Een initiatief van :




Wageningen Universiteit





Sitekeuring.NET Award

Food-Info.net> Onderwerpen > Functional Foods

Prebiotica

Definities en achtergrond

De definitie van prebiotica luidt :

Niet verteerbare levensmiddeleningrediënten, die selectief de groei en/of de activiteit van één of meerdere soorten bacteriën in de colon stimuleren, en daardoor de gezondheid van de gastheer bevorderen. (Gibson and Roberfroid, 1995).

De meeste prebiotica zijn koolhydraten, maar de definitie sluit niet uit dat ook andere stoffen als prebioticum te gebruiken zijn. In theorie kan zelfs een antibioticum, dat gericht is tegen een aantal schadelijke bacteriesoorten en daardoor niet schadelijke bacteriën zou bevorderen, als een prebioticum kunnen werken.

De definities richt zich ook niet op één bepaalde bacteriegroep. Het wordt echter vaak aangenomen dat een prebioticum de groei en/of activiteit van bifidobacteriën en melkzuurbacteriën zou moeten bevorderen. Aan deze bacteriegroepen worden gezondheidsaspecten toegeschreven.

Een product dat specifiek bifidobacteriën zou stimuleren wordt ook wel een bifidogene factor genoemd. Sommige prebiotica kunnen dus tegelijkertijd bifidogeen zijn, maar het zijn feitelijk twee verschillende concepten, zie ook het kader hieronder.

 

Prebiotica, verwante termen en misverstanden

Bifidogene factor:

Een bifidogene factor is een stof die de groei van bifidobacteriën bevorderd.

Niet verteerbare oligosacchariden (Non-digestible oligosaccharides (NDOs)):

Dit zijn korte-keten koolhydraten die niet door de dunne darm afgebroken en verteerd kunnen worden.

Misverstanden:

Prebiotica zijn bifidogeen.

Om een gunstig effect te hebben op de gastheer, is het niet nodig om bifidobacteriën te stimuleren. Stimulatie van andere bacteriegroepen kan ook zeker gunstige effecten hebben. Prebiotica hoeven dus niet bifidogeen te zijn.

Bifidogene factoren zijn prebiotica.

Ook dit geldt niet, omdat een bifidogene factor de groei van bifidobacteriën stimuleert, maar dat geldt niet alleen in de darm, maar ook in bijvoorbeeld een yoghurt of cultuurmedium. Als het doel is om met een prebioticum bifidobacteriën in de darm te stimuleren, dan is het dus hetzelfde, in alle andere gevallen zijn het twee verschillende dingen.

NDOs zijn bifidogeen en/of prebiotica

Wanneer NDOs in de darm gefermenteerd worden en een gunstig effect hebben op de gezondheid van de gastheer, dan zijn het prebiotica. Als dat via de stimulatie van bifidobacteriën gaat, dan zijn het ook bifidogene factoren. Als het via andere soorten gaat, zijn het dus geen bifidogene factoren, maar wel prebiotica.

NDOs kunnen ook andere, ongewenste, bacteriën stimuleren en zijn dan geen prebiotica.

Er bestaan ook NDOs die helemaal geen meetbaar effect hebben op de darmflora en/of de gezondheid.

Dus, afhankelijk van de samenstelling, kunnen NDOs neutraal, schadelijk, bifidogeen of een prebioticum zijn.

 

 

De definitie geeft ook aan date en gunstig effect bereikt kan worden door het metabolisme in de darm te verbeteren. Dit houdt dus in dat niet een bepaalde bacteriegroep gestimuleerd hoeft te worden, maar dat de stofwisseling van de darmflora als geheel in een gunstige richting gestuurd moet worden. In de praktijk komt dat neer op een stimulatie van de fermentatie (omzetting) van koolhydraten ten koste van fermentatie van eiwitten.

Fermentatie van koolhydraten resulteert in de vorming van neutrale of gezonde stoffen voor de darm en het lichaam. Eiwitfermentatie daarentegen levert vooral mogelijk schadelijke stoffen op. Zie ook het schema hieronder.


Figuur 1. Schema van de fermentatie van eiwit en koolhydraten (polysacchariden) door de darmflora. Eiwit en daarvan afgeleide producten zijn onderstreept. SCFA = Short Chain Fatty Acids (=korte keten vetzuren, zoals azijnzuur en boterzuur), BCFA = Branched Chain Fatty Acids (=vertakte vetzuren, zoals isoboterzuur).

Het gas H2S (‘rotte eieren geur') is een reactief gas en kan schadelijk zijn voor de darmwand. De andere gassen, waterstof (H2), CO2 en methaan (CH4) hebben geen schadelijke bijwerkingen, behalve winderigheid en krampen. SCFA en lactaat (melkzuur) zijn gunstig voor zowel de darmflora (de zuurgraad gaat omlaag, waardoor de darminhoud zuurder wordt) als voor de darmcellen, die de SCFA gebruiken als brandstof. De gevormde alcohol (ethanol) wordt direct door andere bacteriën gebruikt en heeft geen effect op de gastheer. BCFA, ammonia (NH3), amines, phenolen en indolen zijn irriterend voor de darmcellen, mogelijk mutageen of hebben een negatief effect op het immuunsysteem in hoge concentraties.

