Какие органические кислоты обладают бактерицидными свойствами

Ли В. Д-Х, доктор биолог, наук, профессор

Главное условие повышения продуктивности животных — обеспеченность их доброкачественными полноценными кормами. В решении этой проблемы важное место занимает химическое консервирование, которое гарантирует получение кормов высокого качества, значительно снижает потери питательных веществ.
Научные основы химического консервирования кормов и сырья базируются на ферментингибирующей теории. Консервирующий эффект химического вещества, вне зависимости от содержания сахара в кормовой массе, определяется ингибированием (подавлением) ферментов, как на генетическом, так и на кинетическом уровнях одновременно. В первом случае ингибитор тормозит биосинтез фермента в белоксинтезирующей системе, во втором — непосредственно тормозит активность существующего фермента в клетке. Эти ферментингибирующие воздействия обусловливают бактерицидные и фунгицидные свойства препарата подавлять лишь один фермент в ферментной системе микроорганизмов, находящихся в растительной массе, чтобы биохимические превращения веществ в клетке остановились. В результате наступает консервирование корма.
Консерванты могут быть обратимого и необратимого дейстВИЯ. При необратимом ингибировании консервант прочно связан с ферментом и этот комплекс не распадается, при обратимом консервант под действием тех или иных факторов может удалить или восстановить активность фермента. Эти два обстоятельства имеют ключевое значение при выборе консервантов: консерванты необратимого действия более эффективны для сохранения кормов и сырья.
Химические соединения, применяемые для консервирования зеленых кормов и фуражного зерна, делятся на две большие группы — неорганические и органические. Каждая группа включает газообразные, жидкие и сухие консерванты, которые используются как отдельно, так и в различных комбинациях и смесях.
На практике большее распространение получили такие органические кислоты, как муравьиная, уксусная, пропионовая, сорбиновая, бензойная, фумаровая, молочная, лимонная, а также соли этих кислот. Первые три летучие жирные кислоты являются естественными метаболитами организма и образуются в нем в большом количестве. Другие органические кислоты также окисляются в процессе обмена веществ в организме, не оставляя нежелательных конечных продуктов своего превращения.
Органические кислоты обладают выраженными бактерицидными свойствами. Бактерицидность — свойство органических кислот убивать бактерии, и действие их проявляется при определенном уровне рН. Известно, что основные жизненные функции растений и микроорганизмов протекают примерно при рН 5,8—6,5, а прекращаются полностью, за исключением некоторых бактерий, при рН 3,8-4,2.
Так, если обычное силосование направлено на создание условий, способствующих развитию молочнокислых бактерий и подавлению вредных, то при применении органических кислот (искусственное подкисление) ставится цель возможно быстро подавить размножение всех видов бактерий, что и позволяет получить качественный корм. По многочисленным данным, при заготовке сена и силоса по обычной технологии, без применения органических кислот, потери питательных веществ в растениях достигают 20—30% и более. Использование органических кислот в качестве консерванта позволяет снизить потери питательных веществ в 3—5 раз и сохранить до 92—95% исходной кормовой массы. Например, по сравнению с обычным силосом в 1 т корма, консервированного органическими кислотами, дополнительно сохраняется 30—40 кг кормовых единиц, 5-8 кг протеина и 10—15 кг сахара.
Помимо бактерицидных органические кислоты обладают антисептическими свойствами. Бактерицидность некоторых органических кислот можно усилить добавлением в раствор солей этих кислот. Так, бактерицидность бензойной кислоты усиливается при добавлении небольшого количества ее производного — бенэойнокислого натрия.
Кроме бактерицидного и антисептического свойства органические кислоты обладают фунгицидным действием, то есть свойством убивать или подавлять размножение микроскопических грибов (плесени). Необходимо учитывать, что фунгицидное действие большинства консервантов, состоящих из органических кислот, не распространяется на грибницу плесеней, которая уже развилась внутри стебля или зерна.
Фунгициды и бактерициды, предназначенные для обработки кормов и сырья, должны быть безвредными для человека и животных.
