Больше чем пробиотик: почему традиционный кефир не имеет аналогов

Кефир – один из самых известных кисломолочных продуктов. Для производства традиционного кефира используют не просто заквасочные микроорганизмы или их комбинации, а устойчивую симбиотическую форму – кефирные грибки. Родиной кефирных грибков является Северный Кавказ, где они использовались для сквашивания молока в течение столетий. Народы Кавказа считали кефир напитком здоровья и бодрости, «даром небес».

В состав кефирных грибков входят молочнокислые бактерии, дрожжи, дрожжеподобные грибы, уксуснокислые и ароматобразующие бактерии (известно более 50 видов, однако присутствуют и не идентифицированные до сих пор микроорганизмы), которые в процессе эволюции выработали способность сосуществовать и формировать «общий дом» – твердый хрящевидный полисахаридный каркас (тело грибка – Zoogloea). Кефирные грибки служат классическим примером «естественной природной закваски» и представляют собой необыкновенно яркий пример симбиоза, столь сложного и устойчивого, что до наших дней еще не удалось изучить его до такой степени, чтобы выделить все составляющие элементы в виде чистых культур и составить из них закваску, позволяющую выработать продукт, полностью идентичный «грибковому» кефиру.

Ведущий научный сотрудник лаборатории пищевых биотехнологий и специализированных продуктов «ФИЦ питания и биотехнологии», доктор технических наук Алла Новокшанова: «Традиционный кефир обладает уникальными свойствами, обусловленными спецификой молочного сырья и сложной симбиотической закваской. Метагеномный анализ таксономического состава кефирных грибков показал, что кефир, произведенный традиционным способом, имеет более высокое микробное разнообразие по сравнению с кефирными продуктами, вырабатываемыми с использованием чистых лиофилизированных кефирных культур».

В кефирных грибках обнаружены молочнокислые бактерии родов Lactococcus, Lactobacillus, Leuconoctoc и Streptococcus и дрожжи родов Kluyveromyces, Candida, Saccharomyces и Pichia. Основную роль в нормальном процессе сквашивания молока играют молочнокислые бактерии. Молочные дрожжи в кефирной закваске составляют не более 5% и выполняют преимущественно роль стимулятора роста молочнокислых бактерий, обогащают кефир витаминами группы В. Спиртовое брожение под влиянием дрожжей при созревании кефира выражено слабо, и количество этилового спирта в готовом кефире колеблется от 0,1 до 1,0 %. Уксуснокислые бактерии окисляют образующийся этанол до уксусной кислоты. Установлено, что бактерии Lactobacillus spp. является доминирующими представителями микрофлоры кефирного зерна, производимого в России и других странах, таких как Босния и Герцеговина, Бразилия, Ирландия, Италия, Китай и Турция.

Рост кефирной закваски в молоке приводит к его обогащению полезными веществами: лактатами, ниацином, тиамином, фолиевой кислотой. Молочнокислые бактерии способствует снижению содержания лактозы, которая плохо усваивается при лактазной недостаточности. Расщепляя лактозу, лактобактерии синтезируют молочную, уксусную, пропионовую и другие органические кислоты, благодаря которым в кишечнике создаются благоприятные условия для функционирования полезной микрофлоры. Продуктами метаболизма лактобактерий являются также бактериоцины – антибиотикоподобные белки, обладающие антимикробным действием по отношению к условно-патогенным и патогенным бактериям. Микрофлора кефира обладает способностью продуцировать полисахарид кефиран, который характеризуется высокой биологической активностью.

Ряд исследований показал, что штаммы Lactobacillus, выделенные из кефира, могут благотворно влиять на состав микробиоты кишечника, а потребление экзополисахаридов кефира (кефирана) увеличивало численность бифидобактерий в кишечном содержимом.

Именно Lactobacillus spp. играют ведущую роль в формировании кефирного зерна и производстве его основного полисахарида кефирана. Доказано его антимикробное, иммуномодулирующее и противовоспалительное действие. Антиканцерогенные, антидиабетические, антигипертензивные и гипохолестеринемические свойства кефира во многом обусловлены биологическим действием кефирана.

Напротив, в кефирных продуктах, производимых путем ферментации молока с использованием чистых лиофилизированных кефирных культур, преобладающими микроорганизмами было семейство Streptococcaceae, особенно Lactococcus spp. и Streptococcus spp.

Подобная зависимость выявлена и при исследовании разнообразия дрожжей в образцах традиционного кефира и кефирных продуктов, выработанных с использованием чистых лиофилизированных кефирных культур. Было показано, что разнообразие дрожжей в образцах традиционного кефира выше. При этом установлено, что пробиотические свойства традиционных кефирных дрожжей лучше, чем у кефирных продуктов.

Кефир пользуется заслуженным признанием диетологов: он не только обладает высокой питательной ценностью, но также способствует нормализации микробиоты кишечника, снижению уровня холестерина, стимулирует секреторную деятельность желудка, улучшает перистальтику кишечника, помогает при различных воспалительных заболеваниях. Сложная микрофлора кефира продуцирует различные метаболиты, такие как молочная и уксусная кислоты, пептиды (бактериоцины) и другие биологически активные компоненты, которые могут быть связаны с полезными для здоровья свойствами. Помимо пробиотических свойств, для кефира установлен целый ряд других положительных эффектов. Доказательные материалы об антимутагенном, гипохолестеринемическом, атерогенном, противомикробном и антиоксидантном действии кефира получены в исследованиях с разным дизайном, как in vitro, так и in vivo с участием лабораторных животных, а также в рамках клинических испытаний.

