Pro- en prebiotica in hoevezuivelproducten

De toenemende vergrijzing van de bevolking en de toegenomen tijdsdruk in onze maatschappij heeft allerlei verschuivingen meegebracht in onze levensstijl en voedingsgewoonten. Zo is er de laatste jaren een verschuiving naar gemakkelijke, gezonde, magere en/of ecologische producten te merken. In de zuivelindustrie spelen de gefermenteerde dranken en desserts een steeds grotere rol op de markt. Een groot deel van deze dranken hebben bovendien één of andere gezondheidsbewering zoals ‘bevordert de stoelgang en brengt het spijsverteringsritme binnen twee weken terug in het natuurlijk evenwicht’. In dit artikel beschrijven we de toepassing van probiotische culturen in zuivelproducten.

Enkele veelgebruikte termen naar boven

In de volksmond wordt de term “probiotica” voor van alles en nog wat gebruikt. Bovendien bestaan er nog een aantal nauwverwante termen, zijnde prebiotica en synbiotica. Om de bomen door het bos te zien en de draad van het artikel niet te verliezen, leest u dus best eerst de verklaring van onderstaande termen.

Een functioneel voedingsmiddel is per definitie een levensmiddel dat op een positieve manier één of meerdere functies in het lichaam beïnvloedt. Het gaat om functies die verbonden zijn met een verbeterde gezondheid en/of een vermindering van ziekterisico’s.
Deze positieve beïnvloeding dient wel op voldoende wijze te zijn aangetoond en komt bovenop de normale nutritionele eigenschappen. Het is een term die een hele lading dekt en niet enkel producten met probiotica, maar ook bijvoorbeeld producten verrijkt met omega-3 polyonverzadigde vetzuren, producten met antioxidanten, bloeddrukverlagende eiwitten, producten verrijkt aan calcium, enz.

Probiotica zijn levende micro-organismen die een gezondheidsbevorderend effect hebben op de gebruiker. Probiotica hebben slechts een effect op voorwaarde dat ze regelmatig en in voldoende hoeveelheden worden ingenomen.

Prebiotica zijn niet-verteerbare koolhydraten die de gezondheid van de gebruiker gunstig beïnvloeden. Ze doen dit door de groei van één of een (beperkt) aantal dikke darmbacteriën selectief te verbeteren.

Een synbioticum is een combinatie van een probioticum met een prebioticum. Tegelijkertijd met de levende bacteriën (probioticum) wordt ook een specifieke voeding (prebioticum) voor deze bacteriën gegeven. De gebruiker kan zo profiteren van de voordelen van het probioticum én het prebioticum.

Darmbacteriën naar boven

Probiotica zijn vaak melkzuurbacteriën die van nature in onze darm voorkomen. Vooral stammen van Lactobacillus sp. en Bifidobacterium sp. worden gebruikt. De laatsten, de bifidobacteriën worden in reclamespotjes trouwens ook wel vaak “actieve bifidus” of soortgelijk genoemd.
In de darm leven echter vele miljarden bacteriën. Sommigen leven er permanent en anderen passeren er doorheen via onze voeding. Tot deze darmbacteriën kunnen dus ook ziekteverwekkers behoren. In de darm vinden belangrijke wisselwerkingen plaats tussen het immuunsysteem en de aanwezige bacteriën. De darmbacteriën zouden namelijk uiteenlopende rollen vervullen in het menselijk afweersysteem zoals:

  • hulp bij de vertering,
  • actief tegen kankerverwekkende voedingsstoffen,
  • een verminderde aanmaak van cholesterol en
  • het verhinderen dat andere bacteriën, zoals ziekteverwekkers, zich aan de darmwand kunnen vasthechten en ziekteverschijnselen zoals diarree kunnen veroorzaken.

Vooral kinderen wiens afweersysteem nog niet volledig ontwikkeld is en verzwakte mensen zoals ouderen, maar ook patiënten die een antibioticakuur hebben ondergaan en van wie de natuurlijke darmflora is vernietigd, en mensen met darmaandoeningen hebben baat bij de opname van probiotische bacteriën. Deze kunnen dan de  “verzwakte” darm opnieuw koloniseren en zodoende het afweersysteem versterken.

