Микробиология продуктов детского питания
Микробиология продуктов детского питания
Федеральное агентство по
образованию Российской Федерации.
Государственное
образовательное учреждения Высшего и профессионального образования.
ИРКУТСКИЙ ГОУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ.
Кафедра микробиологии.
Кафедра микробиологии.
Заведующий
кафедрой.
__________Б.Н.Огарков.
_____________________
(дата)
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА.
Микробиология кисломолочных
продуктов детского питания.
РУКОВОДИТЕЛЬ
____________доцент кафедры
(подпись) микробиологии
кандидат биологических наук
А.П.Макарова
РЕЦЕНЗЕНТ:
СТУДЕНТ:
_______кандидат
биологических наук. ___________Г.О.Плеханова
(подпись)
В.Г.Сурдина (подпись)
____________ _____________
(дата) (группа)
Работа защищена___________
Протокол № ______________
С оценкой_________________
РЕФЕРАТ.
Дипломная работа
«Микробиология кисломолочных продуктов детского питания» выполнялась на базе
кафедры микробиологии биолого-почвенного факультета ИГУ и МУЗ «Детская молочная
кухня» г.Иркутска
В работе дан обзор литературы по
биологии бифидобактерий и лактобактерий, их значимости для организма человека и
использования при производстве кисломолочных продуктов для лечебно-диетического
питания.
С 01.04.05. по 29.04.05. проводились
микробиологические и физико-химические исследования кисломолочных напитков
«Бифилин-М», «Ацидолакт», «Бифилакт», выпускаемых МУЗ «Детская молочная кухня»
г.Иркутска.
Исследования микрофлоры продуктов
показали, что в «Ацидолакте» и «Бифилин-М» молочнокислые и бифидобактерии
находятся в достаточном количестве, посторонние микроорганизмы отсутствуют, что
соответствует норме микробиологического контроля. В продукте «Бифилакт»
содержание бифидобактерий норме не соответствует (ниже).
Работа выполнена 53 на страницах,
содержит 10 таблиц, 7 рисунков и 42 литературных источника.
Содержание.
Введение………………………………………………………………………...…5
Глава 1. Обзор литературы
……………………………………………………....7
1.1.
Нормальная
микрофлора желудочно-кишечного тракта детей и взрослых………………………………………………………………….....7
1.2.
Характеристика
молочнокислых и бифидобактерий, составляющих основу нормальной микрофлоры
желудочно-кишечного тракта детей и взрослых …………………………………………………………………..11
а) бифидобактерии
.………………………………………………………11
б) лактобактерии
…………………………………………………………14
1.3 Лечебно-профилактические молочные продукты для детского питания,
приготовленные с использованием молочнокислых и
бифидобактерий…..………………………………………………………18
Глава 2. Объекты и методы исследования……………………………………..27
2.1
Объекты
исследования……………………………………………………27
2.2
Методы
исследования...…………………………………………………..30
Глава 3. Результаты исследования
……………………………………………..37
3.1 Микробиологические и физико-химические показатели молока
используемого для производства детских молочных продуктов……...37
3.2 Морфологические, тинкториальные, культуральные признаки
микроорганизмов, используемых для приготовления «Бифилина-М», «Ацидолакта»,
«Бифилакта»……………………………………………..39
3.3 Микробиологические и физико-химические показатели готовых продуктов
«Бифилина-М», «Ацидолакта», «Бифилакта»……………..43
Выводы…………………………………………………………………………...48
Рекомендации…………………………………………………………………….48
Литература……………………………………………………………………….49
ВВЕДЕНИЕ
Организм ребенка грудного возраста
отличается высокой лабильностью многих жизненно важных систем и
предрасположенностью к развитию патологических состояний различного типа.
В постнатальном периоде, в процессе
адаптации к внеутробным условиям существования желудочно-кишечный тракт и его
микрофлора в процессе завершающего формирования отличаются как высокой
вариабельностью, так и наличием, практически у всех новорожденных детей,
явлений транзиторного дисбактериоза.
Кисломолочные продукты давно с
успехом используются для лечения детей с дисбактериозами, так как в результате
брожения получаемый продукт приобретает способность ингибировать патогенную
микрофлору, улучшать всасывание микроэлементов, улучшать переваривание и усвоение
питательных веществ. Так протеолитическая и липолитическая активность
кисломолочных продуктов изменяет жиры и белки, что повышает их всасывание,
снижает вероятность аллергических реакций. Кроме того, данная группа продуктов
имеет пониженное содержание лактозы.
Изучение микробиологии кисломолочных
продуктов необходимо для улучшения процесса их производства и контроля.
