Ферментный препарат микробного происхождения инвертаза что это

Ферментный препарат микробного происхождения

Где и как применяется

Добавка Е 1103 до 2010 года в пищевой промышленности выполняла функцию стабилизатора.

СанПиН 2.3.2.2795-10 исключил инвертазы из списка разрешенных. Причина в возможном образовании токсинов при нарушении технологии ферментации дрожжевых грибов.

Помимо России, вещество запрещено в Новой Зеландии, Австралии.

Добавка разрешена в Республике Беларусь, странах ЕС, Украине, Китае, Индии и других странах.

Нет упоминания об инвертазах в пищевом кодексе США и Канады. Это связано с тем, что многие эксперты не считают ферменты пищевыми добавками как таковыми.

Инвертазы обычно используют в кондитерском и молочном производстве. Основное ее назначение — препятствовать кристаллизации сахарозы, и как следствие — преждевременному высыханию и затвердеванию продукции, продлению срока хранения. Дополнительно добавка увеличивает вязкость, стабилизирует консистенцию, помогает сохранить заданную структуру изделий.

Ее можно встретить в составе:

Характеристика пищевой добавки Е1103 (Инвертазы)

Пищевая добавка Е1103 Инвертаза представляет собой фермент, получаемый контролируемым процессом ферментации Saccharomyces sp. (Kluyveromyces), который в организме человека вырабатывается стенками двенадцатиперстной кишки, а также стенками тонкой кишки. Также данное вещество содержится в организме пчел, которые с его помощью перерабатывают нектар в мед. Действие инвертазы заключается в том, что она расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу, в результате чего образуется инвертированный сахарный сироп.

Внешне пищевая добавка Е1103 представляет собой порошок бледно-желтого цвета либо же вязкую жидкость прозрачную или практически прозрачную. По вкусу же данное вещество сладкое с таким же легким сладким запахом.

До 2010 года в РФ инвертаза использовалась в производстве продуктов питания в качестве стабилизатора консистенции, в основном в кондитерской промышленности. Однако с 2010 года добавка Е1103 была исключена из списка разрешенных пищевых добавок. Также запрещенной она является в Австралии и в Новой Зеландии. В странах же Евросоюза инвертаза напротив разрешена. В США про добавку Е1103 вообще нет каких бы то ни было упоминаний.

Наиболее широкое применение инвертаза получила в кондитерской промышленности, впрочем, об этом пойдет речь далее. Кроме того стоит отметить, что в некоторых случаях ее используют в сельском хозяйстве в качестве компонента корма для животных.

Источники получения ферментов микробного, животного и растительного происхождения

Рассмотрим производство ферментных препаратов с точки зрения источников получения ферментов. Промышленными источниками для получения ферментных препаратов могут служить ткани животных и растений, а также микроорганизмы.

Ферменты животного происхождения

Ферменты животного происхождения были одними из первых ферментов, выделенных в кристаллическом состоянии, и именно они стали объектами для расшифровки структуры активного центра и механизма каталитической активности. Сырьем для их промышленного производства могут служить поджелудочная железа, содержащая большое количество разнообразных ферментов, в частности химотрипсин, коллагеназу, эластин, трипсин, амилазу, липазу, слизистые оболочки желудков и тонких кишок свиней, сычуги крупного рогатого скота, из которых выделяют пепсин и липазу, сычужки молочных телят и ягнят, содержащие реннин, и другие органы животных.

Помимо сырья, собираемого на мясокомбинатах, специалистами Калининградского государственного технического университета показана возможность получения ферментов протеолитического действия из двустворчатых моллюсков.

Ферменты растительного происхождения

В качестве растительных источников для получения ферментов может использоваться проращенное зерно злаковых культур – солод, который также может применяться непосредственно как неочищенный ферментный препарат, в основном, амилолитического действия.

В ГОСНИИХП совместно с МГУПБ проводились исследования по использованию в хлебопечении проращенной сои как источника ферментов. Установлено, что липоксигеназа, входящая в ее состав, положительно влияет на свойства теста и качество хлеба из пшеничной муки высшего сорта.

В тропических и субтропических странах для получения ферментов, в частности протеолитической группы используют латекс дынного дерева, латекс фикусовых растений, например листья и побеги инжира и сок зеленой массы ананаса.

Ферменты микробного происхождения

Наиболее перспективным источником ферментов являются микроорганизмы. В качестве продуцентов ферментных препаратов используются культуры представителей различных таксономических групп – бактерий, актиномицетов, микроскопических и высших базидиальных грибов, среди которых можно найти продуцента практически всех ферментов, участвующих в круговороте органических веществ. Промышленностью налажено применение как природных штаммов микроорганизмов, выделенных из естественных объектов, так и полученных искусственной селекцией с применением мутагенов.