Wanneer is een bacterie probiotisch? naar boven

Niet alle melkzuurbacteriën zijn probiotica en zelfs niet alle bifidobacteriën. Een bacteriestam dient te voldoen aan verschillende voorwaarden vooraleer het als probioticum mag worden bestempeld. Enkele Belgische wetenschappers somden in 2004 volgende voorwaarden op:

Voorwaarde 1: Veiligheid (niet-ziekteverwekkend of niet-giftig)
Voorwaarde 2: Overleving in levensmiddelen (hoeveelheden van 106 kve/mL en meer levende probiotische bacteriën tot op het einde van de houdbaarheidsdatum worden aangeraden. Hoe meer bacteriën in het product, des te meer er het zure klimaat van de maag kunnen overleven en zich in de darm kunnen vasthechten)
Voorwaarde 3: Overleving in het spijsverteringsstelsel (maag, galzouten, verteringsenzymen doden namelijk veel bacteriën af voordat ze de darm kunnen bereiken)
Voorwaarde 4: Mogelijkheid tot een tijdelijke kolonisatie van de darm (de bacteriën dienen een tijdje in de darm te verblijven om er positieve effecten te veroorzaken)
Voorwaarde 5: Stabilisatie van de micro-organismen in de darm om positieve effecten te creëren voor de gastheer (analoog aan voorwaarde 4)
Voorwaarde 6: Gunstige functionele en fysiologische effecten in het menselijke lichaam veroorzaken

Stabiliteit en levensvatbaarheid zijn dus heel belangrijke aspecten voor een probiotische cultuur. Er gaan jaren van wetenschappelijk onderzoek vooraf aan de selectie en productie van een goede cultuur.

Enkele veelgebruikte probiotische culturen naar boven

Let op de onderstaande lijst is niet volledig, maar geeft een overzicht van enkele veel gebruikte stammen.

Lactobacillus sp.: Lb. acidophilus, Lb. johnsonii, Lb. casei, Lb. plantarum, Lb. rhamnosus, Lb. reuteri, Lb. paracasei, enz.
Bifidobacterium sp.: B. longum biotype infantis, B. breve, B. bifidum, B. infantis, B. animalis subsp. lactis, enz.

Hoe en wanneer de probiotische cultuur toevoegen? naar boven

Het soort voedingsmiddel, de manier en het tijdstip waarop een probioticum aan een voedingsproduct wordt toegevoegd zal een invloed hebben op de overleving van de probiotische cultuur. Controleer dus of de cultuur die u gebruikt wel degelijk geschikt is voor de toepassing die u voorziet (uw voedingsproduct). Een probioticum dat ontwikkeld is voor kaas, zou misschien niet kunnen overleven in yoghurt en vice versa. Bij het gebruik in yoghurt is er in dat geval dan ook geen sprake van een probiotische, maar van een normale yoghurt zonder extra gezondheidsbevorderende effecten.

De resultaten van een project uitgevoerd aan de Hogeschool Gent bevelen Lactobacillus acidophilus en Bifidobacterium sp. aan voor de productie van een probiotische yoghurt. Ook probiotische kaas kan worden gemaakt na toediening van bepaalde soorten bifidobacteriën. Onderzoek in het ILVO te Melle toonde aan dat de toevoeging van bepaalde bifidobacteriën aan kaas geen verschillen veroorzaakte qua smaak en consistentie. Een andere interessante probiotische cultuur die kan worden toegevoegd bij de kaasbereiding is Lactobacillus paracasei. Onderzoek in het ILVO te Melle en aan de Hogeschool Gent toonden aan dat deze wel een invloed heeft op de smaak en consistentie.

