Лиофилизация остается наиболее эффективным способом консервирования микроорганизмов
ВЫЖИВАЕМОСТЬ ПРОБИОТИЧЕСКИХ БАКТЕРИЙ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ КОНСЕРВИРОВАНИЯ
Сохранение штаммов культур в жизнеспособном состоянии без потери производственно-ценных свойств является одной из важных задач в пищевой биотехнологии. Анабиоз как естественный процесс выживания клетки остается наиболее эффективным способом консервирования бактерий. Длительность хранения бактерий, введенных в ксероанабиоз, достигает 50 лет с сохранением высокой плотности популяций в препарате.
В связи с огромным разнообразием существующих микроорганизмов единого протокола сохранения микробных культур, отвечающего всем предъявляемым требованиям, не существует. Методы хранения микробных культур широко варьируют для разных видов микроорганизмов в силу большого разнообразия присущих им биологических свойств. Даже для разных штаммов одного вида не всегда приемлем один и тот же метод [3].
Изучение способности пробиотических микроорганизмов переживать стрессовые условия при замораживании и сублимации вызвано научным интересом в рамках теории адаптации и необходимостью создания продуктов на основе устойчивых пробиотических культур, длительное время сохраняющих способность к размножению, без утраты и изменения нативных свойств.
Объекты и методы исследований
Объектом исследований являлась ассоциация культур бактерий Propionibacterium shermanii, Bifidobacterium bifidum и Lactococcus lactis из фонда ВКПМ (г. Москва).
Наращивание биомассы консорциума пробиотических микроорганизмов проводили на сывороточной среде с добавлением буферных солей, структурирующего агента и антиоксидантов с промежуточной нейтрализацией до наступления стационарной фазы. Для оптимизации среды в целях повышения синтезэкзополисахаридов микроорганизмами закваски использовали стерильный 1%-ный раствор селенита натрия.
Лиофилизацию биомассы бактерий проводили на аппарате сублимационной сушки марки VacuPro II. Для количественного учета микроорганизмов использовались стандартные бактериологические методы.
Результаты и их обсуждение
Длительное хранение бактерий с сохранением ценных свойств основано на ингибировании протекающих обменных процессов в клетке. К таким способам относятся криоанабиоз микроорганизмов и высушивание бактерий из замороженного состояния (лиофилизация). Эффект консервации при сублимации достигается путем снижения активности воды путем удаления свободной влаги в условиях субнулевых температур.
При замораживании для защиты биомассы применяли среду на основе сахарозы и натрия лимоннокислого. В присутствии в среде натрия лимоннокислого происходят обратимые повреждения аминокислотной транспортной системы клетки, сахароза повышает вязкость среды, снижая скорость движения молекул воды и обезвоживания мембран.
Концентрированную биомассу смешивали с защитной средой в равных соотношениях и замораживали при температуре минус (18-22) о С. После реактивации замороженного препарата определяли количество жизнеспособных клеток. Влияние процесса замораживания на сохранность жизнеспособных клеток показано на рисунке 1.
Рисунок 1 – Выживаемость культур консорциума при замораживании
Как видно из представленных данных, количество жизнеспособных клеток снижается незначительно, культуры консорциума обладают устойчивостью к повреждающим факторам криоконсервации. Экзополисахариды (ЭПС), вырабатываемые бактериями, обладают гидрофильными свойствами, что способствует дополнительному повышению вязкости среды. ЭПС в бактериальной клетке выполняют защитную функцию, предотвращая высыхание. Замораживание и высушивание высокопродуктивных ЭПС-синтезирующих культур возможны без дополнительных протекторов, однако устойчивость таких препаратов при длительном хранении и реактивации требует дальнейшего изучения.
Чувствительность разных видов микробов к замораживанию-оттаиванию неодинакова. В литературе имеются сведения, что грамотрицательные бактерии более чувствительны к замораживанию, чем грамположительные. Из грамположительных микробов наибольшей устойчивостью обладают кокки. Подобное различие, вероятно, связано с особенностями строения клеточной стенки. Даже в пределах одного вида разные штаммы показывают неодинаковую чувствительность к низким температурам [3].
К достоинствам криогенного хранения относят малое количество технологических операций и контрольных критических точек, повышающих вероятность вторичного обсеменения культур, обеспечение постоянства свойств микроорганизмов и доступность компонентов для подготовки протективной среды.
К недостаткам данного способа относят относительно короткую продолжительность хранения. Максимальный рекомендованный срок составляет 12 мес.
На следующем этапе была изучена жизнеспособность пробиотических культур консорциума в условиях сублимационного высушивания.
Лиофилизацию проводили после концентрирования биомассы бактерий путем центрифугирования в течение 20 мин при частоте n=3000 об./мин. Далее биомассу в асептических условиях смешивали с защитной средой в соотношении 1:1 и замораживали при температуре минус 20 о С.
