Інноваційні методи обробки людського молока для збереження ключових компонентів

Олександра Весоловська

1 Лабораторія дослідження людського молока та лактації при Регіональному банку людського молока у Святій лікарні Варшавського медичного університету, кафедра неонатології, вул. Zwirki i Wigury 63A, 02-091 Варшава, Польща; [email protected]

Олена Сінкевич-Дароль

2 Банк людського молока, провінційна поліклінічна лікарня Людвіка Ридигера в Торуні, Торунь, вул. Св. Йозефа 53-59, Торунь, 87-100, Польща; [email protected] (E.S.-D.); lp.airetni@rebsru (U.B.-L.)

Ольга Барбарська

1 Лабораторія дослідження людського молока та лактації при Регіональному банку людського молока у Святій лікарні, Варшавський медичний університет, кафедра неонатології, вул. Zwirki i Wigury 63A, 02-091 Варшава, Польща; [email protected]

Уршуля Бернатович-Лойко

2 Банк людського молока, провінційна поліклінічна лікарня Людвіка Ридигера у Торуні, Торунь, вул. Св. Йозефа 53-59, Торунь, 87-100, Польща; [email protected] (E.S.-D.); lp.airetni@rebsru (U.B.-L.)

Марія Катажина Боршевська-Корнацька

3 Відділення неонатології та відділення інтенсивної терапії 1-го медичного факультету Варшавського медичного університету; Karowa 2, 00-315 Варшава, Польща; [email protected]

Йоханнес Б. ван Гудувер

4 Кафедра педіатрії, Дитяча лікарня Емми, Амстердам UMC, Vrije Universiteit Amsterdam, P.O. Box 7057, 1007 MB Амстердам, Нідерланди; [email protected]

Анотація

1. Вступ

Недавні результати підтвердили терапевтичні властивості компонентів жіночого молока і не залишили сумнівів у тому, що воно становить необхідну частину дієтичного лікування новонароджених, особливо недоношених дітей з дуже низькою (VLBW) та надзвичайно низькою (ELBW) масою тіла при народженні. Починати лактацію у недоношених матерів та підтримувати матеріальне молоко для немовлят NICU залишається складним завданням. Донорське молоко стало стандартним способом годування новонароджених, які не можуть отримувати молоко своїх біологічних матерів [1]. Введення донорського молока передчасно народженим дітям, які потребують тривалого перебування в лікарні, вимагає необхідних процедур збору, заморожування, зберігання та пастеризації. Це може значно знизити його харчові та терапевтичні значення. На сьогоднішній день найкращим методом збереження людського молока, що характеризується та використовується, є пастеризація. Однак знання про значний негативний вплив цього методу на активні компоненти в жіночому молоці призводить до розробки нових методів, які могли б краще зберегти харчові та неживні фактори.

Метою цього оглядового огляду було проаналізувати найкраще охарактеризовані та сучасні методи переробки людського молока в контексті мінімізації якісних та кількісних втрат його біоактивних елементів та забезпечення безпеки в клінічних ситуаціях.

2. Матеріали та методи

Огляд літератури включав електронні пошуки в MEDLINE (січень 2000– січень 2019), EMBASE (січень 2000– січень 2019) та матеріали конференцій. В електронному пошуку використовувались такі текстові слова та терміни MeSH: донорське молоко, жіноче молоко, грудне молоко, молоко в банку (людське молоко АБО молоко донора) І пастеризація [-] (людське молоко АБО грудне молоко) І, збереження (жіноче молоко грудне молоко) І пастеризація утримувача (жіноче молоко АБО грудне молоко) І, високий тиск (людське молоко АБО грудне молоко), УФ-обробка (жіноче молоко АБО грудне молоко), мікрохвильова піч (людське молоко АБО грудне молоко). Були вивчені списки посилань попередніх оглядів та відповідних досліджень. Дослідження, про які повідомлялося лише як тези, мали право на включення, якщо із звіту було доступно достатньо інформації.

3. Результати та обговорення

Мікробіологічна безпека є основним критерієм, який необхідно виконувати, що стосується їжі для новонароджених. Тому, по-перше, ми зосереджуємось на ефективності запропонованих методів переробки людського молока в елімінації збудників людського молока (Таблиця 1).

Таблиця 1

Дослідження пастеризації Холдера, високотемпературного короткочасного, обробки високим тиском та мікрохвильового опромінення HoP, HTST, HPP, MI на мікробіологічних та вірусних компонентах людського молока.

Перевірені компоненти HoPHTSTHPPMIR

Бактеріостатичний ефект на кишкову паличку та L. innocua	Зниження на 48% Зниження на 28%	Зниження на 64% Зниження на 39%	не вивчався	не вивчався	[5,6]
Інактивація виділених мікроорганізмів (L. monocytogenes S. agalactiae, E. coli, S. aureus)	інактивація	не вивчався	інактивація	не вивчався	[7]
Інактивація виділених мікроорганізмів (Enterobacteriaceae)	інактивація	не вивчався	інактивація	не вивчався	[8]
Інактивація виділених мікроорганізмів (S. aureus ATCC 6538, Enterobacteriaceae)	не вивчався	не вивчався	інактивація	не вивчався	[9]
Антибактеріальна ефективність (коагулазонегативні стафілококи, грамнегативні бактерії, види Enterococcus)	зменшення кількості бактерій	зменшення кількості бактерій	не вивчався	не вивчався	[10]
Мікробіологічна якість (вегетативні форми мікроорганізмів, присутні у зразках сирого молока)	знищені коменсальні та забруднюючі вегетативні мікроорганізми, крім Bacillus sp.	знищили всі вегетативні форми мікроорганізмів, крім Bacillus sp. та E. faecalis	не вивчався	не вивчався	[11]
Інактивація виділених мікроорганізмів (S.aureus)	інактивація	не вивчався	інактивація	не вивчався	[12]
Інактивація виділених мікроорганізмів (S.aureus, B. cerues)	часткова інактивація	не вивчався	інактивація	не вивчався	[13]
Інактивація виділених мікроорганізмів (E.coli, P. aeruginosa, S. aureus, S. epidermidis)	інактивація	не вивчався	не вивчався	інактивація	[14]
Вірус Ебола	інактивація	не вивчався	не вивчався	не вивчався	[15]
Вірус Марбурга	інактивація	не вивчався	не вивчався	не вивчався	[15]
Вірус Зіка	інактивація	не вивчався	не вивчався	не вивчався	[16]
CMV	Інактивація знищити вірусну інфекційність	знищити вірусну інфекційність	не вивчався	інактивація	[17,18,19]
HTLV ВІЛ	інактивація	інактивація	не вивчався	не вивчався	[20]
ВПЛ високого ризику (типи 16 та 18), низького ризику (тип 6)	інактивація	не вивчався	не вивчався	не вивчався	[21]