Veel probiotische bacteriën groeien slecht in melk waardoor de fermentatie heel lang zou aanslepen. Daarom worden ze meestal als surplus bovenop de gewone starterculturen aan de melk toegevoegd. Er zijn 3 methodes waarop probiotische culturen kunnen worden toegediend:

  • Tezamen met het zuursel.
    Omdat de procestemperatuur de optimumtemperatuur is van het zuursel en deze verschillend is van de optimumtemperatuur van de probiotische cultuur en melk misschien niet de ideale voedingsbodem is (bifidobacteriën), zal deze laatste jammer genoeg niet of nauwelijks groeien. Dit wil dus zeggen dat u veel probiotische cultuur zal moeten toevoegen.
  • Verzuring in 2 vaten of 2 fazen
    De probiotische bacteriën en het zuursel verzuren in 2 verschillende vaten bij hun eigen optimumtemperatuur en omstandigheden. Na beide fermentaties wordt de inhoud van deze 2 vaten bijeengevoegd. Of men laat het fermentatieproces in 2 fazen doorgaan, door eerst de probiotische bacteriën toe te voegen en te laten groeien en pas 2 uur later het klassieke zuursel zodat de probiotische culturen al een voorsprong hebben gekregen. Zo is er minder kans dat ze worden overgroeid door het klassieke zuursel.
  • Enkel een probiotische cultuur
    De probiotische cultuur wordt gebruikt als startercultuur (er worden dus geen andere melkzuurbacteriën toegevoegd). Dit wordt echter zelden toegepast en kan een volledig ander fermentatieverloop veroorzaken. Een voorbeeld is het drankje van Yakult.

Volg steeds strikt de leveranciersinstructies betreffende de bewaring van de cultuur, maar ook aangaande de toevoeging. Aangezien sommige probiotische culturen moeilijk groeien in melk, zijn de culturen op de markt meestal niet geschikt voor verdere kweek (via een moeder- of bedrijfszuursel). Ze dienen rechtstreeks te worden toegevoegd aan de melk of wrongel tijdens de bereiding.

Ongewenste neveneffecten naar boven

Bij yoghurt kan er een ongewenste wisselwerking tussen de probiotische cultuur en de yoghurtbacteriën optreden. De yoghurtbacterie Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus kan bijvoorbeeld de groei van bifidobacteriën remmen door de productie van zuur en waterstofperoxide. Deze remming kan worden verminderd door bijvoorbeeld de startercultuur en de probiotische cultuur gescheiden in 2 vaten of in 2 fazen te fermenteren zoals hierboven beschreven. Het zou vooral belangrijk zijn de naverzuring van Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus te remmen. Omgekeerd kunnen ook de probiotica de yoghurtbacteriën remmen.
Er zijn echter ook zuursels op de markt die de probiotische cultuur reeds bevatten én waarbij alle bacteriën zo zijn uitgekozen dat ze elkaar niet of slechts een weinig nadelig beïnvloeden.

Hou er ook rekening mee dat een probiotische bacterie ook smaakstoffen kan produceren. Indien u overschakelt naar een probiotisch zuursel kan dit dus de smaak van uw yoghurt veranderen. Ook kan de structuur van het product worden veranderd door stoffen die deze probiotische cultuur produceert. Lactobacillus paracasei bijvoorbeeld zorgt voor een smeuïgere textuur door een versnelde rijping in de kaas. Dit effect kan de structuur van een vetarme kaas, die doorgaans hard of rubberachtig kan zijn, verbeteren. Na toevoeging van Lb. paracasei bleek uit onderzoek aan het ILVO dat een vetarme kaas van het type St.-Paulin reeds vanaf 4 weken rijping een betere smaak en een zachtere textuur kreeg. In de praktijk wordt dit reeds toegepast in een light kaas.

Stabiliteit en levensvatbaarheid verhogen naar boven

Onderzoek naar methoden om de probiotische bacteriën beter de koele bewaring in het voedingsproduct en de condities in de maag, gal en de verteringsenzymen te laten overleven, is nog steeds brandend actueel. De hoeveelheid aanwezige probiotische bacteriën kunnen namelijk drastisch dalen gedurende deze bewaring. Hierdoor moeten er initieel aanzienlijke hoeveelheden van deze probiotische culturen worden toegediend. Een betere stabiliteit en levensvatbaarheid zouden dus de kostprijs kunnen drukken.

