Academic Journal
Эффективность использования криопротектора на основе смектита для пробиотических штаммов Lactococcus lactis ssp. lactis
| Title: | Эффективность использования криопротектора на основе смектита для пробиотических штаммов Lactococcus lactis ssp. lactis |
|---|---|
| Source: | VII Пущинская конференция «Биохимия, физиология и биосферная роль микроорганизмов», шко- ла-конференция для молодых ученых, аспирантов и студентов «Генетические технологии в микробио- логии и микробное разнообразие». |
| Publisher Information: | Crossref, 2024. |
| Publication Year: | 2024 |
| Subject Terms: | лактококки, пробиотические препараты, молочнокислые бактерии, лиофилизация, молокосвертывающая активность, криопротекторы, смектиты |
| Description: | В связи с ухудшением эпидемиологической обстановки в мире увеличился спрос на безопасные препараты, полезные для здоровья. Пробиотические препараты на основе молочнокислых бактерий (МКБ) благотворно влияют на функционирование органов всего организма человека, его микробиом, а также иммунную и эндокринную систему, поскольку являются частью микробиоты пищеварительного тракта и заквасочной культурой при производстве широко используемых молочнокислых продуктов [1, 2].Основным требованием к пробиотикам является стабильность их полезных свойств при производстве и длительном хранении. Известны разные способы хранения культур: в обрате с периодическими пересевами, высушиванием с использованием криопротекторов [3, 4]. При хранении в виде молочного сгустка лактококки требуют пересева по крайней мере 1 раз в месяц, но при частых пассажах снижается их молокосвертывающая активность (С-активность), в популяции накапливаются диссоцианты с низкой активностью [5]. Перспективным методом хранения микроорганизмов является лиофилизация. Но в процессе лиофилизации бактериальная мембрана и клеточная стенка могут быть повреждены из-за низких температур предварительного замораживания, мембранных фазовых переходов, кристаллизации воды, осмотического стресса [3, 4]. Криопротекторы защищают клетки, увеличивая концентрацию растворенных веществ в клетках. Однако для того, чтобы быть биологически совместимыми, криопротекторы должны легко проникать в клетки и не быть токсичными для самих клеток. Известно взаимодействие бактериальных клеток с частицами глинистых минералов, которые меньше самих бактериальных клеток. Эти частицы и бактериальные клетки часто образуют прочные агрегаты. Особенно прочные агрегаты образуются частицами смектитовой (монтоморилонитовой) глины, которая влияет на дыхательную активность микробов. По мере увеличения концентрации минералов дыхательная активность бактериальных клеток увеличивается [6]. Фирма Bento Health Ltd. (София, Болгария) разработала новый инновационный, натуральный продукт, представляющий смесь природных неметаллических минералов на основе смектита PROBENT, который улучшает эффективность пробиотиков за счет увеличения выживаемости бактерий в стрессовых условиях желудочно-кишечного тракта (полезная модель, регистрационный номер 3410 U1 от 10.022020, Болгария, www.bento-health.com).Цель работы – показать эффективность использования криопротектора PROBENT на стадии лиофилизации для пробиотических штаммов Lactococcus lactis ssp. lactis.Объектами исследования служили штаммы мезофильных L. lactis ssp. lactis, выделенные из микробиоты молочных продуктов, имеющих высокий пробиотический потенциал [2, 5]. Перед лиофилизацией лактококки центрифугировали при 1430 об/мин, клетки отмывали от среды. Сравнивали влияние 4-х защитных сред, добавляемых перед замораживанием: физраствор, обезжиренное молоко, 10% сахарозы +5% желатин и криопротектор ProBent. в концентрациях от 0 до 10%. Токсичность криопротектора ProBent проводили с использованием генно-инженерного штамма Escherichia coli K12 TG1, тест-система «Эколюм-08» [8]. Для лиофилизации использовалась вакуумная установка LABCONCO FreeZone1 (США) с глубиной вакуума 4,3 Па, температурой конденсора -52 °С.Результаты показали, что индекс токсичности при взаимодействии биосенсора Escherichia coli K12 TG1 с криопротектором ProBent был отрицательным. Оптимальные нетоксичные концентрации криопротектора составили 5% и 10%, которые в дальнейшем были использованы при добавлении к суспензии лактококков для лиофилизации. Сохранение жизнеспособности клеток в процессе лиофилизации обусловлено как начальной высокой (1×109 КОЕ/г) концентрацией клеток, так и присутствием в среде криопротектора ProBent. При посеве лиофильно высушенной культуры с ProBent (5–10%) после ресуспендирования в стерильной воде в жидкую биосинтетическую среду через 10–12 ч наблюдался активный рост, подтверждаемый интенсивным помутнением среды и активным кислотообразованием (рН снизился до 4.2, что характерно для гомоферментативных лактококков). При рассеве восстановленных культур, высушенных с ProBent, через 6 и 10 месяцев хранения установлена высокая жизнеспособность (90–95%), а при использовании обезжиренного молока, сахарозы с желатиной и физраствора выживаемость снизилась до 50, 70–80%, соответственно. В той же последовательности снизилась и С-активность лактококков: время образования сгустка увеличилось от 8 ч при использовании 10% ProBent, до 18 ч при высушивании в сахарозе с желатиной и до 48 ч при хранении в обрате. Хранение лактококков, высушенных без криопротекторов, в течение 10 месяцев снизило кислотообразующую активностьи на 60%, а с ProBent кислотообразование снизилось не более чем на 3–10%. При периодических пассажах количество жизнеспособных клеток, храненных в виде молочного сгустка, на 3 порядка ниже, чем при хранении этих культур в лиофильном состоянии.Заключение. Польза пробиотиков для здоровья, как правило, может быть достигнута при попадании в организм не менее 106–107 КОЕ жизнеспособных клеток на грамм продукта-носителя. Внесение криопротектора ProBent на стадии лиофилизации L. lactis ssp. lactis сохраняет высокий уровень жизнеспособности пробиотика и усиливает их пробиотический эффект. ProBent не просто экологичный, но и очень полезный материал с высокой сорбционной активностью, который используют как БАД или пребиотик [7]. Поэтому отмывание пробиотической композиции от этого компонента при пероральном употреблении не требуется. Новые области применения пробиотиков такие как терапия, разработка пероральных вакцин, а также в качестве поставщиков биопротекторных агентов, имеют важное значение для профилактики инфекций и улучшения здоровья. |
| Document Type: | Article Conference object |
| Language: | Russian |
| DOI: | 10.34756/geos.2021.17.38010 |
| Accession Number: | edsair.doi...........65e77901d80a48ec4314a265ee806f6c |
| Database: | OpenAIRE |
| DOI: | 10.34756/geos.2021.17.38010 |
|---|