Преимуществом использования микроорганизмов для получения ферментных препаратов является сравнительно короткий цикл роста (16-100 ч), неприхотливость к составу питательной среды, способность легко переключаться с синтеза одного фермента на другой, а также генетическая стабильность по признаку синтеза фермента.

Следует отметить, что подавляющее количество применяемых в промышленности ферментных препаратов являются комплексными и содержат помимо основного фермента значительное количество сопутствующих ферментов и белков, в связи с чем в технологии ферментов препараты часто классифицируют по основному компоненту. Так, различают амилолитические, протеолитические, липолитические, пектолитические и другие виды препаратов.

В качестве бактериальных продуцентов нейтральных и щелочных протеолитических ферментов в промышленности наиболее часто используются различные штаммы бактерии рода Bacillus, в частности Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, Bacillus brevis, Bacillus cereus и Bacillus licheniformis.

Значительный интерес вызывают протеазы, полученные из культур актиномицетов, в частности Actinomyces thermovulgaris, Actinomyces fradiae, Streptomyces griseus. Указанные штаммы синтезируют богатейшие комплексы протеаз с различной субстратной специфичностью и действующие в широких диапазонах рН.

В литературе описано использование актиномицетов в качестве продуцентов кератиназы, эластазы, коллагеназы.

Однако исследователями отмечается существенный недостаток, не позволяющий использовать ферменты актиномицетов в пищевой промышленности, суть которого в состоит том, что эти микроорганизмы наряду с протеазами активно синтезируют антибиотики.

Микробные продуценты амилолитических ферментов активно изучаются российскими учеными. Так, в ГУ ВНИИПАКК проведена разработка технологии получения комплекса амилолитических ферментов грибной культуры Aspergillus niger, обладающих способностью сохранять активность в кислой области рН при повышенных температурах. Максимальная активность указанного комплекса проявляется при температуре 55-60 °С и рН 4,5-5,0.

В литературе встречаются упоминания об использовании для производства целюлаз микроскопического гриба Trichoderma viride, способного также синтезировать ксиланазу, как сопутствующий фермент. М.В. Гернет исследован процесс получения целлюлаз штамма Trichoderma longibranchiatum глубинным и поверхностным способом.

Наиболее перспективным методом получения ферментов из источников различного происхождения является сорбция на макропористых носителях – сорбентах, не изменяющих структуру ферментов.

В настоящее время с использованием животных, растительных и микробных источников мировой промышленностью выпускается около 250 наименований ферментных препаратов.

Следует отметить, что по статистическим данным за 2000 год в нашей стране было выпущено всего 7,5 тыс. усл. т ферментов в год, большинство из которых уступают по качеству и цене мировому уровню, при потребности порядка 40 тыс. т. Наибольший удельный вес среди промышленных ферментных препаратов занимают препараты, гидролизующие белковые вещества – протеиназы.

Надеемся, производство ферментных препаратов станет понятнее после прочтения этой статьи о источниках получения ферментов.

Источник

Пищевая добавка Е 1103: инвертазы для сладкоежек

Понятие «инвертаза» потребитель обычно связывает с медом. Известно, что именно этот фермент наиболее активен.

В пищевой индустрии инвертазы в роли вспомогательного агента выполняют ту же функцию, что и в меде, но к продукту пчеловодства отношения не имеют. Добавка Е 1103 — результат микробиологического синтеза. Доказательств ее вреда для здоровья нет, но в ряде стран, включая Россию, вещество не имеет разрешения к использованию.

Название продукта

Официально утвержденное наименование пищевой добавки — инвертазы.

Тип вещества

Согласно СанПиН 2.3.2.1293-03 добавка E 1103 может быть использована в качестве стабилизатора.

Инвертазы — группа ферментов класса гликозил-гидролаз, ускоряющих распад молекулы сахарозы на глюкозу и фруктозу в равных молярных долях. Получившееся в результате гидролиза вещество известно как инвертный сахар — основной компонент пчелиного меда.

Естественным образом инвертаза синтезируется в стенках тонкого кишечника млекопитающих, в слюнных железах пчел.

В промышленных масштабах добавку получают из сахаромицетов (Saccharomycetes) — дрожжевых грибов класса аскомицетов. Инвертаза — продукт контролируемой ферментации сырья.

Свойства

Упаковка

Добавку E 1103 в виде порошка расфасовывают в стандартную тару для упаковки сыпучих пищевых продуктов:

Вещество гигроскопично, обязательно наличие защитной вставки из плотного полиэтилена.

Жидкие инвертазы упаковывают в пластиковые бочки, бидоны, канистры.