Концентрация плесневых грибов значительно влияет на качество корма (табл. 1). Ими поражаются плохо утрамбованные силос, сенаж, а также влажные сено и зерно. Потери, в зависимости от вида корма и сырья, от влажности, могут составить от 10 до 50% от общей массы.
Скармливание животным и птице кормов, пораженных плесневыми грибами (табл. 2), вызывает ухудшение усвояемости корма, снижение темпов роста и сопротивляемости организма болезням, поражение печени, почек.
В последние годы разработаны высокоэффективные препараты на основе органических кислот и их солей с ярко выраженной направленностью действия, которые широко используются для обработки сырья, комбикормов и питьевой воды для сохранения здоровья людей и животных.
Использование органических кислот на стадии заготовки и закладки кормов и сырья на хранение позволяет избежать или значительно снизить их потери. Одним из последних препаратов, позволяющих надежно подавить развитие плесеней в кормах и сырье, является Филакс — продукт компании Селко.
Обработка кормов Селацидом, новым комплексным препаратом на основе органических кислот, позволяет быстро подкислить заготавливаемые корма и сырье, что ведет к гибели бактерий в них. Скармливание таких кормов повышает кислотность в желудочно-кишечном тракте животных, что способствует устранению эффекта патогенеза и активизирует выработку желудочной протеазы, улучшающей баланс аминокислот, а следовательно и усвояемость пищи. Кроме того, повышение кислотности значительно уменьшает популяцию бактерий кишечной палочки, а также образование молочной кислоты. Эффект обеззараживания достигается путем снижения показателя рН (до значения, равного трем) в полости рта, пищеводе, миндалинах (у свиней), в горле птиц. Затем изменяется морфология кишечника за счет повышения концентрации коротко-цепочных жирных кислот, вырабатываемых при микробиологической ферментации пищевых волокон. В результате стимулируется размножение эпителиальных клеток, что увеличивает общую поверхность поглощения. Например, при включении в состав препарата из органических кислот маслянокислого натрия (соли масляной кислоты) существенно увеличивается количество клеток микроворсинчатого слоя, что увеличивает длину ворсинок в подвздошной кишке растущей свиньи. Растет и процент переваримости протеина и жира, содержащихся в кормах.
Весьма эффективен комплексный препарат Физал, созданный на основе органических кислот для борьбы с сальмонеллой, кишечной палочкой, кампилобактериями и другими микроорганизмами. Основной источник поступления сальмонеллы, кишечной палочки и других бактерий в организм животных — инфицированные корма, а наибольшую опасность представляют мясокостная мука, соевый и подсолнечный шрот, дрожжи. Сальмонеллой могут быть поражены до 40% свиней и домашней птицы. Надо также учитывать и то, что сальмонеллез является зоонозным заболеванием, то есть от этой бактерии могут заболеть и люди. Термическая обработка кормов не решает проблемы полностью, поэтому обработка сырья Физалом значительно уменьшает опасность заражения.
Следующий препарат — Селко-рН. Он предназначен для обеззараживания самого необходимого элемента питания животных и птиц — питьевой воды. Вода является средой, где различные бактерии и микроорганизмы могут быстро размножаться и распространяться. Даже ниппельные поилки не гарантируют чистоту питьевой воды. Данные исследований показывают, что в ниппельных системах подачи питьевой воды содержится большое количество энтеробактерий — от 10 до 300 000 в 1 мл. Обычно качество питьевой воды, потребляемой животными, хуже, чем качество питьевой воды, потребляемой людьми, хотя источник может быть одним и тем же. Поэтому снижение количества бактерий в питьевой воде является весьма актуальным.
Применение Селко-рН позволяет обеззараживать трубопроводы, патрубки, резервуары и саму питьевую воду (в особенности против кишечных бактерий, колибактерий, сальмонеллы, плесени, дрожжевого гриба). После добавления 0,5 мл Селко-рН в 1 л питьевой воды значение ее рН устанавливается на уровне 4 ед.
Отмечены минимальные значения рН, ниже которых патогенные бактерии погибают: кишечная палочка — 4,4, кампилобактерии — 4,8, стафилококки — 4,0.
Таким образом, использование новых комплексных препаратов, созданных на основе органических кислот, в современном животноводстве позволяет максимально сохранить питательные вещества в комбикормах и сырье, подавить развитие грибков и бактерий, повысить переваримость питательных веществ кормов, обеззаразить сырье и питьевую воду от бактерий и обезопасить животных от болезней, что существенно повышает эффективность животноводства.
Комбикорма