После полного замораживания биомассу высушивали при следующих условиях: p=(0,01-0,03) атм., Т= минус (50,3-51,2) о С, τ=28 ч. Количественные показатели по выходу концентрированной биомассы рассмотрены в таблице 1.
Таблица 1. Выход биомассы консорциума пробиотических бактерий
Роль молочнокислых бактерий в здоровье человека
Молочнокислые пробиотические бактерии можно широко использовать для профилактики и лечения больных с различными заболеваниями (острыми и хроническими заболеваниями желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей, для восстановления кишечного микробиоценоза
Lactic acid probiotic bacteria can be widely used for prevention and treating the patients with different diseases (acute chronic diseases of gastrointestinal tract, respiratory tract, for restoring intestinal microbiocenosis and others).
.jpg)
Молочнокислые бактерии — общее название бактерий семейства Lactobacillaceae, основным свойством которых является способность образовывать молочную кислоту в качестве основного продукта брожения [1]. Молочная кислота положительно влияет на перистальтику кишечника человека, уменьшает метеоризм, а также способна оказывать стимулирующее действие на секреторную деятельность слюнных желез; в ее присутствии улучшается усвоение кальция, фосфора и железа [2, 3]. Молочнокислые бактерии не участвуют в возникновении каких-либо патологических процессов, напротив, они оказывают положительный эффект на жизнедеятельность человеческого организма [4]. Большинство молочнокислых бактерий — пробиотические штаммы, изолированные из кишечной флоры здорового человека (бифидо- и лактобактерии), сохраняющие жизнеспособность при прохождении через желудочно-кишечный тракт и благоприятно действующие на здоровье человека, что подтверждено клиническими испытаниями. Их вводят в состав лекарственных препаратов, пищевых добавок, а в последнее время — и кисломолочных продуктов. Современные тенденции таковы, что конечные формы обогащенных таким образом продуктов также должны иметь клинически доказанные положительные эффекты на организм человека.
Первым из исследователей, предположившим, что некоторые бактерии совсем не губительны для человека, а напротив, могут оказывать позитивное влияние на здоровье, был знаменитый русский ученый Илья Ильич Мечников. Еще в самом начале XX в. он провел исследования по возможности восстановления кишечной микрофлоры с помощью молочнокислой палочки. В результате серьезных и кропотливых исследований ученым были изучены свойства бактерии, которую он назвал «болгарской палочкой» (в современной классификации — Lactobacillus bulgaricus), а также разработан рецепт кисломолочного напитка — прообраза современного йогурта. Сам И. И. Мечников, его коллеги и знакомые на протяжении многих лет регулярно употребляли этот напиток, который также называют «мечниковской простоквашей», и на собственном опыте смогли убедиться в его полезных качествах.
В настоящее время известны разнообразные положительные эффекты молочнокислых пробиотических бактерий, подтвержденные многочисленными клиническими исследованиями. Прежде всего необходимо отметить, что эти бактерии играют важную роль в поддержании колонизационной резистентности, то есть оказывают выраженную антагонистическую активность в отношении патогенных микроорганизмов, продуцируя различные органические кислоты, перекись водорода, антибиотики и бактериоцины [5]. Некоторые представители молочнокислых пробиотических бактерий (например, L. acidophilus) вырабатывают высокоактивную перекись водорода, благодаря чему оказывают выраженное вирусоцидное действие в отношении вируса иммунодефицита человека [6].
Несмотря на то, что еще в начале прошлого века И. И. Мечников предположил, что молочнокислые бактерии способны повышать устойчивость организма человека к различным заболеваниям, лишь в последние десятилетия была доказана теория об иммуномодулирующем влиянии этих микроорганизмов. Было установлено, что некоторые штаммы молочнокислых бактерий способны оказывать иммуностимулирующее действие, способствуя выработке в кишечнике цитокинов (в том числе интерлейкинов-1, 6, 10, фактора некроза опухоли альфа), антител, стимулировать синтез интерферона гамма лимфоцитами, а также повышать активность фагоцитов и естественных клеток-киллеров (NK-клеток) [6–9]. Таким образом, была доказана способность пробиотиков усиливать устойчивость организма человека к определенным заболеваниям. Так, молочнокислые пробиотические бактерии эффективны для профилактики широко распространенных зимних инфекций, обусловленных различными респираторными вирусами. Существуют данные, что при употреблении L. bulgaricus OLL1073R-1 в составе йогуртов снижается риск заражения простудными заболеваниями у пожилых людей, так как этот штамм дополняет естественную активность NK-клеток [10]. В исследовании, включавшем более 1000 взрослых добровольцев, было показано снижение продолжительности острых респираторных заболеваний у лиц, в течение 3 месяцев употреблявших ежедневно по 200 мл кисломолочного пробиотического продукта (Actimel), который содержит штамм L. casei DN-114001 [11]. Положительный эффект сохранялся даже спустя месяц после окончания приема. Американскими исследователями была предпринята попытка определить, как влияет употребление молочнокислых пробиотических бактерий на инфекционные заболевания у детей. В группе, получавшей L. casei DN-114001 (Actimel), заболеваемость была достоверно ниже, чем при употреблении плацебо [12]. Похожие данные были получены и российскими учеными [13].
