Милена Раденковић1, Ана Максимовић2



Скачать 110.66 Kb.
Дата06.05.2016
Размер110.66 Kb.
Милена Раденковић1, Ана Максимовић2

Природно-математички факултет у Нишу



radenkovic.milena@yahoo.com


УПОТРЕБА АДИТИВА И БАКТЕРИОЦИНА У ПРЕХРАМБЕНОЈ ИНДУСТРИЈИ

Абстракт
Технолошки напредак током развоја људског друштва довео је до промена у начину живота, нарочито у навикама које су везане за исхрану људи. Да би храна имала дужи рок трајања користи се велики број адитива у индустрији производња хране. Међутим, штетни утицаји вештачких адитива на здравље људи свакодневно се доказује тако да њихова употреба није безбедна. Са друге стране, микроорганизми синтетишу велики број различитих једињења која могу да се искористе у индустрији хране као природни адитиви. Осим примарних метаболита микроорганизама који се користе као адитиви у храни, бактериоцини, протеински секундарни метаболити бактерија имају највећи потенцијал природних конзерванаса.
Кључне речи: адитиви, бактериоцини, ферментисане кобасице

УВОД


Још у давна времена у храну и пића су додаване супстанце које су наглашавале или појачавале одређене карактеристике ових производа. Многе од ових супстанци су, међутим, негативно утицале на здравље људи. Због тога је још 1909. одржан међународни конгрес на коме је усвојена позитивна листа супстанци дозвољених да се користе у процесу производње хране. Оне се једним именом зову адитиви.

АДИТИВИ


Адитиви су супстанце које се без обзира на њихову хранљиву вредност не користе као намирнице нити представљају карактеристичне састојке намирница али се из технолошких разлога са намером додају прехрамбеним производима у току производње, прераде, припреме, обраде, паковања, транспорта или чувања при чему саме, директно или индиректно, постају састојци прехрамбених производа или утичу на органолептичке особине тих производа. С обзиром на начин живота али и стопу раста људске популације, коришћење адитива је у порасту. Адитиви се додају у храну као антиоксиданси који продужавају рок трајања, као вештачке боје и ароме које побољшавају мирис, укус и изглед производа који је изгубљен током производње, конзерванси који штите од кварења, згушњивачи, средства за желирање, заслађивачи, средства за спречавање згушњавања, регулатори киселости, стабилизатори, модификовани скробови, емулгатори и емулгаторске соли. Сви адитиви се означавају као En, где је n редни број под којим су уведени на листу адитива било одобрених, било забрањених за коришћење

С обзиром да нису уобичајени састојци самих намирница, потребно је извршити испитивања погодности адитива који се користе у прехрамбеној индустрији. При томе не можемо говорити о нешкодљивости адитива већ само о прагу шкодљивости неког додатка храни. Неки адитиви постају токсични тек после дужег времена њиховог коришћења (кумулативно штетно дејство). Узевши у обзир да су токсиколошка испитивања адитива веома опсежна (од дејства на интестиналну микрофлору, метаболизма адитива, кумулативног дејства до дејства на потомство, њихове алергогености, мутагености и канцерогености), често се дешава да супстанце буду уклоњене са позитивне листе после реевалуације.

О особинама адитива, начину примене, здравственој исправности и прописаној дневној дози одлучују светске институције попут JECFA (Joint Expert Committee on Food Additives), Светске здравствене организације (WHO - World Health Organization) и FAO (Food and Agriculture Organization) у САД-у односно EFSA - European Food Safety Authority у Европи. Адитив мора да испуни три услова да би се нашао на листи одобрених додатака: не сме бити штетан по људско здравље, мора бити неопходан у процесу производње и не сме служити за обмањивање потрошача. EFSA је у претходних неколико година наручила додатна испитивања и поновну процену штетности и препорученог дневног уноса за низ супстанци, већином вештачких боја и конзерванаса, од којих су неки уклоњени са листе прихватљивих адитива после утврђивања одређених дејстава која у ранијим истраживањима нису била примећена или су се сматрала недовољно штетним да би утицала на крајњу оцену. Неким адитивима је, пак, промењена вредност препорученог дневног уноса (PDU). Препоручена дневна вредност је прихватљива количина неке супстанце за коју се сматра да неће штетити човеку ако се уноси свакодневно целог живота. PDU се рачуна тако што се количина која није штетна по животиње, на којима се испитивања врше, умањи стотину пута. Тиме се смањује ризик који настаје због разлике између човековог и животињског метаболизма. Изражава се у милиграмима по килограму телесне масе.

Ниједан научник и ниједна здравствена организација не могу са сигурношћу да тврде да је било који прехрамбени адитив потпуно безбедан за човека. Организам сваког од нас је другачији и имамо различите границе толеранције за концентрацију различитих супстанци. Осим тога, интеракције хемијских једињења у производима се не могу потпуно предвидети. Нека супстанца која се природно налази у храни, може интераговати са адитивом и наградити штетно једињење. Интеракције се не могу предвидети, а испитивање сваке од њих под различитим условима (пр. термичка обрада, замрзавање и слично) је економски и физички немогуће с обзиром на разноврсност супстанци у природи.

Практични пример који потврђује ову тврдњу је појава коју су 1993. утврдили научници Lawrence и Gardnet који су приметили да се у безалкохолним пићима формира бензен интеракцијом конзерванса бензоеве киселине (Е210) и антиоксиданса лимунске киселине (Е300) под утицајем светла, температуре и киселости средине. Концентрација тако насталог бензена је стотину пута већа од допуштене. Бензен је канцерогена супстанца и не би смела да се уноси у организам човека јер узрокује тешка оштећења као што су леукемија, тумори, оштећења нервног система и друга. Зато се у пићима која већ садрже витамин Ц не би смела користити бензоева киселина.

Друга прича је о вештачким бојама чија је интеракција са конзервансом натријум - бензоатом била позната бар неке четири деценије пре но што су предузета детаљнија испитивања која су представљена научним студијама. Нека из ове групе једињења, за која се доказало да реагују са натријум-бензоатом (211) и формирају канцерогени дериват анилин, су напокон забрањена у прехрамбеној индустрији 2007.

Једна од последица које изазива конзумација анилина је и ADHD (Attention Deficit Hyperactivity Disorder) чест код деце која у највећој мери користе прехрамбене производе богате азо-бојама попут сладоледа и слаткиша. Већина производа који садрже ове боје морају на декларацији да имају ознаку: „Може изазвати поремећај пажње и активности код деце.“ Још 1973. је амерички научник Ben Fiangold поставио хипотезу да су проблеми хиперактивности и дефицита пажње код деце изазвани конзумирањем хране богате вештачким бојама и аромама. Такође, неки адитиви се могу користити у малим количинама и не изазивати штетно дејство одмах, али се могу показати као штетни кроз дуги низ година јер се не могу разложити, па се гомилају у телу све док се не достигне критична количина. Током онтогенетског развића мења се толеранција на одређене супстанце и њихове количине. Оно што не штети здравом, одраслом човеку, може бити штетно за труднице или децу. Код деце до три године систем за детоксикацију је још увек недовољно развијен, а код старијих особа је његов капацитет знатно смањен.

Адитиви могу да изазову различите реакције код људи почев од алергија, главобоље, мучнина, хиперактивности, до поремећаја нервног система и тумора. Монотонија ужурбаног света изазива повећан унос одређених адитива у односу на дозу препоручену за дневни унос, те су све чешћи случајеви нетолеранције на адитиве како код деце, тако и код одраслих. Аспартам (Е951) из групе вештачких заслађивача се користи у више хиљада производа како у жвакама, слаткишима, зубним пастама тако и у дијабетичарским производима. Италијански научници су спровели детаљна истраживања у Центру за истраживање рака у Болоњи и дошли до резултата који поражавајуће потврђују аспартам као узрочника различитих облика рака и промена на ткивима. Иако су валидни резултати објављени, нису у потпуности уважени. EFSA је издала јавно саопштење о штетности, али није скинула овај адитив са листе прихватљивих. И остали вештачки заслађивачи (ацесулфам, сахарин) имају слично дејство на организам. Калијум – бромат, који се користи у индустрији пецива, може да изазове дијареју, мучнину, повраћање и слично. Нитрозамини могу да буду изазивачи рака желуца. Поједини адитиви као татразин, бутилхидрокситолуен (БХТ) и бутилхидроксианизол (БХА) изазивају алергијски осип код особа са хроничном уртикаријом.

Адитиви који се користе у храни веома лако доспевају у околну средину. Тако су швајцарски а потом и немачки научници показали да се велика концентрација ацесулфама и других вештачких заслађивача налази у води где доспевају изливањем фекалних вода у водотоке.

Примера је безброј, а упоредо са доказивањем мање или веће штетности адитива, прехрамбена технологија улаже много новца за проналажење и примену нових адитива. С друге стране тзв. "зелена технологија" и непрекидни развој савремених, заштитних технологија XX и XXI века, укључују експлоатацију из области биолошке заштите хране употребом различитих бактеријских продуката као биопротектора у служби очувања здравља људи и повећања конзервационе вредности и органолептичких својстава производа.

БАКТЕРИОЦИНИ

Способност бактерија млечне киселине (БМК) да продукују антимикробне супстанце вековима се користи у конзервисању хране. У процесу ферментације долази до оксидације расположивих угљених хидрата до органских једињења мањих молекулских маса, који показују значајну антимикробну активност, у првом реду млечне, сирћетне и пропионске киселине. Поред продукције примарних метаболита, БМК продукују и низ других неорганских једињења и секундарних метаболита која имају антимикробно дејство. Велики број БМК синтетише инхибиторне супстанце протеинске природе које се називају бактериоцини, који дају соју који га производи селективну предност у односу на сродне природне компетиторе.

Бактериоцини су мали протеински молекули које продукују бактерије. Имају бактерицидно или бактериостатичко деловање на блиско сродне врсте бактерија док сојеви произвођачи имају специфичне механизме самозаштите од деловања бактериоцина. Релативно узак инхибиторни спектар дејства бактериоцина условљен је филогенетском блискошћу ћелија продуцената и циљаних ћелија, које су најчешће сродне са бактеријама произвођачима, односно налазе се у блиским еколошким нишама.

Бактериоцини које синтетишу БМК делују инхибиторно на Грампозитивне бактерије док у уобичајеним околностима није забележено дејство на Грамнегативне бактерије. Како бактериоцини најчешће делују на цитоплазматичне мембране других бактерија, инхибиторно деловање бактериоцина на Грамнегативне бактерије смањено је због заштитног слоја липопротеина у њиховом ћелијском зиду. Бактериоцини БМК делују инхибиторно на различите Грампозитивне бактерије, али од посебног значаја је дејство на патогену бактерију Lysteria monocitogenes која представља велики проблем у индустрији меса због велике распрострањености.

Последњих година све више се разматра могућност примене бактериоцина у индустрији хране, ради постизања потпуне здравствене безбедности производа али и за превенцију и заштиту од бактеријских инфекција. Да би бактериоцини, као природни презервативи, могли бити примењени у индустрији хране, морају првенствено бити одобрени као легални адитиви, односно, морају имати ГРАС (Generally Recognized As Safe) статус. Једини до сада одобрени бактериоцин који се користи у прехрамбеној индустрији је низин кога продукује бактерија Lactococcus lactis subsp. lactis. Низин се користи као пречишћени бактериоцин, или се продукује in situ у случају када га синтетишу бактерије које се користе као стартер културе.

Тренутно, у индустрији меса, ниједан бактериоцин нема ГРАС статус, али се зато примењују протективне културе које садрже БМК сојеве са способношћу продукције бактериоцина. Lc. lactis subsp. lactis продуценти бактериоцина данас се могу наћи као део функционалних стартера за производњу ферментисаних кобасица, упркос неадекватној адаптацији у самој технологији израде кобасица (показује осетљивост на нитрите). Лактобацили изоловани из различитих врста кобасица (Lactobacillus sakei, Lactobacillus curvatus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, и Lactobacillus casei) представљају честе продуценте бактериоцина. Тако се због антилистеријског ефекта Lb. sakei, Lb. curvatus, и Lb. plantarum користе као део стартер култура при производњи ферментисаних кобасица. У истраживању Института за хигијену и технологију меса у Београду, испитивана је осетљивост бактерије Listeria monocytogenes на полупречишћени бактериоцин (сакацин) који продукује сој Lb. sakei изолован из домаће, српске кобасице ферментисане на традиционални начин. Истраживање је показало да бактериоцин изолован из Lb. sakei I 154 показује значајан антимикробни ефекат према L. monocitogenes NCTC 10527. Антимикробна активност је доказана на температурама 12, 18 и 25ºC и pH вредностима 5,0 , 5,5 и 6,0. Интезитет антилистеријске активности испитиваног бактериоцина је пропорционалан вредностима pH и порасту температуре.