Органические кислоты – это продукты распада веществ, в процессе реакций обмена, в молекулу которых входит карбоксильная группа.

Соединения выступают промежуточными элементами и основными компонентами метаболического преобразования энергии, основанного на производстве аденозинтрифосфата, цикле Кребса.

Концентрация органических кислот в организме человека отображает уровень функционирования митохондрий, окисления жирных кислот и обмена углеводов. Помимо этого, соединения способствуют самопроизвольному восстановлению кислотно-щелочного баланса крови. Дефекты митохондриального метаболизма вызывают отклонения в обменных реакциях, развитие нервно-мышечных патологий и изменение концентрации глюкозы. Более того, они могут повлечь гибель клетки, что связано с процессами старения и появлением бокового амиотрофического склероза, болезнями Паркинсона, Альцгеймера.

Классификация

Наибольшее содержание органических кислот в продуктах растительного происхождения, из-за этого их часто называют «фруктовыми». Они придают характерные вкус плодам: кислый, терпкий, вяжущий, поэтому часто используются в пищевой промышленности в качестве консервантов, влагоудерживающих агентов, регуляторов кислотности, антиокислителей. Рассмотрим распространенные органические кислоты, и под каким номером пищевой добавки они зафиксированы: муравьиная (Е236); яблочная (Е296); винная (Е335 – 337, Е354); молочная (Е326 – 327); щавелевая; бензойная (Е210); сорбиновая (Е200); лимонная (Е331 – 333, Е380); уксусная (Е261 – 262); пропионовая (Е280); фумаровая (Е297); аскорбиновая (Е301, Е304); янтарная (Е363).
Органические кислоты человеческий организм «добывает» не только из продуктов питания в процессе переваривания пищи, но и вырабатывает самостоятельно. Такие соединения растворимы в спирте, воде, выполняют обеззараживающую функцию, улучшая самочувствие, здоровье человека.

Роль органических кислот

Главная функция карбоновых соединений – поддержание кислотно – щелочного равновесия организма человека.
Органические вещества увеличивают уровень рh среды, что улучшает поглощение питательных веществ внутренними органами и выведение шлаков. Дело в том, что иммунная система, полезные бактерии в кишечнике, химические реакции, клетки лучше работают в щелочной среде. Закисление организма, наоборот, – это идеальные условия для процветания болезней, в основе которых лежат следующие причины: агрессия кислоты, деминерализация, ферментативная слабость. В результате человек испытывает недомогание, постоянную усталость, повышенную эмоциональность, появляется кислая слюна, отрыжка, спазмы, гастрит, трещины на эмали, гипотония, бессонница, неврит. В итоге ткани пытаются за счет внутренних резервов нейтрализовать лишнюю кислоту. Человек теряет мышечную массу, ощущает нехватку жизненных сил. Органические кислоты участвуют в следующих процессах пищеварения, ощелачивая организм:

• активизируют перистальтику кишечника;
• нормализуют ежедневный стул;
• замедляют рост гнилостных бактерий, брожение в толстом кишечнике;
• стимулируют выделение желудочного сока.

