PROBİYOTİKLER VE PREBİYOTİKLER Bölüm 2: Prebiyotikler

PROBİYOTİKLER VE PREBİYOTİKLER

Bölüm 2: Prebiyotikler

Cem Karagözlü

Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Süt Teknolojisi Bölümü

Bornova- İzmir

Prebiyotikler vücudumuza yararlı bir veya daha fazla türden mikroorganizmanın çoğalma ve/veya aktivitesini seçici olarak arttıran ve sindirilmeyen besin bileşenleridir. Doğumla birlikte başlangıçta steril olan sindirim sistemi, doğum tipi, çevresel kontaminasyon, bakterilerin dağılımı gibi dışsal faktörlerin etkisiyle gelişmektedir. Bu nedenle sindirim sisteminin gelişiminde probiyotik, prebiyotik ve sinbiyotiklerin gıda bileşeni olarak kullanımı önem arz etmektedir. İnsan diyetinin prebiyotikler ile zenginleştirilmesi sindirim sistemi mikroflorasına olumlu etkiler sağlamaktadır. Bir gıda bileşeninin prebiyotik özellikte sayılabilmesi için aşağıdaki nitelikleri taşıması gerekmektedir;

·         Sindirime dirençli olmalı, yani mide ve ince bağırsakta absorbe olmamalı,

·         Kolon mikroflora bakterileri tarafından hidrolize edilmeli,

·         Kolonda yer alan bir veya birkaç yararlı bakterinin (laktobasil, bifidobakter) çoğalmasını teşvik etmeli,

·         Konakçı sağlığı üzerine olumlu etkileri bulunmalıdır.

İnsan sindirim sisteminin yüzey alanı yaklaşık 150-200m² ’ye karşılık gelmektedir. Bu kadar büyük bir yüzey alanına sahip olması elbette ki kıvrımlardan kaynaklanmaktadır. Her türlü mikroorganizmayla ilişkisi bulunan ve geniş bir alana sahip sindirim sistemine önem verilip korunması gerektiği açıktır. Hastalıklara yakalanmamak için belki de en dikkat edilmesi gereken sistem sindirim sistemidir. Prebiyotikler, bağırsak hastalıklarından korunmaya yardım edebilmektedirler ve yapılan klinik ve deneysel çalışmalar ile prebiyotiklerin sindirim sistemine olumlu etkiler gösterebilmektedir.

Türk Gıda Kodeksi, Gıda Maddelerinin Genel Etiketleme ve Beslenme Yönünden Etiketleme Tebliği’nde yapılan son değişiklik ( 3. değişiklik) ile prebiyotik ve prebiyotik gıda tanımlarına yer verilmiştir. Bu tebliğe göre; prebiyotik: Bağırsaklarda bir tür veya sınırlı sayıda birkaç tür mikroorganizmanın çoğalma ve/veya aktivitesini seçici olarak teşvik eden, konakçının sağlığını olumlu yönde etkileyebilen ve sindirilemeyen besin bileşenlerini, prebiyotik gıda; içerisinde prebiyotik bileşen içeren ürünü tanımlamaktadır. Yine bu tebliğde prebiyotikler ile ilgili izin verilen beyanlara da yer verilmiştir. Tablo2’de prebiyotikler ile ilgili sağlık beyanları ve beyan koşulları verilmişti. Tablo 2’de ise Avrupa’da bazı fonksiyonel ürün pazarlayan şirketlerin, prebiyotik ürünlerde kullandıkları beyanlar görülmektedir.

Tablo 1. Prebiyotik ürünlerde kullanılabilecek sağlık beyanları.

Gıda Bileşeni	Sağlık Beyanı	Beyan Koşulu
Prebiyotik	Bu gıda prebiyotik bileşen içerir. Prebiyotikler sindirim ve bağışıklık sistemini düzenleyen ve destekleyen probiyotik bakterilerin bağırsakta gelişimini ve yaşamını destekler.	Prebiyotik bileşen miktarının 100 g’da en az 3 g veya 100 kcal’de en az 1,5 g olması

               

Tablo 2. Avrupada prebiyotik içeren yaygın gıda ürünleri ve tüketicilere sundukları beyanlar.