Wat yoghurt betreft, moeten probiotische bacteriën kunnen overleven bij een lage pH of hogere zuurtegraad. Lactobacillen zijn hierin toleranter dan bifidobacteriën, waardoor de laatsten ook meer problemen zullen hebben bij de overleving van de maagsappen. Vraag uw leverancier van probioticaculturen om informatie die aantoont dat de cultuur wel degelijk toepasbaar is in yoghurt (voldoende zuurtolerant) en erin kan overleven. Vraag ook wetenschappelijke gegevens op die bevestigen dat de cultuur de moeilijke condities van het spijsverteringsstelsel kan overwinnen en de dikke darm in voldoende hoeveelheden levend kan bereiken. Voor het op de markt brengen van uw product is het ook aan te raden voor uw product te laten bepalen of er in het product wel degelijk “voldoende levende probiotische culturen” aanwezig zijn. Er wordt algemeen aangenomen dat meer dan 1 miljoen (106) “probiotische” bacteriën per mL of g. Bovendien moeten er in het eindproduct meer dan 10 miljoen (107) bacteriën (incl. klassiek zuursel en/of yoghurtbacteriën) per mL op het einde van de houdbaarheid en bij bewaring volgens de omschreven omstandigheden kunnen worden gedetecteerd om het product ‘probiotisch’ te mogen noemen en etiketteren.

Methoden om de levensvatbaarheid van deze culturen te verhogen zijn:

  • selectie van de juiste stam(men) die moeilijke (o.a. zure) condities kunnen overleven,
  • een aangepaste initiële hoeveelheid toe te dienen startercultuur en probiotische cultuur (een mengeling van verschillende probiotische culturen zou de kolonisatie in de darm kunnen verhogen, vb. Lb. acidophilus in combinatie met een Bifidobacterium),
  • het fermentatieproces in 2 fazen of 2 vaten te laten doorgaan,
  • een inkapseling (bescherming) van de cultuur in dragers zoals melkproteïnen en prebiotica (vezels);
  • de toediening van extra voedingsstoffen zoals weipoeder,
  • een aangepaste verpakking (bvb. glas) die de zuurstofinsijpeling in het gefermenteerde product doorheen de verpakking tegengaat (bifidobacteriën zijn zuurstofgevoelig) of verpakkingsmateriaal die zuurstofbindende stoffen bevat.

Gezondheidsbevorderende effecten naar boven

Verschillende gezondheidsbevorderende effecten voor probiotica werden reeds bewezen of gesuggereerd.
Enkele voorbeelden zijn:

  • een verminderde lactose-intolerantie (“melkallergie”)
  • een verkorte duur van diarree (o.a. reizigersdiarree)
  • een positief effect op een infectie met het rotavirus bij kinderen
  • een vermindering van atopische (type I) allergie bij kinderen
  • een positief effect voor patiënten met ziekte van Crohn (chronische darmontsteking)
  • een positief effect voor mensen die lijden aan het prikkelbare darmsyndroom
  • antitumoractiviteit (o.a. preventie van dikke darmkanker)
  • een versnelde recuperatie na chemotherapie
  • een reductie van het cholesterolgehalte
  • een verlaging van een te hoge bloeddruk

In sommige gevallen is echter nog verder onderzoek nodig om het effect met wetenschappelijke zekerheid aan te tonen. Let ook op dat de opgesomde effecten mogelijk zijn, maar afhangen van de bacteriestam en het voedingsproduct waarin deze wordt toegediend. Ook tal van andere omstandigheden (persoon, soort aandoening, ernst van de aandoening, enz.) zullen een invloed hebben op het effect. Een gezondheidsbevorderende eigenschap die voor één stam van Bifidobacterium sp. is gevonden, geldt bovendien vaak niet voor een andere stam van Bifidobacterium sp.. De gezondheidseffecten dienen stam per stam en voedingsproduct per voedingsproduct te worden onderzocht via klinische studies. Ze kunnen en mogen wettelijk niet worden veralgemeend.

