPS های باکتریایی است.EPSs توسط باکتریای لاکتیک در فرآورده های تخمیری ،آنها را از مزایایی همچون بهبود بافت ،گرانروی ،احساس دهانی و برخی سودمندیهای  تغذیه ای برخوردار می سازد.این ترکیبات می توانند جایگزین پاره ایی قوام دهنده ها در فرآورده باشند.برای مثال دیده شده است که حضور EPS در ماست ،رفتار رئولوژیک  شل شدن –سرعت برشی آن را تشدید میکند.در عین حال ادعا شده  است  که این ترکیبات از خاصیت کاهش  کلسترول سرم برخوردارند و مهمتر آنکه به دلیل دارا بودن ساختارB گلوکانی نوعی فیبر رژیمی به شمار میروند و دارای خواص پری بیوتیکی هستند.ثابت شده است که برخی ترکیبات گیاهی (ترکیبات فیتو)دارای اثر تحریک کننده  بر رشد باکتری های پروبیوتیک  لاکتیک هستند.از آن جمله میتوان به فیتین که از ترکیبات تولید شده در دانه های غلات طی بالغ شدن آنهاست ،اشاره کرد.دیده شده است که مالتودکسترین ها بر رشد برخی از پروبیوتیک ها نظیر ل.پاراکازیی اثر تشدید کننده قابل توجه دارند ،بطوریکه در حضور این  ترکیبات  ،باکتری یاد شده قادر به مهار کردن اشرشیاکلای،کلستریدیوم و آنتروباکتریاسه است.FOSs از دیگر ترکیباتی هستند که اثر تحریک کنندگی شدید بر رشد باکتری های یاد شده دارند .FOSs و لاکتولوز از موثرترین ترکیبات در تحریک رشد لاکتوباسیلوس های پروبیوتیک شناخته شده اند.دیده شده است که لاکتو باسیلوس ها در صورت مجاورت با ترکیبات یاد شده ،با سهولت سبب سرکوب  کردن سالمونلا در کشت های مخلوط لاکتوباسیلوس-سالمونلا می شوند.گزارش شده است که GOSs بر تشدید رشد ل.رئوتری اثر چشمگیری دارد، حال آنکه لاکتیتول فقط توسط برخی از نژادهای این گونه مصرف می شوند.بر اساس همین آزمایش ، FOS فاقد اثر قابل توجه بر رشد باکتری های یاد شده است. لاکتولوز و لاکتیتول و لاکتوبیونیک اسید از مشتقات هضم ناپذیر لاکتوز با خاصیت پری بیوتیکی هستند  و رشد بیفیدوباکتریوم ها و لاکتوباسیلوس ها را تحریک می کنند.این ترکیبات از آب پنیر تهیه می شوند.در مورد لاکتولوز  ،گلوکوز موجود در فرمول لاکتوز به فروکتوز ایزومری می شود.لاکتولوز در بسیاری از مواد غذایی مانند فرمول نوزاد ،غذای بچه ،فرآورده های قنادی و فرآورده های شیری بکار میرود.نیز در فرآورده های دارویی برای بهبود عارضه یبوست و سخت کبدی مورد استفاده قرار میگیرد.کاربرد پزشکی اسید لاکتوبیونیک پایدار نگهداشتن اندامها حین پیوند زدن است .نمک کلسیم آن به عنوان  مکمل کلسیم مصرف دارویی دارد.مورد کاربرد آن در صنایع غذایی متنوع است،برای مثال در پنیر سازی  و ماست سازی به منظور کاهش  زمان ترش سازی  و رسیدن  به کار برده میشود ،ضمن آنکه  ژلی محکم تر را در این فرآورده ها نتیجه می دهد، دارای اثرات تلخی زدایی و تشدید طعم است،سبب بهبود قابلیت درک مزه ترش می شود،شاخص تازگی رایحه را به نحو مطلوب حفظ میکند و محافظت کننده در برابر اکسایش اسیدهای چرب غیراشباع است .همچنین گفته شده است که کلسیم لاکتوبینات در بهبود برشتگی بافت موثر است.گذشته از اثر پری بیوتیک ها در تقویت رشد و یا فعالیت پروبیوتیک ها  و اثرات سلامت بخش ناشی از عمل این ریززنده ها ،برخی مزایای سلامت بخش به خود این ترکیبات نسبت داده شده است که مهمترین آنها به قرار زیر است :

الف:کم کالری و رژیمی بودن

ب:دارا بودن اثرات دارویی ،برخی از پری بیوتیک ها در درمان بیماریهای گوناگون نظیر سخت کبدی، یبوست ، بیش کلسترولی،کاهش ریسک ابتلا به  بیماری های قلبی عروقی و چاقی  ودیابت موثر است.

پ:افزایش حجم مدفوع بدلیل تخلیه سریعتر محتویات درون روده ،علت آن افزایش تحریکات روده ایی است

ت:افزایش جذب عناصر معدنی و کاهش ریسک ابتلا به پوکی استخوان بدلیل افزایش دسترسی  زیستی کلسیم  و چگالی املاح استخوان

ث: اثرات پادسرطان زا و تحریک سیستم ایمنی بدن که هنوز به طور قطع به اثبات نرسیده است.

عقیده بر آن است که مصرف پری بیوتیک ها اثرات مسمومیت زایی ،سمیت ژنی و سرطان زایی در بر ندارد، اما مصرف مقادیر بالای این ترکیبات ممکن است بدلیل تخمیر بیش از اندازه آنها در روده و یا ایجاد پتانسیل اسمزی سبب گرفتگی عضلانی شکم،نفخ،تورم و اسهال شود.