Где и как применяется

Добавка Е 1103 до 2010 года в пищевой промышленности выполняла функцию стабилизатора.

СанПиН 2.3.2.2795-10 исключил инвертазы из списка разрешенных. Причина в возможном образовании токсинов при нарушении технологии ферментации дрожжевых грибов.

Помимо России, вещество запрещено в Новой Зеландии, Австралии.

Добавка разрешена в Республике Беларусь, странах ЕС, Украине, Китае, Индии и других странах.

Нет упоминания об инвертазах в пищевом кодексе США и Канады. Это связано с тем, что многие эксперты не считают ферменты пищевыми добавками как таковыми.

Инвертазы обычно используют в кондитерском и молочном производстве. Основное ее назначение — препятствовать кристаллизации сахарозы, и как следствие — преждевременному высыханию и затвердеванию продукции, продлению срока хранения. Дополнительно добавка увеличивает вязкость, стабилизирует консистенцию, помогает сохранить заданную структуру изделий.

Ее можно встретить в составе:

Польза и вред

Инвертазы не являются чуждым для человека ферментом. Вещество образуется в стенках тонкого кишечника и выполняет ряд важных функций:

Биологически ценными компонентами инвертазы не являются. Ферменты можно отнести к категории нейтральных веществ, не оказывающих ни существенного вреда, ни особой пользы.

При индивидуальной непереносимости продукта возможна аллергическая реакция.

Основные производители

На отечественный рынок инвертазы поступают от ведущих зарубежных компаний-производителей:

Российские предприятия добавку E 1103 не выпускают.

В целом инвертазы безопасны для организма. Продукт термически неустойчив, и в ходе приготовления пищевых изделий его активность значительно снижается. Для получения инвертного сиропа добавку не используют из-за высокой себестоимости производственного процесса с участием ферментов.

Источник

Е1103 пищевая добавка

Описание

Пищевая добавка Е1103 (инвертазы) — относится к стабилизаторам микробиологического происхождения, используется в технологических целях в процессе производства пищевых продуктов. Инвертаза — фермент, который катализирует гидролиз (распад) сахарозы (сахара). Полученные в результате фруктоза и глюкоза называются инвертным сахаром. Близкими к инвертазам являются сахаразы. Инвертазы расщепляют O-C(фруктоза) связь, тогда как сахаразы расщепляют O-C(глюкоза) связь. Эти ферменты разлагаются при температуре выше 65 °C; инактивируются в присутствии более 20 % спирта; оптимум действия: pH 4,5–5,9, температура 55 °C (ориентировочно). Растворим в воде. Внешне выглядит как бледно-жёлтый порошок, либо бледно-жёлтая прозрачная или почти прозрачная вязкая жидкость со сладким вкусом и характерным лёгким ароматом.

Природный источник

Контролируемой ферментацией Saccharomyces sp. (Kluyve-romyces). Примеси: носители, препараты могут содержать также стабилизаторы и консерванты.

Получение

Выделяются стенками двенадцатиперстной и тонкой кишок.

Метаболизм и токсичность

Доказательства того, что какие-либо ферменты, используемые в пищевых технологиях, вредны сами по себе, отсутствуют, тем более что в большинстве случаев ферменты в процессе обработки инактивируются. Однако остаётся возможность образования токсинов во время роста микроорганизмов, используемых для биосинтеза ферментов. Гарантировать отсутствие микотоксинов и патогенных микроорганизмов должен изготовитель препарата.

Польза

Положительные свойства инвертаз заключаются в расщеплении сахара, поступающего в организм, на легкоусвояемые составляющие – глюкозу, фруктозу, лактозу. Добавка Е1103 позволяет продлить срок годности продуктов.

Нормализует работу пищеварительной системы; снижает газообразование, предупреждает вздутие живота; повышает усвояемость молочных продуктов.

У чувствительных людей может вызвать аллергические реакции. Избыточное количество данного вещества может стать причиной технической порчи продуктов, в результате чего наблюдается рост микроорганизмов и образование токсинов.

Применение

В основном, используются в кондитерской промышленности для получения помадных конфет, марципановых, пралиновых, мармеладных и других кондитерских масс. Инвертаза, добавленная к продукту в количестве 1 мл/кг, катализирует реакцию расщепления сахарозы на глюкозу и фруктозу. При этом замедляется процесс кристаллизации сахарозы, а образовавшаяся фруктоза благодаря своей гигроскопичности связывает воду, предотвращая черствение продукта. Следствием этих процессов является увеличение его срока годности. Для усиления действия рекомендуется применять совместно с инвертазой сорбитный сироп.

Инвертаза может использоваться в качестве катализатора при получении инвертного сиропа, но это дорого, поэтому обычно для этих целей используют кислоты (соляную, уксусную, лимонную).

Другие сферы применения: в производстве фруктозы и фруктозно-глюкозных сиропов.

Правовой статус

Как пищевая добавка Е1103 это соединение может применяться в странах Евросоюза, при этом оно выполняет функцию стабилизатора в таких продуктах как сахарные сиропы, начинки для конфет, мороженое и т.п. В Российской Федерации добавка исключена из списка разрешённых в 2010 году. Также Е1103 запрещена в Австралии и Новой Зеландии. В США упоминания в документах об использовании этой добавки нет.

Источник

Роль энзимов неживотного происхождения при нарушениях пищеварения различной этиологии

В статье представлен обзор литературы об особенностях и преимуществах препаратов пищеварительных ферментов неживотного происхождения, т. е. препаратов, в состав которых входят растительные, микробные или фунгальные ферменты. Патогенетически обоснованы заб

The review of literature on features and advantages of drugs of digestive enzymes of non-animal origin, i.e., drugs which include vegetative, microbial or fungal enzymes, is presented in the article. Diseases and conditions upon which such drugs are prescribed have been pathogenically substantiated. Digestion violations — the reasons, clinical features, ways of their correction are presented in detail. Special attention is paid to the dietary supplement, which includes not only amilo-, proteo- and lipolytic enzymes, but also cellulose, and lactase, and also phytoadditives which positively influence digestion processes.

Все-таки странно, насколько наш разум и чувства
подчинены органам пищеварения.
Джером Клапка Джером

Под пищеварением понимается переработка с помощью ферментов сложных веществ (белков, жиров, углеводов) в простые для их последующего всасывания. Процесс переработки осуществляется по мере продвижения пищевых масс по желудочно-кишечному тракту (ЖКТ). В ротовой полости пища смешивается со слюной, обладающей амилазной активностью, и подвергается механической обработке. Значение желудка состоит в депонировании и разжижении пищи под действием соляной кислоты и пепсина, денатурировании и начальном гидролизе белков, создании пищевого комка для эвакуации в двенадцатиперстную кишку.

Основные гидролитические процессы происходят в тонкой кишке, где пищевые вещества расщепляются до мономеров, всасываются и поступают в кровь и лимфу. Процесс переработки пищевых веществ в тонкой кишке имеет три последовательных взаимосвязанных этапа, объединенных A. M. Уголевым (1967) в понятие «пищеварительно-транспортный конвейер» [1]: полостное пищеварение, мембранное пищеварение, всасывание.

Полостное пищеварение включает формирование химуса и гидролиз пищевых компонентов до олиго- и мономерного состояния. Ключевая роль в полостном пищеварении отводится ферментам поджелудочной железы (ПЖ). Образующиеся в процессе полостного гидролиза короткие цепи белков, углеводов и жиров окончательно расщепляются с помощью механизмов мембранного пищеварения. Ферменты ПЖ, адсорбированные на нутриентах, продолжают играть активную роль и на этом этапе, который разворачивается в пристеночном слое слизи. Заключительный гидролиз нутриентов происходит на наружной мембране энтероцитов с помощью кишечных гидролаз.

После этого наступает последний этап — всасывание, т. е. перенос расщепленных компонентов пищевых веществ из просвета кишки во внутреннюю среду организма.

Наиболее частые жалобы пациентов при расстройстве пищеварения на диспепсические проявления. В переводе с древнегреческого «диспепсия» означает «несварение» (от «δυσ» — отрицание, «π?ψις» — пищеварение). Все варианты диспепсии в клиническом отношении делят на желудочную, кишечную и билиарную. К симптомам желудочной диспепсии относят тяжесть, дискомфорт в эпигастрии, раннее насыщение, отрыжку, изжогу, тошноту, рвоту, снижение аппетита. Проявлениями кишечной диспепсии считают метеоризм, флатуленцию, урчание, диарею, запоры, неустойчивый стул. Синдром билиарной диспепсии характеризуется снижением аппетита, ощущением чувства горечи во рту, нарушениями стула (запорами, поносами или их чередованием), метеоризмом, чувством дискомфорта, тяжести, распирания в правом подреберье [2].