Человеческому организму постоянно приходится адаптироваться в ответ на изменения, связанные с влиянием факторов окружающей среды и образа жизни. Старение, стресс, интенсивные физические тренировки, проживание в мегаполисе и даже холодная погода — все это негативно влияет на организм человека. Последнее подтверждают эпидемиологические данные о том, что число респираторных заболеваний и диарей в зимние месяцы увеличивается. S. Nagata и соавт. провели исследование для оценки эффективности приема кисломолочных продуктов, содержащих L. casei Shirota, при норовирусных гастроэнтеритах в зимний период у пожилых людей (средний возраст пациентов — 84 года). Установлено, что непрерывный прием кисломолочного продукта с L. casei Shirota уменьшает выраженность и длительность проявления симптомов лихорадки, вызванной норовирусным гастроэнтеритом, а также корректирует дисбаланс кишечной микрофлоры, свойственный пожилым людям [14].
Прием молочнокислых пробиотических бактерий эффективен и при диареях. Так, в восьми рандомизированных плацебо-контролируемых исследованиях с общим числом участников 988 человек была изучена эффективность продуктов питания, содержащих L. rhamnosus GG, при острых кишечных инфекциях (ОКИ). Было получено достоверное сокращение сроков проявления клинических симптомов ОКИ в среднем с 3,5 до 2,5 дней, по сравнению с группой пациентов, получавших плацебо [15, 16]. В работах профессора А. В. Горелова и соавт. показана клиническая эффективность L. casei DN-114001 (Actimel) в комплексной терапии ОКИ у детей старше 3 лет — длительность лихорадки, диарейного синдрома и сроки госпитализации у детей, его употреблявших, были достоверно меньше по сравнению с детьми, получавшими плацебо [17].
Еще одним направлением, при котором доказана эффективность молочнокислых пробиотических бактерий, является антибиотик-ассоциированная диарея (ААД), которая возникает при нарушении состава и активности нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека. У взрослых для профилактики ААД, вызванной Clostridium difficile, хорошую эффективность показал прием Actimel, содержащего пробиотический штамм L. сasei DN 114001 [18]. У детей молочнокислые бактерии, принимаемые внутрь, способны предотвращать возникновение диарей или уменьшать побочные эффекты, связанные с приемом антибиотиков (например, амоксициллина) [19]. Выявлено положительное влияние штамма L. сasei DN 114001 и при проведении эрадикационной терапии инфекции H. pylori у детей [20].
Иммуномодулирующие свойства молочнокислых бактерий способны уравновесить дисбаланс в иммунных реакциях, вызывающих аллергические реакции у детей. При употреблении детьми с аллергией кисломолочных продуктов, содержащих L. gasseri CECT5714 и L. coryniformis CECT5711, в течение 3 месяцев выявлено значительное снижение уровня IgE в плазме крови и существенное увеличение CD 4+ /CD 25+ T-регуляторных клеток, секреторного IgA и NK-клеток. Таким образом, употребление молочнокислых пробиотических бактерий способно благотворно влиять на иммунные параметры, участвующие в аллергической реакции [21].
Молочнокислые пробиотические бактерии положительно влияют на уровень холестерина в сыворотке крови — в некоторых исследованиях показано, что при их употреблении происходит снижение общего холестерина и липопротеинов низкой плотности, улучшение функции печени [22, 23].
Наконец, нормализация кишечной микрофлоры способствует нормализации кишечного пассажа. Было показано, что регулярный прием Bifidobacterium animalis DN-173 010 (Активиа) пациентами с синдромом раздраженного кишечника, сопровождающегося запорами, уменьшает время транзита по кишечнику, увеличивает частоту дефекаций и улучшает качество жизни таких пациентов [24–27].
Таким образом, молочнокислые пробиотические бактерии можно широко использовать для профилактики и лечения больных с различными заболеваниями (острыми и хроническими заболеваниями желудочно-кишечного тракта, дыхательных путей, для восстановления кишечного микробиоценоза и др.). Форма приема этих микроорганизмов разнообразна (кисломолочные продукты, лекарственные препараты, биологически активные добавки), причем при выборе необходимо руководствоваться прежде всего тем, что положительное действие на организм человека должно быть клинически доказано не только для самих молочнокислых пробиотических бактерий, но и для готовых продуктов, содержащих эти бактерии.
Литература
С. В. Николаева, кандидат медицинских наук
ФБУН Центральный НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора, Москва
Температурный режим для пробиотиков PROPIONIX
УСТОЙЧИВОСТЬ ТИТРА И ЖИЗНЕСПОСОБНОСТЬ КЛЕТОК БИФИДО- И ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ ПРИ ТРАНСПОРТИРОВКЕ БЕЗ ТЕРМОРЕЖИМА
ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
Начиная с 2013 года, микробиологическая продукция ООО «Пропионикс» транспортируется по всей территории РФ вне температурного режима, установленного для хранения. Из всей термоизоляции используется только материал картонных коробок (штатной упаковки и транспортной упаковки-тары) с естественными воздушными прослойками. Почему принято такое решение? А принято оно для того, того, чтобы клиент не переплачивал, за несуществующую угрозу сохранности свойств биоконцентратов при транспортировке…
ТРАНСПОРТИРОВКА ПРОБИОТИКОВ БЕЗ ТЕРМОРЕЖИМА
Немного теории.
Суть в том, что наши бактерии-пробиотики находятся во флаконе в жидкой консервирующей среде (осветленной творожной сыворотке) в стационарной фазе с оптимальным кол-вом питательных веществ для поддержания их жизнеспособности. При хранении в холодильнике пробиотические микроорганизмы находятся в своеобразном «анабиозе», при котором метаболизм внутри клеток замедлен, поэтому питательные вещества для роста и развития клеток бактерий практически не расходуются. Если идет повышение температуры (на10, 20 или 30 о С), повышается и активность бактерий, а соответственно они начинают нуждаться в факторах роста (мы не рассматриваем температуру от +40 о С и выше, т.к. речь уже будет идти о тепловом стрессе (шоке), и дальнейшей гибели клеток посредством разрушения их белковых структур).
В первую очередь, бактерии нуждаются в азоте, углероде (для этого служит лактоза сыворотки) и водороде для построения собственных белков. Водород для клеток поставляет вода. Как правило, источником азота выступают многочисленные вещества, в основном, животного происхождения, а также белковые гидролизаты, пептиды, пептоны. Осветленная творожная сыворотка в этом плане – идеальная среда для нормального роста бактерий. В ней есть необходимые витамины, следы сывороточных белков (пептиды), немного лактозы и т.д.
Объем питательных веществ ограничен, и при дальнейшем нахождении микроорганизмов в тепле часть бактерий начинает переходить в фазу отмирания, их клетки разрушаются. Происходит т.н. автолиз – саморастворение живых клеток под действием их собственных гидролитических ферментов, разрушающих структурные молекулы. Общей причиной автолиза для микроорганизмов любого таксона является исчерпание источников питания и энергии.
Индукция автолиза происходит при:
Защитные факторы.
Однако снижение показателя КОЕ/см 3 при хранении биоконцентратов вне холодильника происходит не сразу и не быстро, т.к. эволюционно клетки бактерий (бифидо- и пропионовокислых) имеют адаптационные механизмы защиты от голода (исчерпания источников питания и энергии), а также от других стрессовых факторов, таких как изменение температуры, низкие значения рН, замораживание и обезвоживание.
Рассмотрим для примера защитные свойства молочных (классических) пропионовокислых бактерий (ПКБ) вида P. Freudenreichii. Что касается ПКБ, то защитными факторами у них выступают такие метаболиты, как полифосфаты, гликоген, трегалоза, экзополисахариды, а также способность к синтезу реактивирующих белков теплового шока (шаперонов).
Реактивирующие факторы
Экзополисахариды
Эксперименты, исследования
Таким образом, при условии средней продолжительности транспортировки продукции по территории всей России транспортными компаниями всего от 1 до 4 суток (и даже в случае непредвиденной задержки в пути), свойства продукции гарантированно останутся в пределах допустимой нормы. Также, данный вывод дополнительно подтверждается экспериментом от производителей аналогичной (пробиотической) продукции (см. ниже):
Как следует из протокола ГУ НИИЭМ им. Н.Ф. Гамалеи РАМН от 13.10 2005 г., по результатам эксперимента (хранение Бифидум №791БАГ при комнатной температуре (t +21 0 С) в течении 10 суток) начальный титр 10 12 жизнеспособных клеток пробиотических микроорганизмов данного препарата сохранялся все 10 суток проверки. То есть даже не изменился!
Вывод: Транспортировка жидких пробиотиков по России допустима вне температурного режима (установленного для длительного хранения) в штатной упаковке и в стандартные сроки, установленные транспортными компаниями (в т.ч. почтой).