Пастеризація HoP – Holder, HTST – Високотемпературний короткочасний, HPP – Обробка високим тиском, MI – Мікрохвильове опромінення CMV – цитомегаловірус, HTLV – Т-лімфотропний вірус людини, ВІЛ – вірус імунодефіциту людини.

Мікробіота, пов’язана з жіночим молоком, здебільшого відображає стан здоров’я матері, але сприяє як гомеостазу матері, так і дитини [2]. Невеликі кількості бактерій із соска та ареоли, такі як кишкова паличка, Serratia marcescens та синьогнійна паличка, часто присутні в жіночому молоці. Більше того, завдяки потоку молока з порожнини рота новонародженого в молочні протоки, Streptococcus sp. та Staphylococcus sp. присутні в молоці матері у фізіологічних умовах [3]. З іншого боку, бактерії, пов’язані з маститом, а саме золотистий стафілокок, Streptococcus agalacitiae та Corynebacterium, є потенційно небезпечними для новонароджених. Людське молоко може також забруднюватися іншими бактеріями, такими як Listeria monocytogenes, Enterobacter cloacae та Klebsiella pneumoniae, внаслідок неправильного зціджування, збору та зберігання [4]. Антитіла проти численних патогенних бактерій, грибків та вірусів містяться в жіночому молоці та передаються грудному немовляті, щоб запобігти передачі хвороби від матері до дитини.

3.1. Методи переробки молока людини

Одним з найперспективніших нетеплових методів є обробка високим тиском (ГЕС), яка стає все більш популярним способом консервування харчових продуктів у промислових масштабах. Здається, це є більш ефективним у досягненні мікробної чистоти жіночого молока, зберігаючи при цьому максимальну терапевтичну цінність [7,42,43].

3.2. Вплив температури та високого тиску на мікробну чистоту людського молока

Основною метою пастеризації людського молока є видалення патогенних мікроорганізмів, які можуть бути причиною інфекції, коли донорське молоко дається немовляті як альтернатива годуванню сумішами (відповідно до рекомендацій ВООЗ, UNICEF та AAP) [1,44] . Ефективність елімінації патогенних мікроорганізмів, таких як Mycobacterium tuberculosis шляхом нагрівання молока до 62,5 ° C, вперше була перевірена в коров’ячому молоці [28]. Пізніші дослідження підтвердили можливість видалення вегетативних форм численних видів бактерій, присутніх в людському молоці, а також ризик виживання ендоспорних форм та токсинів, як у випадку з Bacillus cereus, все ще залишається [45]. Ось чому в багатьох європейських країнах мікробну чистоту людського молока контролюють двічі, до і після пастеризації, виключаючи молоко з рівнем золотистого стафілокока вище 10 4 КУО (колонієутворюючі одиниці) перед пастеризацією та/або загальним числом бактерій вище 10 5 КУО. За відсутності уніфікованих критеріїв прийняття молока до пастеризації щодо мікробної чистоти, щоб молоко було передано комусь, крім біологічної дитини донора, вегетативні форми бактерій повинні бути усунені (Таблиця 1).

У випадку вірусів Ебола, Марбург та Зіка інактивація відбувається лише за допомогою термічної обробки (HoP). Поки що немає даних про те, чи є HTST або HPP однаково ефективними, як HoP, для знищення цих вірусів [15,16].

Пастеризація HTST (72 ° C, 5–16 с) видається більш ефективною, ніж метод утримувача, для знищення бактерій та вірусів з ліпідними оболонками (ВІЛ, HTLV), а також модельних вірусів для вірусу HCV та гепатиту В, які не можуть бути інакшими деактивовано [20,46]. Навіть високі температури не дозволяють повністю усунути віруси без оболонок ліпідів, таких як парвовірус В19, але, крім експериментальних умов, не повідомляється про ризик зараження, яке переноситься через людське молоко [31]. Повідомлялося, що HTST ефективно знищує зараженість CMV у процесі при 72 ° C протягом 5 с [17]. Доведено, що мікрохвильове випромінювання при потужних настройках інактивує CMV і в жіночому молоці [19] (Таблиця 1).

3.3. Вплив переробки на біоактивні компоненти людського молока

Вплив різних видів переробки (HoP, HTST, HPP) на біоактивні фактори молока людини наведено в таблиці 2. Розбіжності в методології між включеними науковими роботами, особливо щодо біологічних факторів, що подаються як показник біоактивності молока, не дозволяли систематично переглядати тему. Це головне обмеження нашого дослідження.

Таблиця 2

Вплив різних типів обробки (пастеризація Холдера, короткочасна температура при високих температурах, обробка під високим тиском та мікрохвильове опромінення) на фактори людського молока.