Uitgaande van de effecten van de verschillende stoffen is het dus gunstig om de koolhydraatfermentatie te verbeteren en de eiwitfermentatie te onderdrukken. Een dergelijke verandering hoeft overigens niet gepaard te gaan met een (grote) verandering in de samenstelling van de darmflora.

Het idee achter het gebruik van prebiotica is dan ook om óf gunstige bacteriën te stimuleren, óf de koolhydraatfermentatie te bevorderen.

Effecten van prebiotica

Prebiotica zijn dus vooral gericht om een effect te hebben in de dikke darm van de gastheer.

De volgende effecten van prebiotica worden geclaimd :

  • Vermindering van obstipatie (verstopping)
  • Verlagen van de zuurgraad in de darm
  • Herstellen van de samenstelling van de flora na een verstoring
  • Een gunstig effect op het cholesterolgehalte
  • Een vermindering van de kans op dikke darmkanker
  • Effecten op het immuunsysteem
  • Een betere darmflora bij kleine kinderen

Verminderen van obstipatie

Dit is een van de best beschreven effecten van prebiotica en is vergelijkbaar met het effect van voedingsvezel. De commerciële prebiotica zijn koolhydraten die in de darm gefermenteerd worden. De hierbij gevormde gassen zorgen voor een verhoogde druk, en daarmee een hogere snelheid van de darminhoud. Obstipatie is het gevolg van een hele langzame snelheid en verkorten van deze zogenaamde passagetijd is dus gunstig.

Bovendien trekken koolhydraten ook water aan, waardoor de darminhoud ook minder droog wordt en ook dat zal de obstipatie verminderen. Tenslotte versterken de gevormde zuren (SCFA en lactaat) de darmperistaltiek, waardoor de passagetijd ook korter wordt.

De beste effecten op obstipatie worden verkregen door mengsels van koolhydraten, waaronder ook voedingsvezels. Het effect is dus vooral een effect van een verandering in het metabolisme, niet op een verandering in de samenstelling van de darmflora.

Verlagen van de zuurgraad (pH) van de darminhoud

Dit is een belangrijk effect, en ook een gevolg van een veranderd metabolisme. Eiwitfermentatie zorgt voor een hoge pH door de vorming van ammonia en amines. Koolhydraatfermentatie zorgt daarentegen voor verzuring. Bij diverse darmaandoeningen, zoals ziekte van Crohn, prikkelbare darm en andere, worden de symptomen vooral veroorzaakt door een hoge pH. Verlagen van de pH door koolhydraatfermentatie zal de symptomen dus kunnen verminderen, wat aangenaam is voor de patiënt. De onderliggende ziekte wordt echter niet genezen !

Een lage pH in de darm stimuleert ook de peristaltiek (zie hierboven) en werkt mogelijk remmend op pathogene (ziekteverwekkende) bacteriën.

De beste resultaten worden bereikt met snel-fermenteerbare koolhydraten (snelle verzuring) in combinatie met langzaam fermenteerbare koolhydraten (vasthouden van het effect).

Herstellen van de darmflora.

Prebiotica kunnen helpen de darmflora te herstellen na een verstoring door bijvoorbeeld antibiotica, diarree of medicijnen. Door een bepaalde groep bacteriën te stimuleren kan het natuurlijke evenwicht worden hersteld. Afhankelijk van de verstoring moeten verschillende groepen bacteriën ‘hersteld' worden.

Het herstellen kan gaan door directe stimulatie van een bepaalde groep, maar ook door verandering van het metabolisme, waardoor goede groeiomstandigheden geschapen worden voor de te bevorderen groepen.

In dit geval spleen dus zowel selectieve stimulatie als veranderingen in stofwisseling een rol.

Effecten op het cholesterolgehalte

Dit is een effect wat voor verschillende oligosacchariden wordt geclaimd. Diverse studies hebben de oorspronkelijke claim inmiddels weerlegd. Als er al een effect is, zal het minimaal zijn.

Verminderd risico op darmkanker

Ook hier is geen wetenschappelijk bewijs voor. Wel is het zo dat de eindproducten van de eiwitfermentatie mogelijk een rol spelen bij het ontstaan van darmkanker. Door koolhydraatfermentatie te stimuleren en eiwitfermentatie te verminderen, kan het risico dus verminderen.

Als er al een effect is, is het ook hier weer door een verandering van het metabolisme.

Effecten op het immuunsysteem.