Şirket	Ürün	Beyan	İçerdiği Seviye
			g/servis	Prebiyotik tipi
Horizon Organic, A.B.D.	Çeşitli	Kalsiyum emilimi, İmmun yararlar, Sindirim geliştirici	0.750	Kısa zincirli Fruktooligosakkaritler
Stonyfield Farms, A.B.D.	Çeşitli	Kalsiyum emilimi	1.0 – 4.0	Kısa ve uzun zincirli inülin
Lifeway Foods, A.B.D.	Organik Kefir	Bifidogenesis, Kalsiyum emilimi	2	Kısa ve uzun zincirli inülin
Kashi Company, A.B.D.	Tahıl, içecek çeşitleri, tahıllı barlar	Lif	Etikette belirtilmekte	Besin etiketinde çözünür lif olarak kısa ve uzun zincirli inülin
Abbott Nutrition,  A.B.D.	Ensure	Lif, sindirim sağlığı	1	Kısa zincirli fruktooligosakkaritler
South Beach Diet, A.B.D.	Tahıllı barlar, tam buğday unlu barlar ve krakerler	Lif	Değişken	Oligofruktoz, inülin veya kombinasyonu
Clif Bar, Inc, A.B.D.	Çeşitli barlar	Lif	Değişken	İnülin, oligofruktoz
Abbott Nutrition,  A.B.D.	Karşık içecekler	Lif	3	Fruktooligosakkaritler
Skinny Cow, Nestlé SA, Vevey, İsviçre	Düşük yağlı sandviç dondurma	Lif	3	Fruktooligosakkaritler

GIDALARDA KULLANILAN PREBİYOTİKLER

Yapılarında değişiklik meydana gelmeden kolona ulaşan prebiyotikler, buradaki bakteriler tarafından  hidrolize edilmektedir. Hidroliz işlemi özellikle beta-fruktofuranozidaz enzimi ile bifidobakterler tarafından gerçekleştirilir. Oligosakkaritler, bifidobakterler ve laktobasiller tarafından kısa zincirli yağ asitlerine metabolize edilir. Fermentasyon sonucunda asetat, propiyonat ve bütirat oluşur. Ortaya çıkan bütirat ve diğer kısa zincirli yağ asitleri, enerji sağlama, sodyum emiliminin artması, kan kolesterol seviyesinin azalması, bağışıklık sisteminin düzenlenmesi, hücre çoğalmasının kontrol altına alınması gibi sağlık açısından olumlu etkiler göstermektedir.

Oligosakkaritler 2-20 sakkarit uzunluğunda olan şekerlerdir. Kimyasal yapıları ve polimerizasyon derecelerine göre sınıflandırılırlar. Şekil1’de oligosakkaritleri oluşturan monosakkaritler şematik olarak gösterilmiştir.  Bitki ve sebzelerde doğal olarak bulunan oligosakkaritler dışında bazıları diyet lif, nişasta gibi polisakkaritlerin  hidrolizi veya enzimatik reaksiyonlar sonucu elde edilmektedir. Süt, bal, meyveler ve soğan, yerelması, hindiba, sarımsak, pırasa, muz, çavdar, arpa ve teke sakalı çiçeği gibi sebzelerde doğal olarak bulunabilmektedir. Bu kaynaklardaki konsantrasyonları % 0.3 - % 6.0 (yaş ağırlıkta) arasında değişmektedir.