Hoe werken probiotica? naar boven

Dit is een wetenschappelijk domein dat nog heel veel vraagtekens bevat. Algemeen wordt aangenomen dat er verschillende routes zijn:

  • antibacteriële stoffen die worden geproduceerd door de probiotica
  • competitie met ziekteverwekkers voor de vasthechting aan de darmwand
  • competitie met ziekteverwekkers voor voedingstoffen
  • stimulatie van het afweersysteem

Etikettering naar boven

Let op dat de naam “yoghurt” in België beschermd is en dat een product enkel als yoghurt mag worden geëtiketteerd als er “aanzienlijke” hoeveelheden “levende” Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgaricus en Streptococcus thermophilus (107 kve/mL) aanwezig zijn. Indien dit niet het geval is, dient u het product te etiketteren als “gefermenteerde melk”.

Prebiotica naar boven

Opdat een stof als een prebioticum wordt aanvaard, moet deze voldoen aan 3 basisvoorwaarden:

Voorwaarde 1: Niet afgebroken worden door maagzuren of menselijke verteringsenzymen
Voorwaarde 2: Door micro-organismen van de darm selectief worden gefermenteerd
Voorwaarde 3: Selectief de groei en/of activiteit van gezondheidsbevorderende darmmicroorganismen
stimuleren

Er zijn 3 voorbeelden van prebiotica die voldoen aan al deze criteria. We beschrijven de eerste groep (inuline en oligofructose) iets meer aangezien deze reeds veelvuldig worden gebruikt. Er zijn verschillende commerciële preparaten op de Belgische markt te vinden.

Inuline en oligofructose naar boven

Volgende gezondheidsbevorderende effecten werden aangetoond voor beide producten:

  • de versnelde darmtransit en stoelgangfrequentie,
  • de verzorging van het microbieel evenwicht van de darm (positief effect op bifidobacteriën en lactobacillen),
  • de hulp bij de preventie van ziekteverwekkende bacteriën,
  • een verhoging van de beschikbaarheid van calcium en magnesium en verbetering van het beendergestel (preventie van osteoporose),
  • een stimulatie van de vorming van boterzuur dat gemuteerde cellen kan uitschakelen en als energiebron kan dienen voor gezonde cellen,
  • een verlaging van de serumcholesterol- en vetspiegels en
  • de afname van het risico op dikke darm- en endeldarmkankers.

Inuline wordt industrieel gewonnen uit de cichoreiwortel, maar komt ook bijvoorbeeld in bananen voor. Het wordt vaak als vetvervanger gebruikt wegens de gelijkenissen van mondgevoel en textuur.
Oligofructose wordt ook uit cichorei gewonnen en is geschikt als suikervervanger.
De maximumdosis van beide producten is 15 - 20 g/dag. Een te hoge opname van inuline is nadelig en kan leiden tot diarree. Beide producten vertonen een hoge temperatuurstabiliteit en zijn toepasbaar in een breed zuurtegraadgebied, maar bij lage pH kan ontbinding optreden.
Deze producten hebben reeds toepassingen in ijs en andere zuivelproducten.

Transgalacto-oligosachariden naar boven

Deze komen van nature voor in moedermelk en komen voor in de vorm van stropen of poeders met een grote hitte- en zuurstabiliteit.

Lactulose naar boven

Lactulose kan ontstaan bij een hoge hittebehandeling van melk en wordt o.a. gebruikt als suikervervanger in yoghurt. Het heeft zoals inuline ook laxerende eigenschappen.

Vragen? naar boven

Indien u een vraag heeft, meer informatie wenst of begeleiding zoekt voor een de ontwikkeling van een nieuw product of een verandering in uw productieproces, kan u steeds contact opnemen met de Technologische Adviseerdienst voor Melkveehouders en Hoevezuivelproducenten, kortweg TAD Zuivel, van de Eenheid Technologie en Voeding van het ILVO.
U kan op het ILVO ook technologisch proefwerk en analyses ter bepaling van hygiëne- indicatorkiemen, pathogene kiemen, antibioticaresiduen en andere parameters laten uitvoeren als aanvulling op technologische, bacteriologische en/of chemische adviesverlening.

