1-1- اهمیت غذای علمگرا

یکی از نقش­های اصلی و ابتدائی رژیم غذائی، در کنار احساس سیری مصرف کننده و لذت او، تامین مقادیر کافی از مواد مغذی جهت رفع نیازمندی­ های متابولیکی بدن است. نتایج تحقیقات اخیر به خوبی نشان داده­اند که صرف نظر از تامین نیازمندی های تغذیه­ای، رژیم غذائی بسیاری از عملکردهای فیزیولوژیکی را تعدیل و تنظیم نموده و نقش اساسی در پیش­گیری و درمان بسیاری از بیماری­ها دارد. اصطلاح غذای عملگر برای اولین بار در دهه­ی 1980 در ژاپن مطرح گردید که به معنای غذاهائی با کاربردهای سلامتی بخش ویژه می­باشد (گرانتو و همکاران، 2010). طبق تعریف جهانی، غذاهایعملگر، مواد غذائییا ترکیبات مغذی را توصیف می­کند که هضم آنها با تغییرات فیزیولوژیکی قابل توجه در بدن همراه است و این اثرات از نقش آنها به عنوان مواد مغذی کاملاً مجزا و مشخص است (سازمان خوار و بار جهانی[1]،2004).

تمامی مواد غذائی در سطوح فیزیولوژیکی عملگر می­باشند چرا که مواد مغذی و سایر اجزای مورد نیاز برای تامین انرژی، رشد یا بقای فرآیندهای حیاتی را تامین می­نمایند. اما مواد غذائی عملگر در کنار تمامی این ویژگی­ها، فواید سلامتی بخش زیادی را اعمال می­نمایند که ممکن است خطرات برخی بیماری­ها را کاهش یا سلامتی را بهبود بخشند. مواد غذائی عملگر شامل غذاهای سنتی و متداول، غذاهای اصلاح شده (غنی شده، تقویت  شده یا بهبود یافته)، غذاهای پزشکییا غذاهای با کاربرد رژیمی ویژه می­باشند (انجمن تغذیه آمریکا[2]، 2009). به دلیل افزایش امید به زندگی و در کنار آن افزایش هزینه­های درمان، جوامع با چالش­هائی رو به رو شده­اند که برای حل آن بایستی از تکنولوژی­های جدید یا یافته­های علمی بهره جویند و به این ترتیب اصلاحاتی در سبک زندگی مردم صورت می­گیرد (کاواک و جوکز،2001)[3]. پیشرفت­های صورت گرفته در علوم غذائی، صنعت  غذا را قادر ساخته است که با استفاده از تکنیک­های موثر ساختار فیزیکی و ترکیب شیمیائی محصولات غذائی را بهبود بخشند و به این ترتیب مواد غذائی عملگری طراحی شوند که صرف نظر از ویژگی­های تغذیه­ای جنبه­های دیگری را نیز تامین نمایند (بهرنز و همکاران،2001)[4]. طبق تعریف دیگر، مواد غذائی عملگر به غذاهائی گفته می­شود که حاوی 1 یا چند ترکیب دارای عملکردهای مهم و حیاتی در بدن موجود زنده می­باشند و رفاه و سلامت اجتماعی را به طور چشمگیریبهبود می­بخشند. این غذاها هم چنین خطر ابتلا به بیماری­هائی از قبیل دیابت، سرطان، پوکی استخوان و بیماری­های قلبی عروقی از کاهش می­دهند (آریهارا و همکاران،2004)[5]. چنین مواد غذائی عموماً شامل یک یا تعداد بیشتری ترکیب مفید از قبیل پروبیوتیک، پریبیوتیک، پلی فنول­های آنتی اکسیدان و استرول­ها، کارتنوئیدها و سایر ترکیبات می­باشند (گرانتو و همکاران،2010)[6].

در بین مواد غذائی که اخیراً در حوزه­ی مواد غذائی عملگر مطرح و جهت کاربردهای صنعتی و تکنولوژیکی مورد توجه قرار گرفته­اند، می­توان به غذاهای حاوی سویه­های پروبیوتیک اشاره کرد (لورنز- هوتینگ و ویلجوئن و2001)[7]. صنعت لبنیات ارتباط قوی با پروبیوتیک­ها داشته و حدود 33% از کل بازار جهانی غذای عملگر را به خود اختصاص داده است و در این بین سهم مواد غذائی بر پایه­ی غلات 22% می­باشد. سرانه­ی مصرف ماست در سال­های اخیر شدیداً افزایش یافته است چرا که بسیاری از مصرف کنندگان از اثرات سلامتی بخش این فرآورده­ی لبنی به خوبی مطلع هستند (هکمات و رید،2006)[8].

2-1- پروبیوتیک

اصطلاح پروبیوتیک متشکل از دو واژه­ییونانی به معنای ” حیات بخش[1]” می­باشد که برای توصیف و نامگذاری باکتری­های دارای اثرات مفید بر انسان و حیوانات مورد استفاده قرار گرفته است. منشاء مشاهدات اولیه در زمینه­ نقش مثبت برخی باکتری­ها به الی متچنیکوف[2] نسبت داده شده است. وی در روسیه به دنیا آمد و برنده­ی جایزه­ی نوبل در ابتدای قرن اخیر بود. او پیشنهاد  داده است که

 

 ” وابستگی فلور میکروبی روده به مواد غذائی این امکان را فراهم می سازد که فلور میکروبی بدنمان را اصلاح و ریزسازواره­های مضر را با انواع مفید جایگزین سازیم”(متچینکوف، 1907) [3]. وی هم چنین افزایش طول عمر کشاورزان بلغار را به مصرف مداوم محصولات  لبنی نسبت داد. در همین زمان دانشمند دیگری به نام هنری تایزیر، متخصص اطفال، مشاهده کرد، مدفوع کودکان مبتلا به اسهال حاوی تعداد کمی باکتری­های ویژه با ظاهر  Yشکل است(تایزیر، 1906)[4]در مقابل تعداد این باکتری­ها در کودکان سالم بسیار بالاست. او پیشنهاد کرد این باکتری­ها می توانند برای بیماران مبتلا به اسهال تجویز گردند تا بخشی از فلور میکروبی سلامتی بخش دستگاه گوارش آنها بازیابی شود.

در حال حاضر کاربرد اصطلاح پروبیوتیک به مواد غذائی محدود می­شود که دارای ارگانیسم­های زنده می­باشند(تیسر،1906). طبق تعریف دیگر مواد غذائی پروبیوتیک به موادی گفته می­شود که حاوی مقادیر کافی از باکتری­های پروبیوتیک جهت اعمال اثرات مفید باشند. متداول­ترین تعریف برای پروبیوتیک­ها که توسط سازمان جهانی غذا ارائه گردیده است به این صورت است که «پروبیوتیک­ها ریزسازواره­های زنده­ای می­باشند که در مقادیر مشخص جهت اعمال اثرات سلامتی بخش در میزبان تجویز می­گردند» (سازمان غذا و دارو، 2006).

هدف اصلی استفاده از پروبیوتیک­ها به­وجود آوردن رابطه­ای سودمند میان میکروارگانیسم­های مفید، میکروفلور اندام­های گوارشی و محیط آنهاست. جهت استفاده از پروبیوتیک­ها در مواد غذائی، میکروارگانیسم­های انتخاب شده نه تنها بایستی حین عبور از دستگاه هاضمه زنده بمانند بلکه بایستی قادر به تکثیر در دستگاه معدی رودی نیز باشند. این بدان معناست که این سویه­ها بایستی به شیره­­های گوارشی مقاوم بوده و قادر به رشد در حضور صفرا در روده باشند (کلین و همکاران،1998)[5].

اگرچه سویه ­های مختلفی از باکتری­های اسید لاکتیک به عنوان پروبیوتیک مطرح و می­توانند مورد بهره برداری قرار بگیرند، اما تنها تعداد کمی از این باکتری­ها استانداردهای جهانی را دارا بوده و بسیاری از آنها به اسیدیته­ی بالای معده و صفرای موجود در روده حساسند و در مسیر دستگاه گوارش می­میرند (هکمات ورید،2006). بسیاری از محصولات پروبیوتیک موجود در بازار حاوی گونه­های لاکتو باسیلوس  و بیفیدوباکتریوم می­باشند که جزء مهم­ترین گونه­های گرم مثبتی می­باشند که در حال حاضر به عنوان پروبیوتیک مطرح می­باشند (سازمان جهانی خواربار و کشاورزی/ سازمان بهداشت جهانی[6]، 2004). گونه­های مختلفی از ریزسازواره­های پروبیوتیک در صنعت غذا مورد استفاده قرار گرفته­اند که از آن جمله می­توان به لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس، لاکتو باسیلوس کازئی، لاکتوباسیلوس جهنسونی،  لاکتوباسیلوس رامنسوس، لاکتوباسیلوس ترموفیلوس، لاکتوباسیلوس روتری، لاکتوباسیلوس دلبروکی زیر شاخه بولگاریکوس ،بیفیدوباکتریوم بیفیدوم، بیفیدوباکتریوم لونگوم، بیفیدوباکتریوم برویس، بیفیدوباکتریوم اینفنتیس و بیفیدوباکتریوم انیمالیس اشاره کرد (کنور، 1998)[7]. در این بین لاکتوباسیلوس دلبروکی زیر شاخه دلبروکیو استرپتوکوکوس ترموفیلوس به طور سنتی در آماده سازی ماست، ماست­های منجمد و برخی دسرها مورد استفاده قرار می­گیرند (سنوک،2009)[8]. در جدول 1-1 میکروارگانیسم­های مورد استفاده به عنوان پروبیوتیک نشان داده شده است.

ریزسازواره­های پروبیوتیکی غیر لاکتیکی به ویژه در داروسازی و محصولات حیوانی مورد استفاده قرار می­گیرند. باکتری­های دیگری نیز جهت ارزیابی فعالیت پروبیوتیکی خود مورد ارزیابی قرار گرفته­اند. اینکه آیا باکتری­های موجود در استارتر ماست را می­توان جزء گونه­های پروبیوتیک در نظر گرفت یا خیر، هنوز جایبحث دارد (پستکا و همکاران،2001)[1]. اگر چه این باکتری­ها هضم لاکتوز را بهبود بخشیده و ایمنی را بهبود می­بخشند، اما نسبت به شرایط موجود در دستگاه گوارش حساس بوده و زنده نمی­مانند.

1-2-1- مهم­ترین ویژگی­های پروبیوتیک­ها جهت مصارف غذائی

برای اینکه یک سویه­ به عنوان پروبیوتیک در صنعت مورد استفاده قرار بگیرد و مصرف آن اثرات سلامتی بخش برای انسان در بر داشته باشد بایستییک سری ویژگی­هائی داشته باشد که مهم ترین آنها عبارتند از :

-­ مقاومت به اسید و صفرا

– اتصال به سلول­های اپتلیال دستگاه معده ای-روده ای

-­ تولید اجزا و ترکیبات ضد میکروبی از قبیل باکتریوسین­ها

-­ رشد مناسب

-­اثرات مفید روی سلامت انسان

-­غیرپاتوژن بودن و GRAS بودن آنها

-­ کاربرد راحت در فرآورده­

-­ مقاومت به شرایط فیزیکوشیمیائی در حین فرآیند(پستکا و همکاران، 2001)

2-2-1- ویژگی­های سلامت بخش پروبیوتیک ها

خواص سلامت بخش پروبیوتیک ها بر انسان در شرایط درون زیست یا براساس آزمایش­های انجام شده در شرایط شبیه سازی (شرایط برون زیست) و مطالعات انجام شده بر روی حیوانات به اثبات رسیده است (مومبلی و گیسموندو، 2000)[1]. اثرات سلامت بخش پروبیوتیک­ها ممکن است ناشی از فعالیت و حضور سلول­های زنده، حضور سلول­های مرده یا حتی قسمت­هایی از دیواره سلولی و سیتوپلاسم، متابولیت­های ترشح شده آنها و یا تمامی موارد یاد شده باشد.

مهم­ ترین اثرات سلامت بخش پروبیوتیک ها عبارتند از :

-­خواص ضد جهشی و  ضد سرطانی

-جلوگیری از عفونت ها

-­ تحریک،تقویت و تنظیم سیستم ایمنی

-­ کاهش کلسترول سرم خون

-­ بهبود عدم تحمل لاکتوز

-­ بهبود حساسیت یا آلرژی(مومبلی و گیسموندو، 2000).

مهم ترین مکانیسم های عمل پروبیوتیک ها در جلوگیری از سرطان و جهش عبارت است از :

اتصال ترکیبات جهش­زا و سرطان­زا  به سلول باکتری و ممانعت از جذب آن­ها توسط بدن

جذب و تجزبه ترکیبات جهش زا و سرطان زا

کاهش فعالیت آنزیمهای مدفوعی با ممانعت از تبدیل ترکیبات پیش­ساز به ترکیبات جهش زا

مهار باکتریهای مضر

تحریک و تقویت سیستم ایمنی بدن

اثرات سلامتی­بخش متابولیت­های ترشح شده پروبیوتیک ها

[1]- Mombelli & Gismondo, 2000

[1]- Pestka et al., 2001

[1]- For life

[2]- Eli Metchnikoff

[3]- Metchnikoff, 1907

[4]_ Tissier, 1906

[5]- Klein et al., 1998

[6]- Food and Agriculture Organization/ World Health Organization (FAO/WHO)

[7]- Knorr, 1998

[8]- Senoc, 2009

[1]- Food and Agriculture Organization

[2]- American Dietetic Association

[3]- Kwak & Jukes, 2001

[4]- Behrens et al., 2001

[5]- Arihara et al., 2004

[6] – Granato et al., 2010(a)

[7]- Lourens-Hattingh & Viljoen, 2001

[8]- Hekmat & Reid, 2006