Prebiyotik özellik gösteren başlıca bileşikler şu şekilde sıralanabilir;

-          İnulin

-          Laktuloz

-          Frukto-oligosakkaritler (FOS)

-          Galakto-oligosakkaritler (GOS)

-          Dirençli nişasta

-          Laktosukroz

-          Gluko-oligosakkaritler

-          Raftilin

-          Yeni (Neo) şekerler (GFn n = 1 – 4)

-          Oligomat

-          Ksilo-oligosakkaritler

-          Palatinoz

-          Pirodekstrinler

-          Laktosukroz

-          Sorbitol

-          İzomalto-oligosakkaritler

-          Soya oligosakkaritleri

-          Gentio-oligosakkaritler

Anne sütü ile beslenen bebeklerin bağırsak florasında bifidobakterlerin yoğun olduğu bilinen bir konudur. Yaklaşık 50 yıl kadar önce insan sütü oligosakkaritleri insan sütünde bulunan önemli bifidogenik faktörlerden biri olarak tanımlanmıştır. Anne sütünün oligosakkarit içeriği yaklaşık %0,7-1,2g/L düzeyindedir ve yeni doğan bebeklerin enfeksiyonlara karşı savunmasında önemli bir faktör olarak görülmektedir. Yapılan çalışmalarda, bebek mamalarına yapılan prebiyotik eklentilerin bağırsak mikroflorasında bifidobakter ve laktobasillerin miktarında artış olduğu belirtilmektedir.

Prebiyotiklerle ilgili çalışmalar en çok fruktooligosakkarit, galakto-oligosakkarit ve inulin üzerine yoğunlaşmıştır. Frukto-oligosakkaritler (FOS), fruktozil birimlerinin 2→1 bağıyla bağlandığı kısa ve orta zincirli β-D-fruktanlardır. Polimerizasyon dereceleri inülin için 2-60, oligofruktoz için 2-20 arasındadır.

FOS, α-amilaz, sakkaraz veya maltaz gibi enzimlerle sindirilememektedir. FOS bakterilerin sahip olduğu β-fruktofuranosidaz enzimi ile fruktoz molekülüne hidrolize olarak bakteri hücresi içersine transfer edilmektedir. Yerelması, muz, bal, domates ve buğday gibi ürünlerde bulunmaktadırlar [15]. Arpa ve çavdar gibi tahıllar da FOS içermektedir. Fermente olduklarında kalsiyum ve magnezyum gibi minerallerin emilimini arttırmakta, serum kolesterol ve şeker glikoz seviyelerini düşürmektedir. Fermentasyonları sonucunda meydana gelen propiyonat, asetat, bütirat gibi kısa zincirli yağ asitleri sodyum emiliminin artmasına yardım etmektedir. Tablo 4’te Avrupa marketlerinde satışa sunulan, FOS içeren gıda maddeleri görülmektedir.

Galakto-oligosakkaritler (GOS) insan sütünde, özellikle insan kolostrumunda yüksek miktarda bulunmaktadır. Bu miktar inek sütünde insan sütüne göre daha düşük miktardadır. Başta bebek mamaları olmak üzere FOS ve GOS’ler süt ürünleri, soslar, çorbalar, kahvaltı gevrekleri, içecekler, atıştırmalık yiyecekler, dondurmalar, unlu mamuller, hayvan yemi ve şeker ikamesi olarak da kullanılmaktadır.

Tablo 4 . Avrupa marketlerindeki FOS içeren gıda maddeleri.

______________________________________________________________________________________________

Ürün                                                             Şirket                                                        Aktif Bileşenler

Symbalance (yoğurt)                                           Tonilait (İsviçre)                                 3 Lactobacillus türü  + inulin

Jour apres Jour (süt)                                            Lactel (Fransa)                                        Vitamin + oligofruktoz (sakaroz’dan)

Probiotic plus Oligofructose (yoğurt)            Bauer (Almanya)                                2 Lactobacillus türü + oligofruktoz

Actiline (sürmelik)                                         Vamdermoortele (Belçika)                 İnulin

Ligne Bifide dietetic range (bisküvi)              Vivids (Fransa)                                  Oligofruktoz (sakaroz’dan)

Aviva (bisküvi ve çikolatalı içecek)               Novartis (İsviçre)                          Oligofruktoz (sakaroz’dan)

Low-sugar sorbet                                          Thiriet (Fransa)                                  Oligofruktoz (sakaroz’dan)

Actimel (Kolesterol kontrol yoğurdu)             Danone (Belçika)                               Lb. acidophilus + oligofruktoz

Fysiq (Süt içeceği)                                              Mona (Hollanda)                       Lb. acidophilus + inulin