С целью изучения микробиологии
кисломолочных продуктов детского питания были поставлены следующие задачи:
1) Провести микробиологическое и физико-химическое
исследование сырого коровьего молока, используемого для производства детских
кисломолочных напитков.
2) Исследовать морфологические,
тинкториальные и культуральные признаки микроорганизмов заквасок для
приготовления «Бифилина-М», «Ацидолакта», «Бифилакта».
3) Определить результаты
жизнедеятельности микроорганизмов через оценку готовых продуктов по
общепринятым стандартам микробиологического контроля.
Работа выполнена на базе кафедры
микробиологии биолого-почвенного факультета ИГУ, в химической и
микробиологической лабораториях МУЗ «Детская молочная кухня» г.Иркутска.
Выражаю искреннюю признательность
руководителю работы, доценту кафедры микробиологии ИГУ А.П.Макаровой и
заведующей МУЗ «Детская молочная кухня» Л.И.Свиточ.
Глава
1.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.
1.1.
Нормальная микрофлора ЖКТ детей и взрослых.
Интересную гипотезу о тонких
механизмах формирования микрофлоры тела сформулировал Б.А.Шендеров в 1998 г. По его мнению, подразделение микроорганизмов на «свои» и «чужие» начинается еще в утробе
матери. В организм плода через кровь попадают молекулы-антигены бактерий,
входящих в состав нормальной микрофлоры различных участков тела матери.
Известно, что взрослый организм, как правило, не способен формировать иммунный
ответ на те антигены, с которыми сталкивался в период внутриутробного развития.
Это явление называют «иммунологическая толерантность». После рождения организм
новорожденного не будет стараться защититься от материнских микроорганизмов, и
они станут основой для формирования его собственной микрофлоры [25].
К настоящему времени выявлены
некоторые общие закономерности заселения желудочно-кишечного тракта человека
микроорганизмами. Установлено, что в первые часы и дни в кишечнике
новорожденных встречаются преимущественно микрококки, стафилококки, энтерококки
и клостридии. Затем появляются энтеробактерии (кишечные палочки), лактобациллы
и бифидобактерии. Первые микроорганизмы, обнаруживаемые у новорожденных, не
обязательно те, которые доминируют в фекальной и вагинальной флоре матери. Со
временем в кишечнике появляются, а затем начинают преобладать неспороносные
облигатно-анаэробные бактерии (бифидобактерии, эубактерии, бактероиды,
стрептококки, спириллы и др.). Для того чтобы микробная экология
пищеварительного тракта новорожденных приблизилась к таковой взрослых требуется
несколько лет [27]. Особенно обильна микрофлора нижних отделов пищеварительного
тракта, где содержание бактерий достигает 10¹²ˉ¹³ КОЕ
на 1г содержимого (разные авторы называют различный суммарный вес микроорганизмов
в кишечнике взрослого человека: от 1 до 3 кг ). Здесь обнаружены представители более 500 видов бактерий. Число анаэробных микроорганизмов в этой области
здорового взрослого человека в 100-1000 раз выше, чем аэробных бактерий. Такие
представители микрофлоры, как энтеробактерии, включая кишечные палочки,
стафилококки, грибы и другие аэробы, составляют немногим более 1-4% и
рассматриваются как добавочная или случайная микрофлора [25].
Представители нормальной микрофлоры
присутствуют в организме человека и животных в виде фиксированных к
определенным рецепторам микроколоний, заключенных в биопленку.[27] Биопленка
как перчатка покрывает кожу и слизистые открытых окружающей среде полостей
здорового человека и животных и состоит помимо микроколоний микроорганизмов из
экзополисахаридов различного состава микробного происхождения, а также муцина,
продуцируемого бокаловидными клетками слизистых. С функциональной точки зрения,
биопленку можно сравнить с плацентой. Если последняя регулирует взаимоотношения
плода и организма матери, то биопленка регулирует взаимоотношения между
макроорганизмом и окружающей средой. Благодаря наличию в биопленке сложной и
разветвленной системы кооперации между многочисленными и разнообразными
микробными популяциями, попадающий в организм естественным путем исходный
субстрат в результате микробной трансформации превращается через каскад реакций
в промежуточный либо конечный продукт с той или иной биологической или
фармакологической активностью. Установлено, что нормальная микрофлора и
продукты ее метаболической активности участвуют в регуляции газового состава
кишечника и других полостей организма хозяина, в метаболизме белков, углеводов,
липидов и нуклеиовых кислот, в водно-солевом обмене, в обеспечении
колонизационной резистентности, в рециркуляции стероидных соединений и других
макромолекул, в детоксикации экзогенных и эндогенных субстратов, обладают
морфокинетическим действием, выполняют иммуногенную и мутагенную/антимутагенную
функцию, служат источником энергии для клеток хозяина, являются хранилищем и
источником генетического материала [27]. Таким образом, Б.А.Шендеров
рассматривает биопленку с входящими в нее многочисленными и разнообразными
микроорганизмами, как первичную мишень любого попадающего обычным
(непарентеральным) путем соединения, как структуру, первой вовлекаемой в
процессы распознавания, метаболизации, абсорбции и транслокации как полезных
,так и потенциально вредных агентов. Нормальная микрофлора – тот первичный
неспецифичный барьер, лишь после прорыва которого инициируется включение всех
последующих неспецифических и специфических иммунных и биохимических механизмов
защиты макроорганизма.[25]
Для обозначения состояний
характеризующихся нарушениями состава нормальной микрофлоры используют такие
термины как «дисбактериоз», «дисбиоз», «микробиологический дисбаланс» и т.д.