Молоко, простокваша и молочнокислые бактерии
Молоко, простокваша и молочнокислые бактерии
Простокваша, ряженка и кефир полны микроорганизмов. Посмотрим на них повнимательнее!
Автор
Редакторы
Не работает холодильник, и что-то надо сделать с молоком? Как приготовить домашнюю простоквашу или ряженку, зачем нам нужны молочнокислые бактерии и откуда они появляются у нас в кишечнике? Найдите ответы на эти вопросы и «рецепты» домашних кулинарных экспериментов в нашей статье!
«Хорошо отдыхать в деревне летом! Простор, свобода, бегай и играй, сколько хочешь! Каждый день — новые открытия и неожиданности. А после веселых прогулок так приятно сесть за деревянный стол и съесть все-все, приготовленное мамой, без остатка», — так думали Саша и Настя, возвращаясь домой одним жарким летним вечером.
— Ой! — сказала Настя, подходя к дому. — Свет не горит ни у нас, ни в соседних домах, темно-то как!
Мама встретила детей на пороге.
— Вы представляете, — сказала она, — произошла авария, и электричество дадут не раньше завтрашнего вечера. Будем сидеть при свечах, как будто мы живем, например, в 19 веке. Только вот надо придумать, что со свежим молоком делать. Холодильник старый, до завтрашнего дня температуру не удержит — молоко испортится.
Мама ненадолго задумалась, а потом рассмеялась и сказала:
— Что же это я, не биолог что ли? Сейчас мы с вами займемся «спасением» продуктов. Идемте поужинаем, съедим все, что может до завтра испортиться, а потом займемся кулинарными экспериментами.
И заинтересованные Саша с Настей побежали за мамой. Настя достала свой альбомчик и спросила:
— Мама, а можно я буду записывать и зарисовывать то, о чем ты расскажешь?
— Конечно! Тогда мы папу завтра не только накормим, но еще и развлечем нашими историями.
С этими словами мама достала из темного холодильника банку с молоком, отлила половину молока в кувшинчик и положила в него несколько больших ложек сметаны.
— Мамочка, зачем ты это сделала? Ведь теперь молоко со сметаной станет совсем невкусным, — удивилась Настя.
— Вовсе нет. Разве я вам не рассказывала, как и из чего делают кефир, йогурт, ряженку и другие кисломолочные продукты? Нет? Тогда слушайте. Сметана сквасит молоко в домашнюю простоквашу. Действующей силой тут будут молочнокислые бактерии, которые уже есть в сметане и которые ускорят процесс сквашивания молока, оставленного при комнатной температуре. Если бы мы просто оставили молоко на столе, оно бы и само прокисло, только стало бы невкусным, так как в него попали бы совершенно разные бактерии, в том числе и те, которые для нас вовсе не полезны и даже вредны. Или, во всяком случае, делающие прокисшее молоко невкусным. Можно сказать, что при помощи сметаны мы ускорим процесс скисания молока, только направим его в нужное нам «русло». А завтра, чтобы простокваша не стояла долго на жаре, мы на ней блины испечем.
— А что происходит с молоком, когда оно сквашивается бактериями? — поинтересовалась Настя.
— Бактерии превращают молочный сахар в молочную кислоту и, кроме того, разрезают, или, как правильнее говорить, расщепляют, молочный белок на отдельные кусочки, — ответила мама.
— Мама, а что будет, если простокваша будет долго стоять в тепле?
— Как говорят, она перекиснет — бактерии размножатся, переработают молоко, и в простокваше накопится очень много молочной кислоты или даже уксуса, которые сделают ее совсем кислой и невкусной. И чем выше температура, при которой хранится простокваша, тем быстрее в ней будут размножаться бактерии и тем быстрее простокваша будет скисать.
— А что значит — «нужное для нас русло»?
— Это значит, что молоко будет сквашиваться теми бактериями, которые полезны нашему организму.
— А какие бактерии нам полезны?
— Те, которые живут в нашем кишечнике. В первую очередь, это лактобактерии и бифидобактерии. Еще в качестве закваски используют термофильного стрептококка или специальную разновидность бактерий группы кишечных палочек, например, болгарскую палочку.
Рисунок 1. Рисунок мамы. Так выглядят бифидобактерии, лактобактерии, кишечные и болгарские палочки и термофильный стрептококк.
— А для приготовления кефира берут особую закваску — так называемые кефирные зерна или кефирные грибки. Это сообщество различных микроорганизмов: молочнокислых и уксуснокислых бактерий и дрожжей. Они удерживаются вместе в виде белых зерен при помощи вырабатываемого ими слизистого вещества. Кефирные грибки — это удивительные организмы, известные людям с самых давних времен. Даже при небольшом изменении условий — температуры, состава молока, длительности сквашивания — получаемый кефир будет разным по количеству тех микроорганизмов, которые перешли в него из кефирных зерен, а значит, будет отличаться и по вкусу.