Нарушение пищеварения является проявлением основного заболевания, например, органических и функциональных заболеваний билиарной системы, гастритов, дуоденитов, пептических язв, панкреатитов, гепатитов и циррозов печени, нарушений состава кишечной флоры, абдоминального ишемического синдрома. Нарушение пищеварения может быть обусловлено различными факторами. Как функциональные, так и органические поражения ЖКТ сопровождаются расстройством их двигательной, всасывающей, секреторной или выделительной функции, нарушая взаимосвязанный и сложный процесс переваривания пищи. К основным синдромам нарушения пищеварения относятся мальдигестия, мальабсорбция и мальнутриция. Если речь идет о расстройстве полостного пищеварения, т. е. нарушении гидролиза в просвете пищеварительного тракта, то это состояние называют мальдигестией, а если о нарушении мембранного пищеварения и всасывания, то мальабсорбцией и мальнутрицией. Традиционно выделяются несколько групп основных причин формирования этих синдромов [3]:

При описанном автором многообразии причин нарушения пищеварения чаще всего расстройства обусловливаются болезнями ПЖ с прогрессирующей недостаточностью ее внешнесекреторной функции (первичная панкреатическая недостаточность). В клинической практике также часто встречается вторичная или относительная внешнесекреторная недостаточность ПЖ.

Несмотря на приведенные выше органические причины нарушения пищеварения и диспепсии, значительно чаще встречаются функциональные заболевания ЖКТ, а также банальные диетические погрешности и «банкетные» переедания. При последних, как правило, нарушается соотношение основных компонентов обычного питания — преобладают жиры (животные и растительные) и углеводы, в том числе неперевариваемая клетчатка. В процесс пищеварения также часто «вмешивается» алкоголь, который в малых дозах (до 50 мл 40%) стимулирует пищеварительный процесс, а в более высоких дозах резко нарушает его, усугубляя диспепсию [4].

При всех приведенных нарушениях пищеварения кроме лечения, направленного на нормализацию моторики, уменьшение болевого синдрома, устранение микробной контаминации, восстановление микробного пейзажа кишечника, восстановление витаминно-минерального статуса, необходима ферментная терапия. Впервые ферментные препараты (ФП) в медицинской практике стали использоваться более 100 лет назад. Пищеварительные ферменты в настоящее время широко применяются при различной гастроэнтерологической патологии. В настоящее время в клинической практике используется большое число ферментных препаратов, характеризующихся различной комбинацией компонентов, энзимной активностью, способом производства и формой выпуска. При выборе ферментного препарата в каждом конкретном случае врач прежде всего должен обращать внимание на его состав и активность его компонентов [5].

Терапевтические возможности ферментов обнаруживают значительные различия, в зависимости от их животного или растительного происхождения. Сегодня «животные» ферменты в основном производятся из поджелудочных желез свиней. Они содержат самую высокую концентрацию энзимов среди всех ферментных препаратов, известных до настоящего времени. Эти ферменты использовались с начала 1900-х годов и были очень эффективными при определенных условиях. Некоторые ферменты получают из растений, включая бромелайн из ананаса, папаин из папайи и нанокиназу из ферментированной сои. Другие растительные ферменты «выращивают» из различных видов грибов и плесени, иногда в очень высоких концентрациях. Вопреки распространенному мнению, такие ферменты не содержат каких-либо остатков веществ, из которых они были выращены.

Ферментная промышленность, существующая сегодня, образовалась в конце XIX века. В 1894 г. доктор Джокити Такамину получил патент США 525 823 — «Способ получения диастатического фермента», в котором подробно описан процесс и извлечение амилаз из гриба Aspergillus oryzae (А. oryzae). Его запатентованный продукт Taka-diastase для улучшения пищеварения продавался компанией Parke, Davis & Company во всем мире. К 1932 г. д-р Е. Howell создал компанию в штате Иллинойс по производству дополнительных ферментов для замены тех, которые были уничтожены при приготовлении пищи и консервировании в пищевой промышленности. В обзоре д-ра Е. Howell 1947 г. «Состояние пищевых ферментов при пищеварении и метаболизме» цитируется использование папаина в качестве помощи пищеварению и пользы от «расстройств пищеварения самых разных видов». Грибковая амилаза аналогично цитируется в этом трактате как используемый в терапии заболеваний пищеварительного тракта источник липазы и других экстрактов ПЖ [6].

Ферменты из гриба А. oryzae изучались в многочисленных исследованиях, в которых оценивалась их роль в поддержании здорового пищеварения. Кроме того, исследования на людях предполагали, что протеолитические ферменты, полученные из гриба А. oryzae, могут играть роль в противовоспалительной и фибринолитической терапии. Ферменты являются относительно стабильными при нагревании и активны в широком диапазоне рН (рис.). Это важно, потому что большинство ферментов дезактивируются в желудочной кислоте. Описываемые ферменты синтезируются из гриба, но не содержат грибкового остатка, являясь непатогенными. Современные технологии фильтрации позволяют этим грибковым ферментам быть эффективными и безопасными для человека.

Любые пероральные ферменты должны выдерживать кислотность желудка, чтобы быть терапевтически эффективными. Большинство ферментов, полученных из животных, должны быть покрыты энтеросолюбильным покрытием, чтобы защитить их от кислотности желудка. Энтеросолюбильное покрытие действительно обеспечивает некоторую защиту от кислоты, но оболочка часто повреждается в желудке или полностью не растворяется в тонкой кишке. Это влияет на эффективность ферментного препарата. С другой стороны, грибковые протеазы удивительно устойчивы к кислоте и не требуют энтеросолюбильного покрытия [8].

Ферментированные микроорганизмы с многолетним использованием в пищевых продуктах, микробные ферменты были специально выбраны на основе уникальных характеристик каждого фермента. Другим ограничивающим фактором применения ферментов животного происхождения, таких как панкреатин, является отсутствие разнообразия. С другой стороны, грибковые ферментные смеси могут быть изготовлены на заказ для удовлетворения различных ферментативных потребностей пищеварения. Это возможно, потому что источники грибов содержат не только протеазы, амилазы и липазы, но также могут включать в себя множество других ферментов, таких как тилактаза, целлюлаза, лактаза и т. д. [9].

В целом грибковые ферменты превосходят панкреатин в отношении диапазона рН, кислотной стабильности, активности, разнообразия и безопасности. В дополнение к вышеуказанным преимуществам грибковые ферменты подходят для вегетарианской диеты.

По словам доктора Mark Percival (1985), пероральное добавление пищеварительных ферментов непосредственно перед или во время приема пищи может помочь пищеварению. Несмотря на то, что большинство дополнительных ферментов являются лабильными и дезактивируются при воздействии кислоты в желудке, Mark Percival считает, что некоторые из ферментов будут оставаться активными, если их принимают с пищей или непосредственно перед едой. Mark Percival говорит, что «ферменты физически защищены» при еде и позволяют проявлять ферментативную активность уже в желудке. рН играет важную роль в ферментативной активности, поэтому ферменты, полученные из Aspergillus, «могут быть весьма полезными, поскольку они кажутся чрезвычайно стабильными даже при воздействии кислой среды». Доктор Edward Howell добавляет, что, поскольку активность фермента начинается еще до проглатывания пищи, можно принимать содержимое этого фермента без капсулы с пищей, чтобы немедленно начать процесс пищеварения [10].

Температура окружающей среды играет решающую роль в активности ферментов. Фунгальные ферменты лучше всего работают в температурном диапазоне 95–105 °F (35,0–40,56 °C). При нормальной температуре тела 98,6 °F ферменты грибкового происхождения идеальны.

Для обеспечения липолиза животной липазой необходимо присутствие желчных кислот для активации фермента и эмульгации жиров. Поэтому традиционные ФП могут быть недостаточно эффективны при дефиците желчных кислот в ДПК (гепатогенная панкреатическая недостаточность при холестатических заболеваниях печени, при гипомоторике желчного пузыря, после холецистэктомии; в ряде случаев такой дефицит патогенетически обусловлен низкой желудочной секрецией). Существенное преимущество липазы микробного происхождения — отсутствие необходимости ее активации желчными кислотами [11].

В начале 1970-х гг. исследователи из Университета Иллинойса Leveille и соавт. обнаружили, что активность ферментов в тканях становится слабее с возрастом. Leveille проводил эксперименты на крысах и обнаружил, что в возрасте 18 месяцев («старый возраст» для крыс), активность ферментов на фоне бесферментной диеты сократилась более чем на 20% от уровня, который наблюдался в возрасте одного месяца. Е. Howell соглашается, что «чем более активно молодой организм отказывается от своих ферментов, тем быстрее достигается состояние ферментного дефицита или старости». Согласно Е. Howell, мы живем долго, а наше самочувствие определяется нашим ферментным потенциалом. Е. Howell ссылается на исследование Meyer и его коллег в Michael Reese Hospital в Чикаго, в котором сообщалось, что количество ферментов в слюне молодых людей в 30 раз выше, чем у людей старше 69 лет [12].

Характеристика отдельных пищеварительных ферментов

Амилаза (выделяется в активном состоянии) выполняет строго определенную функцию — расщепление полисахаридов. Начинает «работать» в полости рта, далее в желудке, в симбиозе с ферментами тонкой кишки мальтазой, инвертазой и лактазой расщепляет полисахариды в кишечнике. Именно действие этого фермента определяет качество катаболизма углеводов. Дефицит амилазы физиологичен в первом полугодии жизни. При этом ребенок не в состоянии переваривать крахмал. Обычно амилаза достигает нормальной активности к 9-му месяцу жизни. Возможен генетически детерминированный дефицит амилазы (ген локализован в первой хромосоме). При дефиците амилазы появляются следующие симптомы: непереносимость пищи, богатой углеводами; частый, рыхлый, объемный стул (кашицеобразный, водянистый — при избытке крахмала в пище); гипотрофия; изолированное снижение активности амилазы в панкреатическом соке, в сочетании с нормальной активностью липазы и трипсина при холецистокинин-секретиновой стимуляции нормальными значениями интрадуоденального рН; высокая контаминация в кишечнике условно-патогенной микробной флоры; синдром мальабсорбции; похудение.