Prebiotica op zich hebben geen effect op het immuunsysteem. Echter, door veranderingen in de darmflora kan het immuunsysteem beinvloedt worden. Dit kan echter twee kanten op gaan; in het gunstige geval wordt het immuunsysteem versterkt en daarmee de weerstand verhoogd. In het ongunstige geval worden bijvoorbeeld allergische reacties versterkt.

Hoewel er vrij veel studies gedaan zijn naar de relatie van prebiotica met het immuunsysteem, zijn er geen duidelijke conclusies te trekken uit de resultaten.

Verbetering van de darmflora bij kleine kinderen.

De darmflora van kinderen onder de 4 jaar is niet erg stabiel. Orale pathogenen, die met voedsel in de darm komen, kunnen de darmflora ontregelen en het kind ziek maken. Stoffen die de darmflora hetzij versterken, hetzij herstellen, zijn dus te beschouwen als prebiotica. Er zijn diverse studies gedaan waarbij een gunstig effect is waargenomen met commerciële prebiotica. Het gaat hier om zowel een stimulerend effect van oa melkzuurbacteriën, als om een verbetering van de stofwisseling.

Commerciële prebiotica

De meeste commerciële prebiotica zijn oligosacchariden en voedingsvezels. De gebruikte oligosacchariden (NDOs) stimuleren vooral het koolhydraatmetabolisme en kunnen dus de meeste bovenstaande effecten hebben op de gastheer. Echter, lang niet alle oligosacchariden zullen een gunstig effect hebben. Om als een prebioticum gebruikt te kunnen worden, moet een product eerst degelijk in dierproeven en bij vrijwilligers getest worden.

Er zijn op dit moment geen oligosacchariden bekend die een bepaalde groep bacteriën selectief zouden stimuleren. Hoewel door een aantal fabrikanten wel geclaimd wordt dat hun product selectief door bifidobacteriën of melkzuurbacteriën wordt gefermenteerd, wijzen alle in vitro (laboratorium) als in vivo (in mensen of dieren) studies uit dat alle commerciële oligosacchariden door een groot aantal bacteriesoorten gebruikt worden.

Als commerciële prebiotica al effectief zijn, en hier zijn vele aanwijzigen voor, werken ze alleen door verandering van het metabolisme, en niet door selectieve stimulatie.

Bijwerkingen

Aangezien alle commerciële prebiotica koolhydraten zijn, veroorzaken ze ook altijd gasvorming (zie bovenstaande figuur). De bekende bijwerkingen zijn dan ook krampen, winderigheid en (lichte) diarree. De bijwerkingen variëren echter zeer sterk tussen personen. Sommige mensen zijn al bij 5 gram intolerant, dwz ze hebben duidelijk last, terwijl anderen probleemloos 40 gram kunnen eten. Ook is de gasvorming sterk afhankelijk van het gebruikte oligosaccharide.

Enkele commerciële oligosacchariden

 

Oligosaccharide

Merk/handelsnaam

Gunstige effecten beschreven

Fructo-oligosacchariden (FOS) en inuline

Oligofructose, raftilose, actilight, frutafit, frutalose

ja

Trans-galacto-oligosacchariden

Elix'or

ja

Xylo-oligosacchariden

.

ja

Manno-oligosacchariden

.

ja (in dieren)

Lactulose

LacPure

ja

Effectieve dosis

Een normaal gevarieerd dieet levert dagelijks al 5-10 gram aan niet verteerbare oligosacchariden van plantaardige oorsprong (groenten, fruit, granen). Het gaat hierbij vooral om fructo-oligosacchariden. Een effectieve dagelijkse dosis op de hierboven beschreven effecten ligt in de orde van grootte van 5-10 gram per dag extra. Een dagelijkse dosis van minder dan 5 gram wordt beschouwd als niet effectief. De in veel pillen aangeboden dosis van 250 mg zal geen enkel merkbaar effect hebben.

Synbiotica

Prebiotica zijn vooral gericht op de darmflora en daarmee op de dike darm. Probiotica daarentegen zijn vooral gericht op de dunne darm.

Synbiotica zijn producten met een combinatie van een pro- en een prebioticum. Het idee is dat hiermee een optimaal effect in de darm wordt bereikt, zowel in de dunne darm (probioticum) als in de dikke darm (prebioticum). De beide producten werken dus synergistisch, vandaar syn-bioticum.

Een veelgehoorde misvatting is dat het prebioticum de probiotica zou stimuleren (vandaar de foute term sym-bioticum, van symbiose). Echter als je met het prebioticum het probioticum stimuleert, ben je je prebioticum kwijt, en heeft die dus geen effect in de dikke darm. Toevoegen van een prebioticum is in dat geval dan ook zinloos.

Meer informatie

Voor meer informatie over prebiotica in een specifiek product, mail dan naar onderstaand adres, liefst met een scan van het etiket. Mail : ralf.hartemink@wur.nl

 




European Masters Degree in Food Studies - an Educational Journey


Master in Food Safety Law



Food-Info.net is an initiative of Wageningen University, The Netherlands