Договорив это, мама нарисовала рисунок, где изобразила кувшин молока с закваской из бактерий, которые размножаются и перерабатывают-сквашивают молоко.
Рисунок 2. Рисунок мамы. Оказавшись в свежем молоке, молочнокислые бактерии из закваски (кефирного грибка или сметаны) быстро размножаются: ведь молоко для них — вкусная, изобильная еда. Вокруг каждой бактерии образуется «островок» из сквашенного молока, и в результате все свежее молоко в кувшинчике постепенно становится сквашенным.
— А откуда бактерии у нас в кишечнике берутся?
— Самые первые бактерии появляются у новорожденных детей при их рождении, а потом они продолжают поступать в организм малыша с грудным молоком мамы. Правда, надо сказать, появляется все больше данных о том, что некоторое количество бактерий может быть в кишечнике развивающегося малыша еще внутриутробно, а также они могут быть в плаценте — органе, обеспечивающем внутриутробное питание, газоснабжение и выделение продуктов обмена малышей в животе у мамы. Впоследствии бактерии попадают в кишечник детей из «взрослой» еды, которую они начинают есть кроме молока. Только процесс заселения кишечника нужными бактериями небыстрый и продолжается много месяцев. Поэтому очень важно, чтобы новорожденные дети получали именно грудное молоко, а потом — правильную еду, помогающую работе бактерий в их кишечнике.
— Ух ты! — воскликнул Саша. — На йогурте, который ты нам даешь, написано «Полезно! С бифидо- и лактобактериями».
— Именно так — йогурты, кефир, простокваша и другие молочнокислые продукты полезны для пищеварения, — подтвердила мама. — У многих людей, как взрослых, так и детей, молочный белок и молочный сахар плохо усваиваются или вообще не переносятся организмом. Благодаря тому, что бактерии расщепляют молочный белок на маленькие кусочки, человек легко усваивает все его компоненты. А молочный сахар бактерии сбраживают в молочную кислоту, которая легко используется организмом.
— Что же, получается, когда мы пьем молоко, то оно у нас в кишечнике бактериями в кефир превращается?
— Не совсем, — засмеялась мама. — Молочный белок у нас «разрезается» — расщепляется специальными белками-ферментами в желудке. А бактерии в кишечнике, потребляя часть нашей еды, делают для нас некоторые витамины, аминокислоты — кирпичики для строения новых белков — и еще не дают развиваться вредным, болезнетворным бактериям. Это особенно важно для новорожденных детей, иммунная система которых сформировалась, но еще не активна. Именно за такую активацию иммунитета отвечают полезные бактерии, попадающие в кишечник новорожденного малыша. И в этом им помогают компоненты грудного молока — олигосахариды, которые обеспечивают прикрепление «хороших» бактерий к стенкам кишечника. Кусочки полезных бактерий захватывают особые специализированные, так называемые, М-клетки стенок кишечника и «показывают» их иммунным клеткам, вызывая активацию иммунитета. Благодаря этому иммунные клетки смогут эффективно «сражаться» с болезнетворными бактериями в случае их попадания в кишечник.
И мама нарисовала клетки кишечника, «хорошие» и «плохие» бактерии и иммунные клетки, активирующиеся бактериями.
Рисунок 3. Рисунок мамы. Фиолетовым цветом мама нарисовала клетки кишечного эпителия с микроворсинками, розово-оранжевым — М-клетки. Над клетками черными изломанными палочками мама изобразила молекулы олигосахаридов, при помощи которых «хорошие» бактерии прикрепляются к поверхности кишечника. Под клетками кишечного эпителия и М-клетками мама нарисовала различные иммунные клетки: дендритные клетки, макрофаг и В-лимфоцит. М-клетки захватывают кусочки бактерий и продукты их жизнедеятельности, а потом выделяют с обратной стороны и тем самым «активируют» дендритные клетки. Активированные дендритные клетки в свою очередь взаимодействуют с лимфоцитами, которые в зависимости от своего типа разрушают болезнетворные бактерии или выделяют антитела, способствующие быстрому выведению бактериальных токсинов из организма или поглощению бактерий (их мама нарисовала красным цветом) и вирусов другими лимфоцитами или макрофагами.
— Вот это да! — воскликнула Настя. — Наша собственная маленькая армия у нас в животе! Получается, нужные нам бактерии не дают «плохим» бактериям размножиться и вызвать какую-нибудь болезнь.
И она нарисовала вот такой рисунок у себя в альбоме.
Рисунок 4. Рисунок Насти. Настя изобразила «хорошие» бактерии, прикрепленные к клеткам кишечника олигосахаридами, «плохие» бактерии, которые не могут добраться к клеткам, и иммунную клетку с множеством отростков. Иммунная клетка взаимодействует с «хорошими» бактериями, которые ее активируют и «настраивают» на борьбу с «плохими» бактериями.
