PROBİOTİKLER İLE BIOLOJİK DETOKSİFİKASYON

PROBİOTİKLER İLE BIOLOJİK DETOKSİFİKASYON
.
Uludağ Üniversitesi, Ziraat Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü,
Gizem OMAK
Tülay ÖZCAN
Lütfiye YILMAZ-ERSAN
.
Gıda Güvenliği; gıdaların, gıda kaynaklı hastalıklara neden olan biyolojik, fiziksel ve kimyasal etkenleri önleyecek şekilde işlenmesi, hazırlanması, depolanması ve son tüketiciye sunulmasını tanımlayan bilimsel bir sistem döngüsü olarak ifade edilmektedir.
.
Gıda güvenliğini tehdit eden başlıca unsurlar; gıdaların üretimi, taşınma, depolanma, dağıtım ve tüketim aşamalarında fiziksel, kimyasal ve biyolojik riskler olarak karşımıza çıkmaktadır.
.
Bu riskler, insan sağlığını tehdit etmenin yanısıra ciddi ekonomik kayıplara da neden olmaktadır
.
Bu nedenle, risklerin olası olumsuz etkilerinin önlenmesinde ve/veya azaltılmasında fiziksel, kimyasal ve biyolojik detoksifikasyon işlemleri uygulanmaktadır.
.
Detoksifikasyon; insan vücudundan ve gıdalardan ilaç, mutajen, kanserojen gibi zararlı bileşenlerin uzaklaştırılması ya da etkisiz hale getirilmesi işlemidir.
.

.
Son yıllarda mikotoksin, ağır metaller, heterosiklik aromatik aminler gibi karsinojenlerin parçalanması ya da azaltılmasını içeren biyolojik detoksifikasyon işleminde, probiyotik bakterilerin etkisini inceleyen çalışmalarda artış olduğu görülmektedir
.
.
Probiyotik bakterilerin sağlık açısından fonksiyonel etkileri; laktoz intoleransı, serum kolesterol seviyesinin azaltılması, gastro-intestinal enfeksiyonları kontrol etmesi, bağışıklık sistemini güçlendirmesi, antimikrobiyal, antimutajenik, antialerjikve antikanserojenik aktivite göstermesi, besin öğelerinin biyolojik değerini arttırması, vitamin üretimi, mineral ve iz elementlerin yararlanımını arttırması şeklinde sıralanabilmektedir .
.
Bu bakterilerin sağlık üzerine olumlu etkilerinin yanısıra, gıda maddelerinin bileşiminde bulunan, insanlar tarafından kullanılmayan ve toksik etkisi bulunan bileşenleri, daha küçük moleküllü, toksik etkisi olmayan ya da insanlar tarafından sindirilebilen moleküllere parçalama özelliği de diğer bir
ifade ile biyolojik detoksifikasyon etkiside dikkat çekmektedir
.
1. MİKOTOKSİNLERİN DETOKSİFİKASYONU
Mikotoksinler; Aspergillus, Fusarium ve Penicillium türleri de dahil olmak üzere birçok önemli patojenik ve gıda bozulmalarına sebep olan küfler tarafından üretilen
sekondermetabolitlerdir.
.
Küf türleri 300’den fazla mikotoksin oluşturmalarına rağmen, gıda ve yemlerde bulunan, insan ve hayvanların sağlığı için risk oluşturan başlıca mikotoksinler; aflatoksinler (AFB1, B2, G1, G2), okratoksinler, zearalenon, fumonisinler, trikotesenler (T-2 toksin, deoksinivalenol) ve ergot alkaloitleridir
.
Canlı mikroorganizmalar mikotoksini ya hücre duvarı bileşenlerine bağlamakta ya da aktif özümseme ve akümülasyon ile absorbe etmektedirler.
.