Прежде всего
необходимо отметить, что дисбактериоз – это не самостоятельное заболевание, а
особое состояние организма, встречающееся у больных с самыми разными диагнозами
(от нарушений гормонального обмена до кариеса)[28]. В большинстве случаев
дисбиотические изменения исчезают вскоре после устранения вызвавшего их фактора
и не требуют лечения. Однако у ослабленных больных (особая категория – дети), а
также в случаях продолжения действия фактора, послужившего причиной развития
дисбиоза, самовосстановления не происходит, появляются клинические симптомы,
что требует проведения адекватного лечения. Состав микрофлоры отдельных
индивидуумов может варьировать в достаточно широких пределах. При этом у детей,
как и у взрослых, состав микрофлоры будет определяться характером питания.
Поэтому с помощью правильного питания можно, в определенной степени, влиять на
состав кишечной микрофлоры и нормализацию работы желудочно-кишечного тракта.[3]
Механизмы положительного влияния
молочнокислых бактерий и бифидобактерий, содержащихся в кисломолочных
продуктах, на организм ребенка следующие [27]:
1) Ингибирование роста потенциально
вредных микроорганизмов в результате продукции антимикробных субстанций;
конкуренции с ними за рецепторы адгезии и питательные вещества; активации
иммунно-компетентных клеток и стимуляции иммунитета.
2) Стимуляции роста представителей
индигенной микрофлоры в результате продукции витаминов и других
ростостимулирующих факторов; нормализации рН, еН-потенциала; нейтрализации
токсинов.
3) Восстановление и оптимизация
функционирования биопленки, выстилающей слизистую пищеварительного тракта.
4) Изменение микробного метаболизма,
ведущего к повышению или снижению синтеза и активности бактериальных ферментов
и, как следствие этого, продукции соответствующих метаболитов (например, ЛЖК,
глютамина, аргинина, витаминов, пептидогликанов и т.д.), обладающих
способностью местно или после проникновения в кровь и другие биологические
жидкости макроорганизма непосредственно вмешиваться в метаболическую активность
клеток соответствующих органов и тканей. Модулировать его морфокинетические
характеристики, физиологические функции, биохимические и поведенческие реакции.
5) Другие механизмы (прямые эффекты
естественных пробиотиков (молочнокислых и бифидобактерий) после их всасывания
из пищеварительного тракта на ферментативные и иные клеточные реакции
гормональных, нервных, выделительных, иммунных и других органов и тканей).
1.2.Характеристика
молочнокислых бактерий и бифидобактерий.
а) Бифидобактерии.
Бифидобактерии составляют основу
микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека. В настоящее время род Bifidobacterium включает 32 вида [27]. В табл.1
приведены виды бифидобактерий, наиболее часто обнаруживаемые в пищеварительном
тракте.
Таблица 1.
Виды бифидобактерий, наиболее часто
обнаруживаемые
в желудочно-кишечном
тракте человека.[27]
Bifidobacterium bifidum
B.adolescentis
B.animalis
B.boum
B.breve
B.choerinum
B.dentium
|
Bifidobacterium ericsonii
B.globosum
B.infantis
B.longum
B.pseudolongum
B.suis
B.thermophilum
|
Впервые эти микроорганизмы были
изолированы из фекалий грудных детей учеником И.И. Мечникова французским
исследователем Henry Tissier
в 1899 году [3]. Эти грамположительные анаэробные, не образующие
споры, палочковидные, полиморфные бактерии, нередко с бифрукациями на концах,
были названы им Bacillus bifidus
communis. В последующем было
установлено, что эти микроорганизмы на 99% составляют флору кишечника
здорового грудного ребёнка. И в больших количествах присутствуют в
микробиоценозе толстого кишечника взрослых людей.[16] Основываясь на высокой
частоте встречаемости этих бактерий в пищеварительных трактах . И.И. Мечников
и Henry Tissier ещё в 1905 году пытались применить препараты из
бифидобактерий больным с кишечными дисфункциями.[3]
Проведённая российскими
исследователями [16] статистическая обработка данных о видовом составе
бифидобактерий у различных возрастных групп населения России показала, что у
здорового грудного ребёнка, находящегося на грудном вскармливании, B.Bifidum, B.longum, B.breve, B.infantis, встречаются в соотношении 35%, 42%, 17%, 12%. Штаммы B.adolescentis обнаруживаются у 1.5% детей отсутствуют в фекальном
содержимом. У детей на искусственном вскармливании содержание доминирующих
видов бактерий падает до 3-5%, в то время как представители вида B. adolescentis, встречаются в 22% случаев.