Функции некоторых органических соединений:

1. 1. Муравьиная кислота. Обладает асептическим действием, замедляет процессы распада, гниения, поэтому используется в качестве антибактериального консервирующего агента при заготовке корма. Может применяться в пчеловодстве для борьбы с паразитами, как отбеливатель при дублении кожи, в протравном крашении шерсти, при консервировании фруктов, сквашивании овощей, производстве соков, безалкогольных напитков. В природе встречается в яблоках, малине, черешне, крапиве, пчелином меде.
   2. Яблочная кислота. В качестве пищевой добавки используется при изготовлении кондитерских изделий, фруктовых вод. В медицине применяется для создания лекарств от хрипоты, запора, в косметологии – для «смягчения» и «обеззараживания» продукции. Содержится в рябине, барбарисе, малине, незрелых яблоках, винограде.

Винная кислота. Применяется в аналитической химии, медицине, пищевой промышленности для обнаружения сахаров, альдегидов, при изготовлении безалкогольных напитков, соков. Выступает антиоксидантом. В наибольшем количестве содержится в винограде.

Молочная кислота. Обладает бактерицидным действием, используется в пищевой промышленности для подкисления кондитерских изделий и безалкогольных напитков. Образуется при молочнокислом брожении, накапливается в кисломолочных продуктах, квашеных, соленых, моченых плодах и овощах.

Щавелевая кислота. Стимулирует работу мышц, нервов, улучшает усвоение кальция. Однако, помните, если щавелевая кислота в процессе обработки становится неорганической, образуемые ее соли (оксалаты) вызывают образование камней, разрушают костную ткань. В результате у человека развиваются артрит, артроз, импотенция. Помимо этого, щавелевая кислота используется в химической промышленности (для производства чернил, пластмасс), металлургии (для очистки котлов от оксидов, ржавчины, накипи), в сельском хозяйстве (в качестве инсектицида), косметологии (для отбеливания кожи). В природе содержится в бобах, орехах, ревене, щавеле, шпинате, свекле, бананах, батате, спарже.

Лимонная кислота. Активирует цикл Кребса, ускоряет метаболизм, проявляет дезинтоксикационные свойства. Применяется в медицине для улучшения энергетического обмена, в косметологии – для регулирования рН средства, отшелушивания «мертвых» клеток эпидермиса, разглаживает морщины и консервирует продукт. В пищевой промышленности (в хлебопечении, для производства шипучих напитков, ликероводочных, кондитерских изделий, желе, кетчупа, майонеза, джема, плавленого сыра, холодного тонизирующего чая, рыбных консервов) используется как регулятор кислотности для защиты от протекания деструктивных процессов, придания характерного кисловатого вкуса продукции. Источники соединения: китайский лимонник, незрелые апельсины, лимоны, грейпфруты, свити.

Бензойная кислота. Обладает антисептическими свойствами, поэтому ее применяют как противогрибковое, противомикробное средство при кожных заболеваниях. Соль бензойной кислоты (натриевая) – отхаркивающее средство. Помимо этого, органическое соединение используют для консервации пищевых продуктов, синтеза красителей, создания парфюмерной воды. Для продления срока годности, Е210 входит в состав жевательной резинки, варенья, джема, повидла, конфет, пива, ликера, мороженого, фруктовых пюре, маргарина, молочной продукции. Природные источники: клюква, брусника, черника, йогурт, простокваша, мед, гвоздичное масло.

Сорбиновая кислота. Является природным консервантом, обладает антимикробным действием, поэтому используется в пищевой промышленности для обеззараживания продуктов. Кроме того, на предотвращает потемнение сгущеного молока, плесневение безалкогольных напитков, хлебопекарских, кондитерских изделий, плодовоягодных соков, полукопченых колбас, зернистой икры. Помните, полезные свойства сорбиновая кислота проявляет исключительно в кислой среде (при рН ниже 6,5). Наибольшее количество органического соединения обнаружено в плодах рябины.

Уксусная кислота. Участвует в обмене веществ, используется для приготовления маринада, консервации. Она содержится в соленых/квашеных овощах, пиве, вине, соках.