Probiyotik bakterilerin mikotoksinlerin detoksifikasyonundaki etkileri ;
.
i) hücre duvarındaki peptidoglukan ve polisakkarit gibi hidrofobik kısımlara, aflatoksin benzeri mutajenik ve kanserojenik maddelerin kovalent olmayan bağlarla bağlanarak, bu maddelerin ince bağırsakta birikmesinin engellenmesi ve bakteri-mikotoksin şeklinde vücut dışına atılması,
.
ii) hücrelerden sulu ortama özgül enzimlerin salınmasıyla toksinlerin metabolik dönüşümler sonucu parçalanması şeklinde olmaktadır
:
2. AĞIR METALLERİN DETOKSİFİKASYONU
Ağır metaller; 5 g/cm3 ’ün üzerindeyoğunluğa sahip olan ve parçalanamayan metalik bileşenlerdir.
Demir (Fe), bakır (Cu) ve civa (Hg) gibi bazı ağır metaller temel iz elementler iken; kadmiyum (Cd) ve kurşun (Pb) gibi ağır metaller yararlı biyolojik etkileri olmayan ve çok düşük miktarlarda bile toksik etki gösteren elementlerdir. Cd, Pb, Hg ve arsenik (As) en zehirli ağır metaller olarak kabul edilmektedir.
.
Ağır metal kirliliği, insan sağlığını tehdit etmesinin yanısıra doğada doğal olarak parçalanmayarak, tehlikeli ve toksik olmaları nedeniyle çevresel açıdan da ciddi sorunlara yol açmaktadır
.
Mikroorganizmaların çeşitli türleri, farklı yüzeylerde bulunabilen ağır metalleri uzaklaştırmak amacıyla kullanılmaktadır.
.
Özellikle probiyotik laktik asit bakterileri kullanılarak Cd, Pb, As ve Hg gibi tehlikeli ağır metallerin biyolojik detoksifikasyonu üzerine çalışmalar artış göstermektedir.
.
Laktik asit bakterileri kadmiyum ve kurşun gibi ağır metalleri bağlayabilme kapasitesine sahiptir.
.
Bu bağlama kapasitesi, mikrobiyal suşa ve pH’a bağlı olarak değişkenlik göstermektedir
.
Probiyotiklerin koruma mekanizmalarından biri de toksinlerin fiziksel olarak bağlanmasıdır.
.
Çoğu probiyotik hücre duvarı; peptidoglikan, teikoik asit, proteinler, polisakkaritler ve salgılanan bazı ekzopolisakkaritlerden oluşmaktadır.
.
Bu bileşenlerin içerdiği karboksil, hidroksil ve fosfat grupları, toksinler için bağlama yerleri olarak görev yaparak toksinleri inaktive edebilmektedir.
.
Son yıllarda otizmin en önemli nedenlerinden biri olarak görülen civanın probiyotik bakteriler ile detoksifiye edilebildiği üzerine çalışmalar bulunmaktadır.
.
Özellikle vücuda belli dozda probiyotik alımı, çocuklarda otizm spektrum bozukluklarına karşı bütünleştirici bir tedavi olarak faydalı olduğu saptanmıştır .

yoğurt, kefir deksu

3. HETEROSİKLİK AROMATİK AMİNLERİN DETOKSİFİKASYONU
.
Heterosiklik aromatik aminler, etlerin pişirilmesi sırasında, içerdikleri aminoasitlerin prolizi ile oluşan ve insanlarda kolon kanserine neden olduğuna dair bulgulararastlanan bileşiklerdir.
.
Bu aminlerin konsantrasyonları; ısıl işlem gören et tipi, pişirme süresince kullanılan sıcaklık, pişirme süresi, pişirme şartları, pH, su aktivitesi, karbonhidratlar, serbest aminoasitler, kreatin, ısı ve kütle transferi, yağlar, yağ oksidasyonu ve antioksidanlar gibi faktörlere bağlıdır
.
Probiyotik laktik asit bakterilerinin, heterosiklik amin ve N-nitroso bileşikleri de dahil olmak üzere pek çok kanserojeni bağlayabildiği ya da metabolize edebildiği belirlenmiştir.
.
Literatüre göre; heterosiklik aminlerin probiyotikler tarafından bağlanması veya degradasyona uğratılması, insan vücudu dışında kanserojenlerin azaltılmasının ana mekanizması olarak açıklanabilmektedir
.
4. AKRİLAMİD DETOKSİFİKASYON
Akrilamid; çoğunlukla karbonhidratça zengin gıdaların yüksek sıcaklıklarda işlenmesiyle ve patates ve tahıllarda yüksek oranda bulunan bir aminoasit olan asparajin’in, şekerlerle reaksiyona girmesiyle oluşan bir bileşiktir.
.
İşlenmiş patates ürünlerinde, ekmekbisküvi-kraker gibi fırında pişen ürünlerde, kavrulmuş kahve-kakao-çerez gibi ısıl işlem
görmüş gıdalarda bulunmaktadır
.
Maillard reaksiyonu, akrilamid oluşumunda önemli bir reaksiyon olarak kabul edilmektedir.
.
Son yıllarda bu bileşenin çeşitli kanser türleri için risk oluşturduğu ve insanlarda sinir sistemine zararlı etkiler gösterebileceği belirlenmiştir.
.
Probiyotik laktik asit bakterileri; sebze fermentasyonu ve fermente süt ürünlerinde oluşturdukları laktik asit ile pH’ı düşürmektedir.
.
Yapılan çalışmalar patates ve havuç dilimlerinde meydana gelen laktik asit fermentasyonunun; maillard ürünlerinin miktarını, şeker miktarını ve buna bağlı olarak akrilamid oluşumunu azalttığını göstermektedir .
.
.
5. DİĞER TOKSİNLERİN DETOKSİFİKASYONU
Paralitik kabuklu su ürünleri toksinleri (PSTs) mavi-yeşil agler ve ateşrengi algler tarafından üretilmektedir.
.
Bu toksinler kimyasal olarak, karbamat toksinleri (saksitoksin, neosaksitoksin ve gonyatoksin), sulfokarbamil toksinleri ve dekarbamil toksinleri (Ctoksin) olmak üzere üç ana gruba ayrılırlar
.
Neosaksitoksin ve saksitoksin %77-97.2 oranında bağlanırken; gonyatoksin ve C-toksin %33.3-49.7 oranlarında bağlandığı belirlenmiştir.
.
Canlı ve cansız formların toksinleri bağlama kapasiteleri arasında önemli bir fark bulunmazken bu durum, metabolizma yerine bağlama kapasitesi ile toksinlerin uzaklaştırıldığını göstermektedir
.
SONUÇ…..
Fonksiyonel bileşenler arasında önemli yeri olan probiyotik bakterilerin, gıdalarda ve metabolizmada toksik bileşenlerin uzaklaştırılmasında kullanılması son yıllarda birçok araştırmacı tarafından incelenmektedir.
.
Yapılan çalışmalar, toksik bileşenleri parçalama ya da azaltma potansiyellerinden dolayı probiyotik bakterilerin besinlerle düzenli tüketilmesinin yalnız bireyin toksik bileşenlerden korunmasına değil, aynı zamanda genel sağlık durumunun iyileşmesine de katkı sağlayacağını göstermektedir.
.
Şu ana kadar yapılan çalışmalar laboratuvar koşullarında olup endüstriyel ölçekte yapılan uygulamalara rastlanılmamıştır.
.
Bu nedenle, hem gıdaların bu bileşenlerden korunması hem de insan sağlığı üzerine olan olumsuz etkilerinin giderilmesi amacıyla farklı probiyotik tür ve suşların kullanıldığı daha fazla in vitro ve in vivo çalışma ile birlikte endüstriye ölçekte yapılan çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır.