Пребиотик (питание) - Prebiotic (nutrition)

Не путать с Пробиотики, потребляемые микроорганизмы для предполагаемой пользы для здоровья.

Пребиотики представляют собой соединения в пище, которые вызывают рост или активность полезных микроорганизмы такие как бактерии и грибки.[1] Самый распространенный пример - желудочно-кишечный тракт, где пребиотики могут изменять состав организмов в кишка микробиом.

Диетические пребиотики обычно неперевариваются волокно соединения, которые проходят непереваренными через верхнюю часть желудочно-кишечный тракт и стимулировать рост или активность полезных бактерий, колонизирующих толстый кишечник действуя как субстрат для них.[1] Впервые они были идентифицированы и названы Марселем Роберфройдом в 1995 году.[1][2] Как функциональное питание компонент, пребиотики, например пробиотики, являются концептуальным посредником между еда и наркотики. В зависимости от юрисдикции они обычно подвергаются контролю со стороны регулирующих органов среднего уровня, в частности заявления о здоровье сделано в отношении них в маркетинговых целях.

Определение

Определение пребиотиков и пищевых ингредиентов, подпадающих под эту классификацию, эволюционировало с момента его первого определения в 1995 году.[3] В самом раннем определении термин пребиотики использовался для обозначения неперевариваемых пищевых ингредиентов, которые были полезны для хозяина за счет селективной стимуляции определенных бактерий в организме. двоеточие.[3][4] В результате исследования, предполагающего, что пребиотики могут воздействовать на микроорганизмы за пределами толстой кишки, в 2016 г. Международная научная ассоциация пробиотиков и пребиотиков (ISAPP) представила следующее определение пребиотиков: субстрат который избирательно используется микроорганизмом-хозяином для улучшения здоровья.[3]

Соединения, которые можно отнести к пребиотикам, также должны соответствовать следующим критериям:[3][4]

  • неперевариваемый и устойчивый к расщеплению желудочной кислотой и ферментами у человека желудочно-кишечный тракт
  • избирательно ферментируется кишечными микроорганизмами
  • выборочно нацеливаясь и стимулируя рост и активность полезных бактерий

Таким образом, потребление пребиотиков может улучшить здоровье хозяина.[5] Основываясь на предыдущих классификациях, углеводные соединения растительного происхождения называются олигосахариды являются основным источником выявленных пребиотиков.[4][6][7] Конкретно, фруктаны и Галактаны являются двумя источниками олигосахаридов, которые, как было обнаружено, стимулируют активность и рост полезных бактериальных колоний в кишечнике.[5][7][3] Фруктаны - это категория углеводов, состоящая из фруктоолигосахариды (FOS) и инулины, а галактаны состоят из галактоолигосахариды (GOS).[3] Другие пищевые волокна также подходят под определение пребиотиков, например: устойчивый крахмал,[8] пектин,[9] бета-глюканы,[10] и ксилоолигосахариды.[11]

В Европейское агентство по безопасности пищевых продуктов (EFSA), регулирующее агентство по маркировке продуктов, различает «пребиотики» и «пищевые волокна», заявляя, что « причинно-следственная связь не установлено между потреблением компонентов пищи, которые являются предметом заявлений о пользе для здоровья, и положительным физиологическим эффектом, связанным с увеличением количества желудочно-кишечной микробиоты ".[12] Следовательно, в соответствии с правилами EFSA отдельные ингредиенты не могут быть обозначены как пребиотики, а могут быть обозначены только как пищевые волокна и без каких-либо последствий для здоровья.[12]

Функция

Большинство исследований пребиотиков сосредоточено на влиянии пребиотиков на Бифидобактерии и Лактобациллы.[3][4][13] Эти бактерии были выделены как ключевые пробиотики и полезные кишечные бактерии, так как они могут иметь несколько положительных эффектов на хозяина с точки зрения улучшения пищеварения (включая, но не ограничиваясь, усиление всасывания минералов)[14] и эффективность и внутренняя сила иммунной системы.[15] Обе Бифидобактерии и Лактобациллы Было показано, что они обладают различной пребиотической специфичностью и избирательно ферментируют пребиотические волокна на основе ферментов, характерных для бактериальной популяции.[16] Таким образом, Лактобациллы предпочитает инулин и фруктоолигосахариды, а Бифидобактерии проявляет специфичность к инулину, фруктоолигосахаридам, ксилоолигосахаридам и галактоолигосахаридам.[16] Продукт, стимулирующий бифидобактерии, описывается как бифидогенный фактор, понятие, которое частично совпадает с пребиотиком, но не идентично ему.[17] Исследования также показали, что пребиотики, помимо стимуляции роста полезных кишечных бактерий, также могут подавлять рост вредных и потенциально патогенных микробов в кишечнике.[6][4] Такие как клостридия.[4]

Механизм действия

Ферментация это главный механизм действия с помощью которых пребиотики используются полезными бактериями в толстой кишке.[7][5][4] Обе Бифидобактерии и Лактобациллы популяции бактерий, которые используют сахаролитический метаболизм для разложения субстратов.[4] Бифидобактериальные геном содержит много гены которые кодируют ферменты, модифицирующие углеводы, а также гены, кодирующие белки, поглощающие углеводы.[7] Наличие этих генов указывает на то, что Бифидобактерии содержат специфические метаболические пути, специализированные для ферментации и метаболизма олигосахаридов растительного происхождения или пребиотиков.[7] Эти пути в Бифидобактерии в конечном итоге произвести короткоцепочечные жирные кислоты,[7][4][5] которые имеют разнообразные физиологический роли в функциях организма.[18][3]

Источники

Необходимо доказать, что источники пребиотиков приносят пользу хозяину, чтобы их можно было отнести к пребиотикам.[3] Ферментируемые углеводы, полученные из фруктанов и ксиланов, являются наиболее хорошо задокументированным примером пребиотиков.[3]

Эндогенный

Эндогенным источником пребиотиков у людей является грудное молоко человека, которое содержит олигосахариды, структурно похожие на GOS, называемые олигосахаридами грудного молока (HMO).[19][6][16][3] Было обнаружено, что эти ОПЗ увеличивают Бифидобактерии популяции бактерий у младенцев, находящихся на грудном вскармливании, и для укрепления иммунной системы младенца.[3][6] Кроме того, ОПЗ играют роль в создании здорового состава кишечной микробиоты новорожденных.[3][7]

Экзогенный

Неперевариваемые углеводные соединения, классифицируемые как пребиотики, являются разновидностью сбраживаемый волокно, и поэтому может быть классифицировано как пищевые волокна.[4] Однако не все пищевые волокна можно отнести к источникам пребиотиков.[4] В дополнение к источникам пищи, указанным в следующей таблице, овес сырой,[13] нерафинированный ячмень,[13] Якон,[13] и цельное зерно Хлопья на завтрак[4] также классифицируются как источники пребиотических волокон. Преобиотические волокна преобладающего типа могут варьироваться в зависимости от пищи. Например, овес и ячмень содержат большое количество бета-глюканы, фрукты и ягоды содержат пектины, семена содержат десны, лук и Топинамбур богаты инулин и олигофруктоза, а бананы и бобовые содержат устойчивый крахмал.[20]

10 лучших продуктов, содержащих пребиотики
ЕдаСодержание пребиотических волокон по весу
Сырой, Сухой Цикорий Корень64.6%
Сырой, Сухой Иерусалимский артишок31.5%
Сырой, Сухой Одуванчик Зелень24.3%
Сырой, Сухой Чеснок17.5%
Сырой, Сухой лук-порей11.7%
Сырой, Сухой Лук8.6%
Сырой Спаржа5%
Сырой Пшеничные отруби5%
Весь Пшеничная мука, Приготовленные4.8%
Сырой Банан1%
Источник:[21]

Хотя нет широкого консенсуса относительно идеальной ежедневной порции пребиотиков, рекомендации обычно варьируются от 4 до 8 граммов (0,14–0,28 унции) для общей поддержки здоровья пищеварительной системы, до 15 граммов (0,53 унции) или более для людей с активными расстройствами пищеварения. Учитывая среднюю порцию в 6 граммов (0,21 унции), ниже приведены количества пребиотических продуктов, необходимых для достижения ежедневной порции пребиотической клетчатки:

ЕдаКоличество еды для достижения порции фруктанов 6 г
Сырой корень цикория9,3 г (0,33 унции)
Сырой топинамбур19 г (0,67 унции)
Сырая зелень одуванчика24,7 г (0,87 унции)
Сырой чеснок34,3 г (1,21 унции)
Сырой лук-порей51,3 г (1,81 унции)
Сырой лук69,8 г (2,46 унции)
Приготовленный лук120 г (4,2 унции)
Сырая спаржа120 г (4,2 унции)
Сырая пшеница Отруби120 г (4,2 унции)
Цельнозерновая мука, приготовленная125 г (4,4 унции)
Сырой банан600 г (1,3 фунта)
Источник[21]

Исследование

Предварительные исследования показали потенциальное влияние на усвоение кальция и других минералов,[22] иммунная система эффективность,[23][24] кишечник кислотность, снижение колоректальный рак риск[25] воспалительное заболевание кишечника (болезнь Крона или же язвенный колит ),[26] гипертония[27] и дефекация частота.[28] Пребиотики могут быть эффективными в снижении количества инфекционных эпизодов, требующих антибиотиков, и общего числа инфекций у детей в возрасте 0–24 месяцев.[24]

Нет убедительных доказательств того, что пребиотики эффективны в профилактике или лечении аллергии.[29]

Хотя исследования показывают, что пребиотики приводят к увеличению производства короткоцепочечных жирные кислоты (SCFA),[30] Для установления прямой причинно-следственной связи необходимы дополнительные исследования. Пребиотики могут быть полезны воспалительное заболевание кишечника или болезнь Крона за счет выработки SCFA в качестве питания стенок толстой кишки и смягчения симптомов язвенного колита.[31]

Внезапное добавление в рацион значительных количеств пребиотиков может привести к увеличению ферментация, что приводит к увеличению добычи газа, вздутие живота или же испражнение.[32] Производство SCFA и качество ферментации снижаются при длительной диете с низким потреблением клетчатки.[33] До тех пор, пока бактериальная флора не будет постепенно восстановлена, чтобы восстанавливать или восстанавливать кишечные бактерии, всасывание питательных веществ может быть нарушено, а время прохождения через толстую кишку временно увеличится за счет быстрого добавления большего количества пребиотиков.[32][34]

Генетическая модификация

Генетически модифицированные растения были созданы в исследовательских лабораториях с повышенным уровнем выработки инулина.[35][36]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Hutkins RW; Krumbeck JA; Bindels LB; Cani PD; Fahey G Jr .; Goh YJ; Hamaker B; Martens EC; Миллс Д.А.; Растал Р.А.; Vaughan E; Сандерс ME (2016). «Пребиотики: почему важны определения». Curr Opin Biotechnol. 37: 1–7. Дои:10.1016 / j.copbio.2015.09.001. ЧВК  4744122. PMID  26431716.
  2. ^ Гибсон Г.Р., Роберфроид МБ (июнь 1995 г.). «Диетическая модуляция микробиоты толстой кишки человека: введение концепции пребиотиков». J. Nutr. 125 (6): 1401–1412. Дои:10.1093 / jn / 125.6.1401. PMID  7782892.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м Гибсон Г.Р., Хаткинс Р., Сандерс М.Э., Прескотт С.Л., Реймер Р.А., Салминен С.Дж. и др. (Август 2017 г.). «Документ о консенсусе экспертов: Согласованное заявление Международной научной ассоциации пробиотиков и пребиотиков (ISAPP) по определению и сфере применения пребиотиков» (PDF). Обзоры природы. Гастроэнтерология и гепатология. 14 (8): 491–502. Дои:10.1038 / nrgastro.2017.75. PMID  28611480.
  4. ^ а б c d е ж грамм час я j k л Славин Ж (апрель 2013 г.). «Клетчатка и пребиотики: механизмы и преимущества для здоровья». Питательные вещества. 5 (4): 1417–35. Дои:10.3390 / nu5041417. ЧВК  3705355. PMID  23609775.
  5. ^ а б c d Ламсал Б.П. (август 2012 г.). «Производство, аспекты здоровья и потенциальное использование в пищевых продуктах молочных пребиотических галактоолигосахаридов». Журнал продовольственной науки и сельского хозяйства. 92 (10): 2020–8. Дои:10.1002 / jsfa.5712. PMID  22538800.
  6. ^ а б c d CK Rajendran SR, Okolie CL, Udenigwe CC, Mason B (1 октября 2017 г.). «Структурные особенности, лежащие в основе пребиотической активности обычных и потенциальных пребиотических олигосахаридов в продуктах питания и здоровье». Журнал пищевой биохимии. 41 (5): e12389. Дои:10.1111 / jfbc.12389. ISSN  1745-4514.
  7. ^ а б c d е ж грамм Покусаева К., Фицджеральд Г.Ф., ван Синдерен Д. (август 2011 г.). «Углеводный обмен у бифидобактерий». Гены и питание. 6 (3): 285–306. Дои:10.1007 / s12263-010-0206-6. ЧВК  3145055. PMID  21484167.
  8. ^ Заман С.А., Сарбини С.Р. (7 июля 2015 г.). «Потенциал устойчивого крахмала как пребиотика» (PDF). Критические обзоры в биотехнологии. 36 (3): 578–84. Дои:10.3109/07388551.2014.993590. PMID  25582732.
  9. ^ Гомес Б., Гуллон Б., Ремороза С., Schols HA, Parajó JC, Alonso JL (октябрь 2014 г.). «Очистка, характеристика и пребиотические свойства пектиновых олигосахаридов из отходов апельсиновой корки». Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии. 62 (40): 9769–82. Дои:10.1021 / jf503475b. PMID  25207862.
  10. ^ Arena MP, Caggianiello G, Fiocco D, Russo P, Torelli M, Spano G, Capozzi V (февраль 2014 г.). «Пища, содержащая β-глюканы ячменя, усиливает пробиотические свойства полезных бактерий». Международный журнал молекулярных наук. 15 (2): 3025–39. Дои:10.3390 / ijms15023025. ЧВК  3958897. PMID  24562330.