Meer info? naar boven

Indien u eventueel geïnteresseerd zou zijn in een demosessie in verband met probiotica, mag u ons dit steeds laten weten. Op het internet kan u ook terecht voor meer informatie:

Verklarende woordenlijst naar boven

  • gemuteerde cellen: cellen die een verandering in hun DNA hebben ondergaan waardoor ook hun originele eigenschappen en functie kunnen zijn aangetast
  • immuunsysteem: afweersysteem van het lichaam
  • kolonisatie van de darm: mogelijkheid van de bacterie zich aan de darmwand te hechten en er te groeien
  • kve: kolonievormende eenheden – 1 bacterie zal na verloop van tijd op een geschikt voedingsmedium een kolonie vormen die met het blote oog te zien is en zo kan men in een labo gemakkelijk het aantal bacteriën tellen
  • verteringsenzym: eiwit dat helpt bij de vertering door andere eiwitten, vetten, enz. als het ware in stukken te knippen.

Referenties naar boven

  • Cursus “Probiotica voor Hoevezuivelproducenten”. T. Van Heuverzwijn, S. Van de Casteele & T. Ruyssen, Laboratorium voor Zuiveltechnologie, Hogeschool Gent (2004)
  • Microbiologische en technologische aspecten van gefermenteerde zuivelproducten met commerciële probiotische culturen. . T. Van Heuverzwijn, S. Van de Casteele & T. Ruyssen, Laboratorium voor Zuiveltechnologie, Hogeschool Gent (2004), verslag IWT-HOBU Onderzoeksproject.
  • Productie van gerijpte kaas met Bifidobacterium sp. Scriptie A. Lokere (T. Ruyssen).
  • Eindrapport Kwaliteitsverbetering van halfzachte kazen door het gebruik van specifieke culturen en van halfzachte vetarme kazen door het aanwenden van bijzondere hulpstoffen. G. Vlaemynck en R. Delbeke. 1990
  • Universiteit Wageningen
  • Pre-, pro- en synbiotica, de darm als mikpunt. K. Strubbe & A. Vandamme, Functionality in Food, Fevia (2005).
  • Vezel, een multifunctioneel ingrediënt. K. Strubbe & A. Vandamme, Functionality in Food, Fevia (2005).
  • Probiotics. G. Quillien, Institut National de la Recherche Agronomique France (2001).
  • Guidelines for the evaluation of probiotics in food, FAO & WHO (London Ontario, Canada, 2002)
  • Health and Nutritional Properties of probiotics in food including powder milk with live actic acid bacteria, FAO & WHO (Córdoba, Argentina, 2001)
  • Ross et al. (2005). Overcoming the technological hurdles in the development of probiotic foods, J. Appl.
    Microbiol. 98, p. 1410-1417.
  • Nota’s IDF Symposium on Scientific and Technological Challenges in Fermented Milk, 15-19 Mei 2006, Sirmione, Italië
    • "Market challenges in fermented milk”, Mr. Lothar Krause, BU Manager, Döhler
    • "Stability and viability of functional cultures", Prof. Franco Dellaglio, Department of Science and
      Technology, University of Verona, Italy.
    • "Health benefits of functional cultures", Prof. Nagendra Shah, School of Molecular Sciences, Victoria
      University, Melbourne, Australia
    • “Effect of two functional fermented foods on the intestinal lactic population of healthy adults and children in relation to the probiotic composition”, Dr. Marta Marzotto, Department of Science and Technology, University of Verona, Italy, Granarolo Spa, Bologna, Italy
  • Application of Probiotic Bacteria to Functional Foods (Lactobacillus paracasei voor een cheddar)
  • Probiotic Dairy Products. A.Y. Tamime, Blackwell Publishing (2006).
© ILVO 2006-2011 - Mail vragen en opmerkingen over de website naar: webmaster@ilvo.vlaanderen.be
Deze website werd door het Vlaams Gewest met de meeste zorg en nauwkeurigheid opgesteld. Er wordt evenwel geen enkele garantie gegeven omtrent de juistheid of de volledigheid van de informatie op deze website. De gebruiker van deze website ziet af van elke klacht tegen het Vlaams Gewest of zijn ambtenaren, van welke aard ook, met betrekking tot het gebruik van de via deze website beschikbaar gestelde informatie. In geen geval zal het Vlaams Gewest of zijn ambtenaren aansprakelijk gesteld kunnen worden voor eventuele nadelige gevolgen die voortvloeien uit het gebruik van de beschikbaar gestelde informatie.
Website Foodgate   Website Vlaamse Overheid