Протеазы (активируются в просвете ДПК) являются гидролитическими ферментами, способными расщеплять связи пептидов и белков и восстанавливать полезные бактерии в кишечнике. К ним относятся пепсин, трипсин, эластаза и карбоксипептидазы. Первые два вещества расщепляют белки с крупной структурой молекул, а карбоксипептидазы преобразовывают пептиды с низкомолекулярной структурой в аминокислоты. Кроме того, выделяется химотрипсин, расщепляющий белки, которые остались после воздействия трипсина. Дефицит протеаз приводит к кашицеобразному (зловонному) стулу; выраженной креаторее, умеренной стеаторее; нарушению физического развития; прогрессирующей гипотрофии; гипопротеинемическим отекам (вплоть до анасарки); анемии, нейтропении, ретикулоцитозу, гипоплазии костного мозга; тотальной атрофии ворсин кишечника.

Липаза (активируется в просвете ДПК) расщепляет нейтральный жир на жирные кислоты и глицерин. В процессе эмульгации желчью липазы взаимодействуют с другими ферментами для многоступенчатого преобразования жиров в жирные кислоты. Дефицит липаз обуславливает стеаторею, которая является критерием тяжести экзогенной панкреатической недостаточности.

В организме человека нет ферментов, расщепляющих растительную клетчатку, — целлюлазы и гемицеллюлазы, их «производят» представители кишечной микрофлоры. Клетчатка не расщепляется в тонкой кишке, поэтому в неизменном виде поступает в толстую кишку, где гидролизуется ферментами микроорганизмов (целлюлазой), которые разрушают клеточные оболочки. Целлюлаза и гемицеллюлаза повышают пищевую ценность зерновых культур, фруктов и овощей. Связывают токсины и холестерин в пищеварительном тракте за счет освобождения растворимых волокон, стимулируя таким образом пищеварение, перистальтику кишечника и рост полезной микрофлоры. Нормальная микрофлора в слепой кишке расщепляет и сбраживает в сутки 300–400 грамм клетчатки с образованием короткоцепочечных жирных кислот, глюкозы и газов, которые также стимулируют моторику кишечника и дефекацию.

Основными кишечными ферментами, участвующими в пристеночном гидролизе углеводов, являются α-глюкозидазы (мальтаза, трегалаза и др.), лактаза, глюкоамилаза, инвертаза и др.

Лактаза — один из основных ферментов тонкой кишки, улучшающий усвоение молочных продуктов. Расщепляет лактозу (молочный сахар) до глюкозы и галактозы. При отсутствии или дефиците лактазы в кишечнике усиливаются процессы брожения. Возникновение осмотической (бродильной) диареи связано со скоплением в просвете дистальных отделов тонкой кишки и в толстой кишке нерасщепленного, осмотически активного дисахарида — лактозы (содержание лактозы в кале — более 2 г%) и продуктов его бактериальной ферментации. Это может стать причиной вздутия живота и кишечных спазмов. Принятие лактазы устраняет непереносимость молочного сахара (лактозы), который находится в очень многих продуктах питания. Но исключить все продукты, содержащие лактозу, сложно, так как она является очень распространенным компонентом многих из них. Заместительная терапия ФП на основе лактазы является принципиальным методом лечения гиполактазии [4].

Глюкоамилаза представляет собой фермент, который катализирует высвобождение D-глюкозы с невосстановленных концов крахмала или молекул родственного олиго- и полисахарида, играет важную роль во внутриклеточном обмене гликогена и образовании энергии. Она синтезируется многими микроорганизмами и образуется в животных тканях, особенно в печени, почках, плаценте, кишечнике и т. д.

Пектиназа — фермент, расщепляющий пектин, полисахарид, который встречается в клеточных мембранах растений, в основном во фруктах. Нормализует работу пищеварительной системы, способствует росту полезной микрофлоры кишечника и улучшает пассаж пищеварительного химуса по ЖКТ.

Изолированные дефициты ферментов поджелудочной железы и тонкой кишки встречаются, как правило, при генетических заболеваниях.

Но наиболее распространенной причиной проблем с пищеварением, как уже указывалось выше, являются погрешности в питании — прием слишком большого количества пищи и ее «тяжелый» химический состав. Нередко обильное застолье сопровождается приемом значительных доз алкоголя, нарушающего работу поджелудочной железы. В этом случае, несмотря на адекватное выделение ферментов и их нормальную активность, в организме человека возникают симптомы, подобные гастрогенной недостаточности (табл.).

Пищеварительная недостаточность опасна тем, что в полости кишечника остается часть поступивших продуктов питания в неизмененном виде, что приводит к изменению внутренней среды кишечника (сдвиг кислотности, химического состава, осмотического давления). Это вызывает повреждение слизистой оболочки кишечника и развитие патогенной микрофлоры — формирование синдрома избыточного бактериального роста в тонкой кишке.

В конце 2017 г. на российском рынке появилась биологически активная добавка Гастромед, которая по своему составу способна восполнять дефицит пищеварительных ферментов как при панкреатической, гастро- и энтерогенной недостаточности, так и при погрешностях в диете, в том числе банкетном переедании. В состав этого продукта входят 75 мг Natenzym D — энзимы, которые представляют собой пищеварительный ферментный комплекс из продуктов дрожжевого брожения Aspergillus oryzae, описанные выше в настоящей статье, и три фитокомпонента. Ферментная часть биологически активной добавки Гастромед представлена следующими энзимами:

Фиточасть включает в себя:

Фитокомпоненты, входящие в состав биологически активной добавки Гастро­мед, характеризуются следующими свойствами.

Горечавка желтая содержит горькие иридоидные гликозиды генциопикрин, генциин, амарогентин, амаросверин, амаропанин, генциакаумол, трисахарид генцианозу, алкалоид генцианин, генциостерин, аскорбиновую кислоту, флавоноиды, катехины, микроэлементы молибдена, селена, бора. Горькие вещества, содержащиеся в корнях и корневищах горечавки, стимулируют секрецию и моторную функцию желудочно-кишечного тракта, усиливают аппетит, улучшают пищеварение и усвоение пищи.

Корни одуванчика обыкновенного содержат тритерпеновые соединения, стерины, холин, никотиновую кислоту, никотинамид, каучук, смолы, воск, инулин, жирное масло, органические кислоты (олеаноловая, линолевая, пальмитиновая и др.). Одуванчик относится к лекарственным растениям, содержащим горечи. Применяют его для возбуждения аппетита и улучшения пищеварения. Рефлекторное действие препаратов одуванчика осуществляется путем раздражения вкусовых рецепторов языка и слизистой оболочки ротовой полости, что ведет к возбуждению пищевого центра, а затем к усилению секреции желудочного сока и секреции пищеварительных желез. Биологически активные вещества одуванчика лекарственного обладают также желчегонным, диуретическим, спазмолитическим и слабительным свойствами. Инулин, который содержит корень одуванчика, является пребиотиком. Его успешно ферментируют бифидобактерии толстой кишки, стимулируя свой рост и метаболическую активность. В свою очередь нерасщепленная часть инулина выводится из организма, «захватив» с собой продукты распада, холестерин, токсины и прочие вредные вещества.

Плоды-семянки расторопши пятнистой содержат около 32% жирного масла, флавоноиды, среди них кверцетин, смолы, слизь, витамин К, следы алкалоидов, биогенные амины (тирамин, гистамин), флавонол-лигнаны: силибин, силидианин, таксифолин, сили­христин. В отечественных и зарубежных литературных источниках описаны следующие фармакологические эффекты лекарственных форм из расторопши пятнистой: улучшающие пищеварение, антиоксидантный, антитоксический, гемостатический, гепатопротекторный, дезинтоксикационный, желчегонный, противовоспалительный, ранозаживляющий, репаративный, слабительный, тонизирующий, холекинетический, холесекретический [13, 14].

Таким образом, Гастромед, который является оригинальной комбинацией семи ферментов и экстрактов трав, может быть назначен в составе комплексной терапии пациентам с легким течением хронического панкреатита при нормальных результатах фекального эластазного теста, при кишечной диспепсии различной этиологии, сахарном диабете, синдроме раздраженной кишки, для подготовки к рентгенологическому или ультразвуковому исследованию. Также показанием для назначения биологически активной добавки Гастромед является первичная (врожденная) и вторичная (вследствие заболеваний тонкой кишки) лактазная недостаточность. И конечно, Гастромед будет необходим людям, соблюдающим различные диеты или при переедании.

Литература

Е. Ю. Плотникова, доктор медицинских наук, профессор

ФГБОУ ВО КемГМУ МЗ РФ, Кемерово

Роль энзимов неживотного происхождения при нарушениях пищеварения различной этиологии/ Е. Ю. Плотникова
Для цитирования: Лечащий врач № 1/2019; Номера страниц в выпуске: 56-61
Теги: пищеварение, нарушения, фитодобавки, пищеварительные ферменты

Источник