— А что мы еще можем сделать из получившейся простокваши? — поинтересовался Саша.
— Если бы у нас ее было много, то мы бы могли из простокваши сделать домашний творог, а потом из него — мягкий сыр. Вот купим завтра утром побольше молока и сможем заняться таким молочным творчеством. Только папу дождемся — он привезет из города разные йогурты, мы их используем в качестве новой закваски.
— Неужели вкус простокваши будет отличаться в зависимости от йогурта или сметаны?
— Конечно, — подтвердила мама. — Ведь каждый тип йогурта содержит немного разный набор бактерий, да даже одни и те же бактерии у разных производителей могут немного отличаться.
— А как же узнать, какой йогурт лучше? — спросила Настя.
— А вот из какого йогурта получится лучше и вкуснее простокваша, или домашний йогурт, — тот, значит, и был лучшим, более свежим, с бóльшим количеством бактерий. Завтра сможем поставить такой эксперимент.
— Мама, а мы можем сделать ряженку? Папа ведь так ее любит!
Мама подумала и сказала:
— Можем попробовать. Ряженку делают из топленого молока с закваской из молочнокислых бактерий. В качестве закваски мы будем использовать завтрашнюю простоквашу, осталось сделать топленое молоко. Знаете, как его делают? Раньше топленое молоко готовили в русских печах: наливали молоко в горшок, закрывали крышкой и ставили на несколько часов в печь. Потом надо было следить, чтобы молоко не закипало, а все время стояло очень горячим, как говорили хозяйки, чтобы оно «томилось». Благодаря такому томлению молоко становилось желто-кремового цвета и сладким. Сейчас топленое молоко можно сделать в духовке, скороварке или мультиварке. Или в любом другом устройстве, способном сохранять молоко при высокой температуре в течение нескольких часов. Мы с вами сделаем в термосе. Только сначала надо молоко как следует нагреть, даже довести до кипения. Плита у нас не работает, так что придется на костре в котелке греть.
С этими словами мама взяла маленький походный котелок, пошла на улицу и позвала с собой детей. Там они быстро сделали маленький костер, нагрели молоко и вылили его в термос.
— Очень хорошо, — одобрительно кивнула мама. — Так мы оставим молоко до завтра, а рано утром я перелью его из термоса в банку и добавлю свежую простоквашу. Сметана-то до завтра не сохранится, зато в полученной нами простокваше будут все молочнокислые бактерии, необходимые для сквашивания молока. К завтрашнему вечеру ряженка должна быть готова.
Саша помолчал, а потом сказал:
— А мы бы могли хоть немного свежего молока на завтрак сохранить?
Мама задумалась, а потом сказала:
— Что же, давайте попробуем. Поставим стакан молока в самое прохладное место. А еще, как делала моя бабушка, бросим туда серебряную ложку.
— Что?! — дружно удивились дети.
— Да-да, раньше так пытались сохранить молоко свежим. Хранили его в серебряных молочниках или в ёмкостях с посеребренным дном или серебряной ложкой. Но, конечно, холодильник гораздо эффективнее.
— А почему серебро так действует?
— Есть несколько возможных объяснений. Одно из них такое: маленькие кусочки серебра (они называются ионами) отделяются от основной серебряной массы и подавляют, то есть убивают, бактерий. Второе объяснение, что на поверхности серебряных предметов образуются особые формы кислорода (говорят «активные формы кислорода»), которые тоже губительны для бактерий.
Потом мама весело подмигнула детям:
— Еще, говорят, в давние времена лягушку сажали в свежее молоко, чтобы оно дольше не прокисало. Кожа лягушки выделяет специальную слизь, компоненты которой имеют бактерицидное действие (убивающее бактерий). Хотите, попробуем?
— Бррррр, — сказала Настя, а Саша радостно закричал:
— Да-да, конечно, хочу! — А потом уже спокойнее добавил: — Вообще-то, не стоит, ведь лягушке вряд ли понравится сидеть в молоке. Ни муху там не поймаешь, ни комара. Давай уж лучше серебряную ложку туда бросим или твои сережки, которые папа подарил.
— Сережки не стоит, а вот ложку — пожалуйста. Завтра проверим, что из этого выйдет.
Мама задумалась ненадолго, а потом сказала:
— Хорошо, что я успела молоко вскипятить, потому что простоквашу лучше делать на кипяченом молоке, а не на «сыром». Знаете, почему? Потому что в «сыром» молоке уже тоже есть бактерии, которые попали из воздуха, с вымени коровы, из ведра, куда корову доили. И не всегда эти бактерии «хорошие». Ну и конечно, закваску — сметану или йогурт — нельзя класть в горячее молоко. Ведь бактерии — это живые организмы, в горячем молоке они тут же погибнут.