İnülin, doğada yaygın olarak bitkilerin depo karbonhidratı halinde bulunan ve fruktoz polimerlerinin heterojen karışımına verilen isimdir. Polimerizasyon derecesi  2-60 veya daha fazla olan bir fruktan olan inulinin daha düşük (2 - 20) birimlerine fruktooligosakkarit ya da oligofruktoz adı verilmektedir. İnulin ve oligofruktoz etkili bir prebiyotik olarak bilinmektedir. Farklı laboratuarlarda yapılan in vitro ve in vivo çalışmalar ile de bu özellikleri ispatlanmıştır.  Muz,  buğday, soğan ve sarımsak fruktooligosakkarit açısından diyet kaynaklarıdır.

Bifidogenik bir substrat olan laktuloz, semisentetik bir disakkarittir. İlk kez 1930 yılında Montgomery ve Hudson tarafından kimyasal bir reaksiyon sonucu laktozdan elde edilmiştir. Doğada normal olarak laktuloz bulunmaz. Süt ürünlerinin ısıtılması sonucu katalizatör olmaksızın laktozun izomerizasyonu sonucu laktuloz meydana geldiği görülmektedir. Laktulozun, bağırsak içeriğinin aktifleştirilmesi, safra taşı oluşumunun önlenmesi, kan şekeri ve kolesterol kontrolü, mineral emiliminin arttırılması gibi etkileri vardır. Laktuloz, 1950’li yıllarda bebek mamalarında kullanılmıştır. Günümüzde ise yüksek dozlarda alındığında oluşturduğu, laksatif etkisi nedeniyle gıda maddesi olarak kullanılmamaktadır. Bu yüzden bebek mamalarında GOS ve FOS olmak üzere iki çeşit oligosakkarit kullanılmaktadır.

Fruktan olmayan prebiyotikler de prebiyotik etki gösterip, sağlığa yararlı etkiler gösterebilmektedir. Bunlardan dirençli nişastanın yalnız veya fruktooligosakkaritler ile kombine olarak kullanımının prebiyotik etki gösterdiği çeşitli çalışmalarla ortaya konmuştur.  

Dirençli nişasta; çiğ patates, pişirilmiş ve soğutulmuş nişastalı ürünler ve muz benzeri ham meyvelerde bulunabilmektedir.

İzomalto-oligosakkaritler (izomaltuloz) bal, şekerkamışı suyu gibi ürünlerde doğal olarak meydana gelir. Ksilo-oligosakkaritler ise meyve, sebze, süt, bal ve bambu filizinde bulunmaktadır [15]. Ksilooligosakkaritler β(1-4) bağıyla bağlanmış ksiloz ünitelerinden oluşan şeker oligomerleridir. Ksilooligosakkaritler gıdaların besinsel ve duyusal özelliklerini olumlu yönde etkilemektedir. Doğal olarak meyveler, sebzeler, bambu filizleri, bal ve sütte bulunan ksilooligosakkaritler endüstriyel olarak ksilanca zengin lignoselülozik materyallerden (mısır koçanı, saman, malt kekleri, kepek) üretilmektedir.

PREBİYOTİKLERİN İNSAN SAĞLIĞINA ETKİLERİ

Prebiyotik ürünler insan sindirim sistemi ve sağlığı üzerine pek çok olumlu etkilere sahiptir. Prebiyotik bileşenlerin insan sağlığına olumlu etkilerini özetleyecek olursak;

-          Mikrofloranın kompozisyonunu ve aktivitesini olumlu yönde etkiler,

-          Bağırsak hareketlerini düzenlerler,

-          Minerallerin (kalsiyum ve magnezyum gibi) emilimini ve biyoyararlıklarını arttırır,

-          Kan kolesterol ve serum trigliserit düzeylerini olumlu yönde düzenlerler,

-          Kolon kanser gelişim riskini azaltır,

-          Patojen mikroorganizmaların çoğalmasını önleyerek, intestinal sistem rahatsızlık riskini azaltır,

-          Konağın immün sistemini güçlendirir,

-          Osteoporoza karşı etkilidir,

-          Vitamin sentezini geliştirirler.

Bebek mamalarına GOS ve FOS eklenmesi, insan sütü oligosakkaritleri gibi bifidobakterler için bir büyüme faktörü etkisi göstermiştir.

Prebiyotiklerin gıdalarda yalnız başlarına kullanımı yerine probiyotikler ile kombine halde kullanılması        (sinbiyotik) insan sağlığına daha olumlu etkiler göstermektedir. Pratikte en yaygın kombinasyon uygulaması ise Bifidobacterium ve oligosakkaritler olmaktadır.

SONUÇ

Fonksiyonel süt ürünleri ve pazarlanmasındaki hızlı değişim; tüketici sağlığına yararlı etkileri, yeni uygulama alanlarının oluşturulması ve hedef tüketici kitlesi seçimi üzerine yoğunlaşmıştır. Tüketicilerin bilinçlenmesi ve özellikle Avrupa’da sindirim sistemine olumlu etkilere sahip olan gıdalara olan yönelim gün geçtikçe artış göstermektedir. Prebiyotikler, pek çok gıdanın kalitesini arttıran fonksiyonel gıda bileşenleridir. Prebiyotikler, fermente süt ürünleri, ekmek, reçel, içecek ve şekerlemelerde zenginleştirme amacıyla kullanılmaktadır. Probiyotik mikroorganizmaları içeren ürünlerde prebiyotik bileşenlerin kullanımı insan sağlığına etkileri açısından daha iyi sonuçlar vermektedir. Prebiyotiklerin gıdalarda, yalnız başlarına değil probiyotiklerle kombine halde kullanımının (sinbiyotik) daha sağlıklı sonuçlar vereceği açıktır.

KAYNAKLAR

1.    Anonim. 2006. Türk Gıda Kodeksi, Gıda Maddelerinin Genel Etiketleme ve Beslenme Yönünden Etiketleme Tebliği. Tebliğ No: 2006/34 (3. değişiklik)

2.    Can, A., Özçelik, B. 2003. Prebiyotik süt ürünleri ve insan sağlığı üzerine etkileri. SEYES Bildiriler Kitabı, s. 258

3.    Coppa, G.V., Zampini, L., Galeazzi, T., Gabrielli, O. 2006. Prebiotics in human milk. Digestive and Liver Disease 38 Suppl.2; pp.291

4.    De Morais, M.B., Jacob, C.M.A. 2006. The role of probiotics and prebiotics in pediatrics. Jornal de Pediatria, vol.82, No.5(Suppl), pp.196

5.    Douglas, L.C., Sanders, M.E. 2008. Probiotics and prebiotics in dietetics practise. Journal of the American Dietetic Association,  pp.510-519

6.    Farnworth, E.R. 2001. Handbook of Nutraceuticals and Functional Foods, Chapter 25:Probiotics and Prebiotics. CRC Press, Boca Raton London New York Washington, D.C. Edited by Robert E.C. Wildman

7.    Karagözlü, C., Yerlikaya, O. 2006. Fonksiyonel süt ürünlerinin tanımlanması ve yasal düzenlemeler. Standard Dergisi Y/45 S/538 s. 72 - 76

8.    Kolida, S., Tuohy, S., Gibson, G.R. 2002. Prebiotic effects of inulin and oligofructose. British Journal of Nutrition 87, Suppl. 2, pp.193–197

9.    Ninesse, K. 1999. Inulin and oligofructose: What are they? Journal of Nutrution.  129 (Suppl.) pp.1402-1406     

10.    Peña, A.S. 2007. Intestinal flora, probiotics, prebiotics, synbiotics and novel foods. Revista Española De Enfermedades Digestivas, Vol.99 No:11, pp. 653-658

11.    Yerlikaya, O., Karagözlü, C. 2009. Prebiyotik Ürünler ve İnsan Sağlığına Etkileri. Akademik Gıda, 7 (5) 51- 55 Kasım-Aralık 2009.

12.    Yılmaz, M. 2004. Prebiyotik ve Probiyotikler. Güncel Pediatri; 2 : s.142