Дејство бактериоцина зависи од више фактора. Присуство протеолитичких ензима пореклом из производа или БМК доводи до њихове разградње и смањења активности. Продужено дејство бактериоцина може индуковати резистенцију осетљиве бактерије према овом бактериоцину. Присуство гена одговорног за имунитет вероватно доприноси различитој осетљивости сојева и врста БМК према одређеним бактериоцинима. Продукција лактацина Б је индукована димерним протеином који продукују циљне ћелије. Због тога, продукција бактериоцина вероватно може бити индукована или појачана присуством сензитивног соја. Поред дејства на непожељне микроорганизме, ове супстанце инхибирају активност и БМК, на шта посебно треба обратити пажњу при конструкцији дефинисаних мешаних стартер култура. Такође, морају бити добро проучени и усаглашени остали технолошки фактори (pH, со, нитрити) са функционалним својствима бактериоцин-продукујућих сојева.

Приликом примене бактериоцин продукујућих сојева БМК као стартер култура важно је оптимизовати време продукције бактериоцина. Наиме, неопходно је разликовати оптималне услове раста БМК од оптималних услова за продукцију бактериоцина. Тако, на пример, оптимална температура раста Lb. sakei CTC 494, која доводи до продукције највеће количине биомасе је око 35ºC , за разлику од максималне ћелијске продукције бактериоцина, сакацина К, која се одвија на температури од 20ºC до 25ºC.

ЗАКЉУЧАК:

Сви састојци хране који се уносе у људски организам директно утичу на здравље људи и њихов живот. Зато је неопходно да се супстанце које се додају храни максимално тестирају и провере у смислу њихових утицаја на здравље људи. Адитиви се све више показују штетнима, и њихова употреба се мора свести на минимум. Бактериоцини, као и примарни продукти БМК и других бактерија, могу допринети квалитету хране и тим истраживањима треба све више тежити.



ЛИТЕРАТУРА:


  1. Весковић-Морачанин, С., Турубатовић, Л., Шкрињар, М., Обрадовић, Д. (2008). Испитивање антилистеријског ефекта бактериоцина Lactobacillus sakei I 154 у различитим условима. Технологија меса, 49(5-6), 175-180, Beograd, 2008.

  2. Весковић-Морачанин С. и Обрадовић, Д., Функционалне ферментисане кобасице-садашње стање и перспектива. Технологија меса, 48(1-2), 93-98., Београд, 2007.

  3. Gillialand, E.S.: Health and nutritional benefits from lactic acid bacteria. FEMS., 87: 175-188, 1990.

  4. De Vuyst, L. and Leroy, F.: Bacteriocins from Lactic Acid Bacteria: Production, Purification, and Food Applications. J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 13: 194-199, 2007.

  5. Ивана Винковић Врчек, Дада Леротић: Адитиви у храни-Водич кроз Е-бројеве, Школска књига, д.д. Загреб, Загреб, 2010.

  6. Callewaert, R. and de Vuyst, L.: Expanded bed adsorption as a unique unit operation for the isolation of bacteriocins from fermentation media. Bioseparation 8: 159-168, 1999.

  7. Carolissen-Mackay, V., Arendse, G. and Hastings, J. W.: Purification of bacteriocins of lactic acid bacteria: problems and pointers. Int. J Food Microbiol. 34: 1-16, 1997.

  8. Casalta, E. and Montel, M.C.: Safety assessment of dairy microorganisms: The Lactococcus genus. Int. J. Food. Microbiol. 126: 271-273, 2008.

  9. Cleveland, J., Montville, T. J., Nes, I. F. and Chikindas, M. L.: Bacteriocins: safe, natural antimicrobials for food preservation. Int. J. Food Microbiol. 71: 1-20, 2001.






База данных защищена авторским правом ©bezogr.ru 2016
обратиться к администрации

    Главная страница