А потом мама засмеялась:
— Да вы уже совсем спите, исследователи-экспериментаторы! Спать-спать! Все остальное будем делать завтра!
На следующий день дети радостно жарили с мамой блины на свежей простокваше. Даже молоко не прокисло, хотя, как сказала мама, «эксперимент не чистый» и, чтобы точно быть уверенными, что молоко не прокисло благодаря серебру, следовало второй такой же стакан молока оставить без серебряной ложки. К приезду папы была готова и ряженка. Вечером вместе с папой дети и мама с удовольствием ели блины со свежей ряженкой, рассказывая о своих экспериментах. А еще через день Саша и Настя, вооружившись банками, ложками, молоком, разными йогуртами и сметаной, занялись экспериментами по получению домашней простокваши.
Подобные эксперименты мы предлагаем сделать и вам (только, конечно, под присмотром взрослых).
Домашние эксперименты
Внимание!
Эти эксперименты проводите только строго по инструкции и в присутствии взрослых. Дело в том, что некоторые бактерии опасны для организма, и если вы нарушите условия эксперимента (например, продержите простоквашу не 8–12 часов, а несколько дней), эти бактерии могут размножиться, «захватить власть» в молоке и нанести вам вред, когда вы попробуете простоквашу.
А еще опасны плесени, которые могут поселиться на простокваше, про которую вы забыли. Если вы видите, что на вашей заброшенной простокваше поселилась плесень (особенно, если эта плесень черная!), то вам придется выбросить простоквашу, не попробовав, и начать эксперимент заново.
1. Самая лучшая закваска
Возьмите сметану, несколько разных йогуртов (на ваше усмотрение, главное, чтобы они были «натуральными» — без добавок сахара, ягод, фруктовых пюре или отрубей злаков). Подогрейте предварительно прокипяченное молоко до температуры тела (так, чтобы когда вы прикладываете его к внутреннему сгибу локтя, оно не казалось вам ни холодным, ни теплым), а потом разлейте в несколько стаканов. В каждый стакан добавьте по чайной ложке выбранной закваски, заверните полотенцем и оставьте на 8–10 часов. (Примечание: если в помещении ниже 22 градусов, то для скисания молока может понадобиться больше времени, например, 12 часов). По истечении указанного времени проверьте полученную простоквашу. Молоко скисло, если в стакане образовалось густое содержимое, похожее на желе, которое тянется за ложкой. Какая домашняя простокваша вам больше нравится? Для сравнения можете взять четвертый стакан молока и оставить его прокисать без добавления закваски.
Комментарий: чем более свежий кисломолочный продукт выбран в качестве закваски, тем больше в нем находится живых бактерий и тем лучше получится домашняя простокваша. Не рекомендуем использовать сметану и йогурт, в состав которых входят крахмал или другие загустители. В летнее время или при температуре в помещении выше 26–27 градусов молоко может скиснуть быстрее, чем за 8 часов, поскольку рост и размножение бактерий ускоряются в теплых условиях.
2. Влияние температуры молока и окружения на получение простокваши
Возьмите три стакана с молоком. В одном — молоко из холодильника, в другом — теплое молоко (при температуре тела), а в третьем — горячее молоко. В каждую ёмкость добавьте по чайной ложке той закваски, которая вам больше всего понравилась. Холодное молоко поставьте в холодильник, два других стакана оставьте при комнатной температуре. Через 8–12 часов проверьте, что получилось.
Комментарий: в холодильнике молоко не скиснет, так как при низкой температуре замедляются рост и размножение бактерий. Горячее молоко тоже не даст йогурт, поскольку от высокой температуры погибнут все или почти все бактерии из закваски.
3. Сладкий йогурт — хорошо ли это?
Возьмите три стакана теплого молока. В один из стаканов добавьте 2–3 чайные ложки сахара или варенья, во второй — чайную ложку черники или других ягод. После этого в каждый стакан добавьте выбранную вами закваску. Через 8–12 часов оцените результат.
Комментарий: в сладком молоке йогурт получится хуже, так как в сладкой среде ухудшается рост кисломолочных бактерий. А вот свежие ягоды (или замороженные) заметным образом не повлияют на заквашивание молока. Отсюда вывод — если хочется сладкого йогурта, то лучше варенье или сахар добавить после получения «обычного йогурта», а не в процессе его приготовления.
4. Домашняя ряженка
Вскипятите молоко и аккуратно перелейте его в термос. Закройте термос и оставьте на 8 часов. После этого полученное топленое молоко перелейте в другую ёмкость и дайте ему остыть. Когда температура молока будет комнатной или чуть выше, добавьте выбранную вами закваску и оставьте еще на 8 часов. Ряженка готова!