Терапевтические свойства метаболитов, образующихся при сквашивании и созревании кефира, связаны с пробиотическими микроорганизмами, обладающими устойчивостью к заболеваниям желудка и поджелудочной железы, высокой аутоагрегацией и гидрофобностью, способностью нормализовать состояние микробиома.

Хотя далеко не все микроорганизмы кефирных грибков относятся к пробиотикам, синтезируемые ими метаболиты создают нужный фон для нормализации микробиоты кишечника и многих обменных процессов. Так, в моделях in vitro, имитирующих микробную ферментацию клетчатки в рубце и в слепой кишке, добавление кефира стимулировало продукцию летучих жирных кислот, смещало соотношение ацетата и пропионата.

У мышей, получавших перорально один раз в день кефир в течение 12 недель, на фоне диеты с высоким содержанием жиров наблюдали существенное снижение массы тела и гистологического показателя поражения печени. Эти результаты означают, что кишечная микробиота мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, находилась под влиянием метаболитов кефира, способствующих окислению жирных кислот, что может помочь избежать ожирения и жирового перерождения печени. У крыс на диете с высоким содержанием жиров на фоне приема кефирного продукта наблюдали снижение уровня триглицеридов в сыворотке крови и уменьшение отложения жира в области живота.

В одном из исследований длительный пероральный прием кефира ослабил гипертонию у спонтанно гипертензивных крыс. Положительные эффекты потребления кефира были частично обусловлены его защитой от нейровоспаления благодаря γ-аминомасляной кислоте (важнейший нейромедиатор) и улучшением структурного и функционального здоровья стенки кишечника. Также было установлено, что основную ответственность за повышенную способность микробиоты кишечника вырабатывать γ-аминомасляную кислоту несут L. reuteri кефирных грибков.

Алла Новокшанова: «В исследованиях эффективности специализированных кисломолочных биопродуктов, проведенных в «ФИЦ питания и биотехнологии», было показано улучшение показателей углеводного и липидного обмена в разных целевых группах. У взрослых пациентов после перенесенной коронавирусной инфекции на фоне диетотерапии с включением специализированного кисломолочного напитка, клинико-метаболические маркеры обмена липидов, углеводов и белков характеризовались снижением уровня общего холестерина, триглицеридов, липопротеинов низкой плотности, глюкозы, мочевой кислоты в сыворотке крови. При оценке эффективности другого разработанного молочного биопродукта в клинических условиях у пациентов с метаболическим синдромом, в отличие от пациентов из группы сравнения, отмечена более выраженная положительная динамика показателей компонентного состава тела: статистически значимое снижение жидкости при сохранении массы скелетной мускулатуры. Полученные данные свидетельствуют о целесообразности разработки и других видов специализированных кисломолочных продуктов, основанных на технологии традиционного кефира, которые будут предназначены пациентам детского и взрослого возраста».

Одной из наиболее важных характеристик кефира является его антимикробная способность, которая была показана в отношении таких микробных патогенов, как Listeria, Salmonella, Escherichia, Staphylococcus и Helicobacter. ВОЗ признала кефир продуктом питания с потенциальными терапевтическими преимуществами благодаря его ингибирующему воздействию на различные патогенные бактерии.

В одном из последних исследований была установлена антиоксидантная и антибактериальная активность кефира против нового пищевого патогена Cronobacter sakazakii и энтеротоксигенных Escherichia coli. Оба патогена являются причиной тяжелых токсикоинфекций. При этом кефир, приготовленный на цельном молоке, обладал большей биоактивностью, чем кефирные продукты, приготовленные на основе молочного побочного продукта – сыворотки. По-видимому, потеря некоторых компонентов, таких как белки, в результате обработки, перепадов температур или фильтрации может отрицательно влиять на способность субстрата генерировать биологически активные соединения под действием кефирных культур. Эти результаты еще раз доказали, что кефир может быть отличным источником защитных агентов для борьбы с бактериями, вызывающими желудочно-кишечные расстройства. По-видимому, ингибирующая активность кефира против патогенов обусловлена метаболитами, продуцируемыми микроорганизмами, присутствующими в кефирных зернах.

Таким образом, традиционный кефир, производимый с использованием живых кефирных грибков, представляет собой уникальный продукт, не имеющий полноценных аналогов среди современных коммерческих пробиотических продуктов. Исключительность кефира определяется не просто набором микроорганизмов, а сложной и устойчивой структурой микробного сообщества, которое в процессе ферментации генерирует широкий спектр биологически активных метаболитов, включая ключевой полисахарид кефиран. Научные данные подтверждают, что именно традиционная технология обеспечивает высокое микробное разнообразие, которое лежит в основе диетических свойств кефира: от модуляции микробиоты кишечника и иммуномодулирующего действия до антимикробной, антиоксидантной, гипотензивной и гипохолестеринемической активности. Попытки воспроизвести продукт с помощью чистых лиофилизированных культур приводят к упрощению микробного консорциума и, как следствие, к снижению его диетических лечебных и диетических профилактических свойств.