  11. ^ Линарес-Пастен Дж. А., Аронссон А., Карлссон Е. Н. (2017). «Структурные аспекты использования эндо-ксиланаз для производства пребиотических ксилоолигосахаридов из биомассы». Современная наука о белках и пептидах. 19 (1): 48–67. Дои:10.2174/1389203717666160923155209. ЧВК  5738707. PMID  27670134.
  12. ^ а б Delcour JA, Aman P, Courtin CM, Hamaker BR, Verbeke K (январь 2016 г.). «Пребиотики, ферментируемая пищевая клетчатка и полезные свойства». Достижения в области питания. 7 (1): 1–4. Дои:10.3945 / an.115.010546. ЧВК  4717894. PMID  26773010.
  13. ^ а б c d Пандей К.Р., Наик С.Р., Вакил Б.В. (декабрь 2015 г.). «Пробиотики, пребиотики и синбиотики - обзор». Журнал пищевой науки и технологий. 52 (12): 7577–87. Дои:10.1007 / s13197-015-1921-1. ЧВК  4648921. PMID  26604335.
  14. ^ Coxam V (ноябрь 2007 г.). «Текущие данные о фруктанах инулина и кальция, направленных на здоровье костей у взрослых». Журнал питания. 137 (11 Прил.): 2527S – 2533S. Дои:10.1093 / jn / 137.11.2527S. PMID  17951497.
  15. ^ Seifert S, Watzl B (ноябрь 2007 г.). «Инулин и олигофруктоза: обзор экспериментальных данных по иммунной модуляции». Журнал питания. 137 (11 Прил.): 2563S – 2567S. Дои:10.1093 / jn / 137.11.2563S. PMID  17951503.
  16. ^ а б c Уилсон Б., Уилан К. (март 2017 г.). «Пребиотические фруктаны и галактоолигосахариды инулинового типа: определение, специфичность, функция и применение при желудочно-кишечных расстройствах». Журнал гастроэнтерологии и гепатологии. 32 Дополнение 1: 64–68. Дои:10.1111 / jgh.13700. PMID  28244671.
  17. ^ «Пребиотики». Food-Info.net. Вагенингенский университет.
  18. ^ Бирн CS, Чемберс ES, Моррисон DJ, Frost G (сентябрь 2015 г.). «Роль короткоцепочечных жирных кислот в регуляции аппетита и энергетическом гомеостазе». Международный журнал ожирения. 39 (9): 1331–8. Дои:10.1038 / ijo.2015.84. ЧВК  4564526. PMID  25971927.
  19. ^ Энам Ф., Мэнселл Т.Дж. (октябрь 2019 г.). «Пребиотики: инструменты для управления микробиомом кишечника и метаболомом». Журнал промышленной микробиологии и биотехнологии. 46 (9–10): 1445–1459. Дои:10.1007 / s10295-019-02203-4. PMID  31201649.
  20. ^ «Определения волокна». Информационный центр по микронутриентам, Институт Линуса Полинга, Университет штата Орегон, Корваллис, Орегон. 1 апреля 2012 г.. Получено 27 февраля 2019.
  21. ^ а б Moshfegh AJ, Friday J.E., Goldman JP, Ahuja JK (июль 1999 г.). «Наличие инулина и олигофруктозы в рационе американцев». Журнал питания. 129 (7 Прил.): 1407S – 1411S. Дои:10.1093 / jn / 129.7.1407S. PMID  10395608.
  22. ^ Scholz-Ahrens KE, Schrezenmeir J (ноябрь 2007 г.). «Инулин, олигофруктоза и минеральный метаболизм: данные испытаний на животных». J. Nutr. 137 (11 Прил.): 2513S – 2523S. Дои:10.1093 / jn / 137.11.2513S. PMID  17951495.
  23. ^ Lomax AR, Calder PC (март 2009 г.). «Пребиотики, иммунная функция, инфекции и воспаление: обзор доказательств». Бр Дж Нутр. 101 (5): 633–658. Дои:10.1017 / S0007114508055608. PMID  18814803.
  24. ^ а б Lohner S, Küllenberg D, Antes G, Decsi T, Meerpohl JJ (2014). «Пребиотики у здоровых младенцев и детей для профилактики острых инфекционных заболеваний: систематический обзор и метаанализ». Nutr Rev. 72 (8): 523–31. Дои:10.1111 / nure.12117. PMID  24903007.
  25. ^ Гейер М.С., Батлер Р.Н., Ховарт Г.С. (октябрь 2006 г.). «Пробиотики, пребиотики и синбиотики: роль в химиопрофилактике колоректального рака?». Рак Biol Ther. 5 (10): 1265–1269. Дои:10.4161 / cbt.5.10.3296. PMID  16969130.
  26. ^ Хедин С., Уилан К., Линдси Дж. О. (август 2007 г.). «Доказательства использования пробиотиков и пребиотиков при воспалительном заболевании кишечника: обзор клинических испытаний». Труды Общества питания. 66 (3): 307–315. Дои:10.1017 / S0029665107005563. PMID  17637082.
  27. ^ Йео СК, Оои Л.Г., Лим Т.Дж., Лионг М.Т. (2009). «Антигипертензивные свойства пребиотиков растительного происхождения». Int J Mol Sci. 10 (8): 3517–30. Дои:10.3390 / ijms10083517. ЧВК  2812835. PMID  20111692.
  28. ^ Роберфроид М. и др. (2010). «Пребиотические эффекты: метаболизм и польза для здоровья». Бр Дж Нутр. 104 (Приложение 2): S1–63. Дои:10.1017 / S0007114510003363. PMID  20920376.
  29. ^ Куэлло-Гарсия К., Фиокки А., Паванкар Р., Йепес-Нуньес Дж. Дж., Моргано Г. П., Чжан Й., Агарвал А., Ганди С., Терраччиано Л., Шюнеманн Г. Дж., Брозек Дж. Л. (ноябрь 2017 г.). «Пребиотики для профилактики аллергии: систематический обзор и метаанализ рандомизированных контролируемых исследований». Clin. Exp. Аллергия (Регулярный обзор). 47 (11): 1468–1477. Дои:10.1111 / cea.13042. PMID  29035013.
  30. ^ Macfarlane S, Macfarlane GT, Cummings JH (сентябрь 2006 г.). «Обзорная статья: пребиотики в желудочно-кишечном тракте». Алимент Pharmacol Ther. 24 (5): 701–714. Дои:10.1111 / j.1365-2036.2006.03042.x. PMID  16918875.
  31. ^ Гварнер Ф (2005). «Инулин и олигофруктоза: влияние на кишечные заболевания и расстройства». Бр Дж Нутр. 93 (Приложение 1): S61–5. Дои:10.1079 / BJN20041345. PMID  15877897.
  32. ^ а б Марто П., Сексик П. (2004). «Толерантность к пробиотикам и пребиотикам». Дж Клин Гастроэнтерол. 38 (Дополнение 6): S67–9. Дои:10.1097 / 01.mcg.0000128929.37156.a7. PMID  15220662.
  33. ^ El Oufir L, Flourié B, Bruley des Varannes S, Barry JL, Cloarec D, Bornet F, Galmiche JP (июнь 1996 г.). «Отношения между временем прохождения, продуктами ферментации и флорой, потребляющей водород, у здоровых людей». Кишечник. 38 (6): 870–877. Дои:10.1136 / гут.38.6.870. ЧВК  1383195. PMID  8984026.
  34. ^ Гивсон Г.Р., Виллемс А., Ридинг С., Коллинз М.Д. (1996). «Ферментация неперевариваемых олигосахаридов кишечными бактериями человека». Труды Общества питания. 55 (3): 899–912. Дои:10.1079 / PNS19960087. PMID  9004332.
  35. ^ Рицема Т, Смикенс СК (2003). «Инженерия метаболизма фруктана в растениях». J Plant Physiol. 160 (7): 811–820. Дои:10.1078/0176-1617-01029. PMID  12940548.
  36. ^ Weyens G, Ritsema T, Van Dun K, Meyer D, Lommel M, Lathouwers J, Rosquin I, Denys P, Tossens A, Nijs M, Turk S, Gerrits N, Bink S, Walraven B, Lefèbvre M, Smeekens S (2004 ). «Производство фруктанов на заказ в сахарной свекле путем экспрессии генов фруктозилтрансферазы лука». Завод Биотехнология J. 2 (4): 321–327. Дои:10.1111 / j.1467-7652.2004.00074.x. HDL:1874/11465. PMID  17134393.

дальнейшее чтение

  • Фрэнк В. Джексон, ПРЕбиотики, а не пробиотики. 2 декабря 2013 г., Jacksong GI Medical. ISBN  978-0991102709.

внешняя ссылка