У взрослых в толстом кишечнике
обнаруживаются преимущественно представители B.Bifidum, B.longum и B.adolescentis. В кишечнике лиц старше 35 лет
представители вида B.adolescentis начинают превалировать в
бифидофлоре, достигая 60-75% в пожилом возрасте. В кишечном содержимом человека
одновременно могут обнаруживаться от 1 до 5 видов биоваров бифидобактерий.
Фруктозо-6-фосфатаза – ключевой
фермент в метаболизме углеводов бифидобактериями. Этот фермент расщепляет
фруктозо-6-фосфат на ацетил-1-фосфат и эритрозу-4-фосфат. На обнаружении у
бактерий фруктозо-6-фосфат фосфокетолазы основан
энзиматически-калориметрический метод количественного определения в материале
бифидобактерий.[37] Бифидобактерии образуют уксусною и молочную кислоты в
молярном отношении 3:2, но не образуют углекислый газ. Оптимум температуры для
роста этих бактерий 37-40°С, оптимум pH 6.5-7.0. Подавляющее большинство бифидобактерий демонстрируют наличие у
них a и b- галактозидаз; N-ацетил-b-глюкозаминидаза, главным
образом, обнаруживается у видов бифидобактерий изолируемых от детей грудного
возраста. Исследование электрофоретической подвижности b-галактозидаз, присутствующий
у бифидобактерий позволяет дифференцировать виды между собой.[42]
Для выявления бифидобактерий в
биоматериале (кисломолочные продукты) рекомендуется производить высев на
специальные селективные среды и модифицированную MRS-среду, содержащую 100 ммоль c-a-Gal. На последней бифидобактерии в
анаэробных условиях формируют колонии голубого цвета. Хорошо растут
бифидобактерии в присутствии таких редуцирующих агентов, как аскорбиновая
кислота, цистеин или тиогликолат. Для своего роста данные микроорганизмы
нуждаются в источнике углерода (различные углеводы, бикарбонат или углекислый
газ). Напротив, органические кислоты, жирные кислоты и и аминокислоты не могут
быть для них источником С. Цистеин или цистин служат необходимым для них
источником азота. Обнаружена потребность отдельных штаммов бифидобактерий в
аланине, изолейцине, лизине, аргинине и глутаминовой кислоте. Добавление в
среду пантотеновой кислоты, биотина, рибофлавина, никотиновой кислоты,
парааминобензойной кислоты, пуринов и пиримидинов также требуется для поддержания
многих штаммов бифидобактерий, свежевыделенных из кишечного содержимого детей и
взрослых.[27]
Именно бифидобактериям принадлежит
ведущая роль в поддержании и нормализации микробиоценоза кишечника, сохранении
неспецифической резистентности организма, улучшении белкового, витаминного и
минерального обмена и др [20].
Антогонистическая активность
бифидобактерий связанная с продукцией органических кислот (ацетата и лактата) и
бактериоцинов с широким спектром антимикрбного действия (ингибирования роста
кишечных палочек, клостридий, сальмонелл, шигелл, листерий, кампилобактеров,
вибрионов и др.) так же как и блокирование рецепторов на слизистой кишечника,
предотвращающее фиксацию на них потенциально патогенных микроорганизмов в
колонизационной резистентности. Снижение количества бифидобактерий (или их даже
полное исчезновение) является одним из патогенетических механизмов длительных
кишечных инфекций у детей и взрослых . Оно ведёт к нарушению минерального
обмена, процессов кишечного всасывания, белкового и жирового обмена, к
формированию хронических расстройств пищеварения. Имеются сведения, что
бифидобактерии являются «поставщиком» ряда незаменимых аминокислот, в т.ч.
триптофана, витаминов, установлена их антиканцерогенная и антимутагенная
активность, способность снижать уровень холестерина в крови и т.д.[5,13,26]
Страницы: 1, 2, 3, 4
|