Урсоловая, олеиновая кислоты расширяют венозные сосуды сердца, препятствуют атрофии скелетных мышц, снижают количество глюкозы в крови. Тартроновая замедляет превращение углеводов в триглицериды, предупреждая атеросклероз и ожирение, уроновая выводит из организма радионуклиды, соли тяжелых металлов, а галловая оказывает противовирусный, противогрибковый эффект. Органические кислоты – вкусовые компоненты, которые в свободном состоянии или в виде солей входят в состав пищевых продуктов, определяя их вкус. Данные вещества улучшают усваиваемость и переваривание пищи. Энергетическая ценность органических кислот – три килокалории энергии на грамм. Карбоновые и сульфоновые соединения могут образовываться во время производства продуктов переработки или быть природной частью сырья. Для улучшения вкуса, запаха органические кислоты добавляют в блюда, в процессе их приготовления (в выпечку, джемы). Помимо этого, они снижают pH среды, тормозят процессы гниения в ЖКТ, активизируют перистальтику кишечника, стимулируют сокоотделение в желудке, оказывают противовоспалительное, антимикробное действия.

Суточная норма, источники

Для сохранения кислотно – щелочного баланса в пределах нормы (рН 7,36 – 7,42) важно ежедневно употреблять продукты, содержащие органические кислоты.

Для большинства овощей (огурцы, болгарский перец, капуста, лук репчатый) количество соединения на 100 грамм съедобной части составляет 0,1 – 0,3 грамма. Повышенное содержание полезных кислот в ревене (1 грамм), грунтовых томатах (0,8 грамма), щавеле (0,7 грамма), фруктовых соках, квасе, творожной сыворотке, кумысе, кислых сортах вин (до 0,6 грамм). Лидерами по уровню органических веществ выступают ягоды и фрукты:

• лимон – 5,7 грамма на 100 грамм продукта;
• клюква – 3,1 грамма;
• красная смородина – 2,5 грамма;
• черная смородина – 2,3 грамма;
• рябина садовая – 2,2 грамма;
• вишня, гранат, мандарины, грейпфрут, земляника, рябина черноплодная – до 1,9 грамма;
• ананас, персики, виноград, айва, алыча – до 1,0 грамма.

До 0,5 грамм органических кислот содержат молоко, кисломолочные продукты. Их количество зависит от свежести и вида изделия. При длительном хранении происходит закисление такой продукции, в результате она становится непригодной к употреблению в диетическом питании. Учитывая, что каждый вид органической кислоты обладает особым действием, суточная надобность организма во многих из них варьируется в пределах от 0,3 до 70 грамм. При хронической усталости, пониженной секреции желудочного сока, авитаминозах потребность возрастает. При заболеваниях печени, почек, повышенной кислотности желудочного сока, наоборот, снижается. Показания к дополнительному приему природных органических кислот: низкая выносливость организма, хроническое недомогание, снижение тонуса скелетной мускулатуры, головные боли, фибромиалгия, спазмы в мышцах.

Вывод

Органические кислоты – группа соединений, которая ощелачивает организм, участвует в энергетическом обмене и содержится в растительных продуктах (корнеплодах, лиственной зелени, ягодах, фруктах, овощах). Недостаток данных веществ в организме приводит к серьезным заболеваниям. Повышается кислотность, снижается усвоение жизненно необходимых минералов (кальция, натрия, калия, магния). Возникают болезненные ощущения в мышцах, суставах, развиваются остеопороз, болезни мочевого пузыря, сердечнососудистой системы, падает иммунитет, нарушается обмен веществ. При повышенной кислотности (ацидозе) в мышечной ткани накаливается молочная кислота, возрастает риск наступления сахарного диабета, образования злокачественной опухоли. Избыток фруктовых соединений приводит к появлению проблем с суставами, пищеварением, нарушает работу почек. Помните, органические кислоты нормализуют кислотно – щелочное равновесие организма, сохраняют здоровье и красоту человека, оказывая благотворное влияние на кожу, волосы, ногти, внутренние органы. Поэтому, в природном виде, они должны ежедневно присутствовать в вашем рационе!

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru