CC BY
57
БИОХИМИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО
УДК 664.742.2 + 658.62.018
Исследование аминокислотной активности бифидобактерий в различных средах
Study amino acid activity bifidobacteria in different environments
Профессор Л.Э. Глаголева, ст. преподаватель Л.О. Ряскина, аспирант А.А. Родионов, магистрант Е.А. Некрасова
(Воронежский государственный университет инженерных технологий) кафедра сервиса и ресторанного бизнеса, тел. 8(473)255-37-72 E-mail: [email protected]
Professor L.E. Glagoleva, Senior Teacher L.O. Ryaskina, A.A. Rodionov, Undergraduate E.A. Nekrasova
(Voronezh State University of Engineering Technology) chair of service and tel. 8(473) 255-37-72 E-mail: [email protected]
Реферат. Оценена роль бифидобактерий как источника аминокислот с позиций современной гастроэнтерологии, согласно которой нормофлора человека оценивается как интегральная часть организма хозяина, его индивидуальный, уникальный экстракорпоральный орган, эксклюзивно функционирующий п обеспечивающий ряд важнейших обменных процессов организма. Приведены результаты исследований аминокислотной активности консорцни бифидобактерий, состоящей из Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium bifidum Y-4. Полученные данные свидетельствуют, что в результате ферментации пребиотических питательных сред кон-сорцией бифидобактерий Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium adolescentis возможно получение разных по аминокислотному составу продуктов, обладающих различной биологической ценностью и функциональными свойствами. В молочно-инулпновой среде установлен преимущественный синтез таких аминокислот, как: метионин + цистеин, аланин и метеонин, а в сыво-роточно-витазарной среде: метионин + цистеин, серин, аспаргиновая кислота +аспаргин, лейцин и изолейцин. Таким образом, установлена разница аминокислотной активности исследуемых штаммов бифидобактерий при ферментации молочно-инулиновой и сывороточно-фларабиновой питательных сред, что может выражаться в формировании различных функциональных свойств биопродуктов, производимых на молочно-инулиновой и сывороточно-витазарной основе. Полученные данные необходимы для оценки коррекции пищевого статуса продуктов про- пре- и синбиотического назначения с использованием данной консорцин бифидобактерий в организации детского, геронтологического, профилактического и диетического питания.
Summary. In work the role of bifidobacteria as source of amino acids from line items of modern gastroenterology according to which a normoflor of the person it is estimated as an integrated part of an organism of the owner, his individual, unique extracorporal body which is exclusively functioning and providing a number of the major exchange processes of an organism is estimated. Results of researches of amino-acid activity of the consortium of bifidobacteria consisting of Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium bifidum Y-4 are given. The obtained data demonstrate that as a result of fermentation the prebioticheskikh of nutrient mediums a konsortion of bifidobacteria of Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium adolescentis is possible receipt of the products, different in amino-acid structure, having various biological value and functional properties. In a dairy inulinovoy to Wednesday preferential synthesis of such amino acids as is established: methionine + cysteine, alanin and meteo-nin, and in the syvorotochno-vitazarny environment: methionine + cysteine, serin, asparginovy acid, leucine and isoleucine. Thus, the difference of amino-acid activity of the researched strains of bifidobacteria in case of fermentation is established dairy инулиновой and сыворо - exact фларабиновой nutrient mediums that can be expressed in forming of various functioned properties of the bioproducts made on a dairy inulinovoy and a syvorotochno-vitazarny basis. The obtained data are necessary for assessment of correction of the food status of products about - pre-and sinbiotichesky appointment with use of the baby, gerontological, preventive and dietary food this to a konsortion of bifidobacteria in the organization.
© Глаголева Л.Э., Ряскина Л.О., Родионов A.A., Некрасова E.A., 2016
Graduate Student restaurant business,
Ключевые слова: бифидобактерии, растительно-молочные, инулинсодержандае питательные среды, аминокислотная активность.
Keywords: bifidobacteria, vegetable and dairy systems, amino-acid activity, inulinsodnrzhashchy systems.
Современная гастроэнтерология оценивает нормофлору человека как интегральную часть организма хозяина, его индивидуальный, уникальный экстракорпоральный орган, обеспечивающий ряд важнейших обменных процессов организма. В условиях многообразия клеточного метаболизма бактерий разнообразных групп и штаммов, входящих состав индигенной микрофлоры, в морфогенезе и функциях различных систем организма человека задействованы ферменты, витамины, гормоны, экзотоксины, эндотоксины и другие биологически активные соединения, являющиеся продуктом синтеза нормальной микрофлоры. Доказана связь между микробной флорой и эффективной деятельностью иммунной, кроветворной и других защитных систем макроорганизма. [8, 9]. Известно, что препараты, содержащие бифидобактерии, их метаболиты и лизаты терапевтически эффективны при применении в различных областях медицины, таких, как: гастроэнтерология, акушерство и гинекология, педиатрия, дерматология, ревматология, онкология и др. [1,5, б].
Особенно важным является выявление антиканцерогенной и антимутагенной активности этих микроорганизмов, что обусловливает их применение в качестве противоопухолевого средства для профилактики онкозаболеваний, вследствие де-токсикации канцерогенов и мутагенов, для улучшения состояния онкологических больных, снижения вероятности инфекционных осложнений, непосредственного противоопухолевого действия - сокращения размеров опухоли, увеличения продолжительности жизни больных раком [4, 7, 8].
Данный позитивный эффект бифидобактерий обусловлен антагонистическим действием в отношении микроорганизмов, продуцирующих мутагены и канцерогены, ингибирующим действием в отношении глюкуронидаз, азоредуктаз, нитроре-дуктаз - ферментов, конвертирующих проканцерогены в канцерогены, продуцируемых другими микроорганизмами кишечного тракта, способностью к микробной деградации и детоксикации химических мутагенов и канцерогенов, содержащихся в воде и пище. Существенное значение имеет также усиление перистальтики кишечника, повышение скорости и эффективности эвакуации фекальных масс, сокращение длительности контакта клеток слизистой с химическими мутагенами в усилении противоопухолевого иммунитета и активизации макрофагов [2].
Важную роль в усилении перечисленных противоопухолевых свойств бифидобактерий играют пребиотические факторы. Доказано, что введение в рацион веществ, благоприятно влияющих на рост бифидобактерий - олигосахаридов, обеспечивает значительное снижение концентрации общих N-нитрозо компонентов в фекалиях крыс по сравнению с фекалиями контрольных животных [3].
Ассортимент продуктов, обладающих пребиотическими свойствами, постоянно расширяется. В настоящее время разработке продуктов с добавками бифидобактерий в сочетании с пребиотическими компонентами на основе комбинирования различного молочного и растительного сырья посвящен широкий спектр технологических исследований [10].
Важным показателем накопления продуктов микробного биосинтеза в процессе ферментации питательной среды является рост содержания аминокислот бактериального происхождения, являющихся структурными элементами большого числа биологически активных веществ, продуцируемых бифидофлорой.
В качестве бифидогенных сред для синтеза биомассы бифидобактерий исследовали молочно-инулиновую смесь с концентрацией инулина 2,5 % и сывороточно-растительную среду на основе муки зародышей пшеницы и подсырной сыворотки в соотношении 1:5. В исследованиях применяли инулин, полученный из топинамбура ТУ 9360001-50477279-2000, и муку зародышей пшеницы «Витазар» производства ООО «Пулат» ТУ 9295-014-18062042-96. При этом содержание олигосахаридов в питательной среде составляло 2,5 и 1,5 %. Ферментацию исследуемых сред, содержащих пребиотические компоненты осуществляли консорцией бифидобактерий Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium bifidum 7-4 при температуре 38-40 °C в течение 12-16 ч для молоч-но-инулиновой среды, 24-72 ч - для сывороточно-растительной среды до достижения концентрации бифидобактерий не менее 109 КОЕ/г. Массовую долю белка определяли методом Къельдаля, аминокислотный состав ферментированных систем определяли методом ионообменной хроматографии с помощью жидкостного хроматографа Shimadzu LC-20 Prominence.
В результате проведенной ферментации исследуемых систем было установлено увеличение массовой доли белка в молочно-инулиновой смеси на 7,8 %, в сывороточно-растительной - на 5,2 %.
Изменение аминокислотного состава по незаменимым и заменимым аминокислотам в молочно-инулиновой и сывороточно-растительной средах представлено на рис. 1-4.
Рис. 1. Содержание незаменимых аминокислот в ферментированной молочно-инулиновой среде
Рис. 2. Содержание заменимых аминокислот в ферментированной молочно-инулиновой среде
Рис.3. Содержание незаменимых аминокис- Рис. 4. Содержание заменимых аминокислот в ферментированной сывороточно- лот в ферментированной сывороточно-витазарной среде витазарной среде
Из данных, представленных на рис. 1-4, видно, что изменение аминокислотного профиля носит уникальный характер для каждой питательной среды, что свидетельствует об изменениях метаболической активности исследуемых штаммов в процессе ферментации в различных условиях. Сравнительный прирост отдельных аминокислот отражен на рис 5, 6.
Рис. 5. Профиль изменения количества Рис. 6. Профиль изменения количества ами-аминокислот в молочно-инулиновой среде нокислот в сывороточно-витазарной среде
Изменение аминокислотного профиля исследуемых питательных сред влечет изменение не только их функциональных свойств, но и изменение биологической ценности (таблица).
Таблица
Сравнительная характеристика изменения аминокислотного профиля исследуемых питательных сред
Незаменимые аминокислоты Молочно-инулиновая среда Сывороточно-растительная среда
Опыт Контроль Опыт Контроль
Треонин 0,44 0,38 85,00 64,00
Валин 0,46 0,37 67,00 45,60
Изолейцин 0,46 0,39 53,00 34,75
Лейцин 0,48 0,39 74,00 56,00
Лизин 0,43 0,36 88,00 65,00
Триптофан - 0,36 5,00 23,00
Метионин + цистеин 0,40 0,28 49,00 30,00
Фенилаланин + тирозин 0,52 0,43 90,00 67,00
Таким образом, полученные данные свидетельствуют, что в результате ферментации пребиотических питательных сред консорцией бифидобактерий Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium adolescentis возможно получение разных по аминокислотному составу продуктов, обладающих различной биологической ценностью и функциональными свойствами.
В молочно-инулиновой среде установлен преимущественный синтез таких аминокислот, как: метионин + цистеин, аланин и метеонин, а в сывороточно-витазарной среде: метионин + цистеин, серии, аспаргиновая кислота +аспаргин, лейцин и изолейцин.
Таким образом, установлена разница аминокислотной активности исследуемых штаммов бифидобактерий при ферментации молочно-инулиновой и сыворо-точно-фларабиновой питательных сред, что может выражаться в формировании различных функциональных свойств биопродуктов, производимых на молочно-инулиновой и сывороточно-витазарной основе.
ЛИТЕРАТУРА
1. Шендеров, Б.А. Антибиотики и химиотерапия [Текст] / Б.А. Шендеров // Пищевая промышленность. -2008. - № 12. - С. 921-926
2. Справочно-информационное руководство по молочнокислым бактериям [Текст]: учеб. пособие / Б.А. Шендеров. -М., 2011.
3. Полянский, К.К. Олигосахариды молока [Текст] / К.К. Полянский, О.Б. Рудаков, Л.В Рудакова // Переработка молока. - 2009.- № 3. -С. 74-75.
4. Белокурова, Е. В. Разработка технологии мучных изделий повышенной пищевой ценности для предприятий общественного питания [Текст] / Е.В. Белокурова, Я.П. Коломникова, С.А. Солохин, Е.В. Литвинова // Хлебопродукты. - 2015. - № 1. - С. 56-58.
5. Вельтищев, Ю.Э. Вопросы Охраны Материнства и Детства [Текст] / Ю.Э. Вельтищев // Здоровье. -2009.-№ 10. -С. 3-12.
6. Виноградов, Г.И. Гигиена и санитария [Текст] / Г.И. Виноградов // Пищевая промышленность. - 2009. - № 3. - С. 63-67.
7. Пат. № 2569478, RU. Способ производства соусов на ферментированной йогуртной молочной основе [Текст] / Родионова Н.С., Алексеева Т.В., Корыстин М.И., Кривенко Е.И., Родионов А.А., Зяблов М.М., Калгина Ю.О. МПК A23L 1/24, A23L 1/39, А23С 9/23, № 2013137808/13; Заявл. 14.08.2013; опубл. 27.11.2015, Бюл. № 33.
REFERENCES
1. Shenderov В.A. Antibiotiki i himioterapija [Antibiotics and Chemotherapy] Pishchevaya promyshlennost', 2008, No 12, pp. 921-926 (Russian).
2. Shenderov B.A. Cpravochno-informacionnoe rukovodstvo po molochnokislym bakterijam [Supplemental information-guide to the lactic acid bacteria], Moscow, 2011 (Russian).
3. Poljanskij K.K. Oligosaharidy moloka [Milk oligosaccharides] Pererabotka moloka, 2009, No 3, pp.74-75 (Russian).
4. Belokurova E.V. Razrabotka tehnologii muchnyh izdelij povyshennoj pishhevoj cennosti dlja predprijatij obshhestvennogo pitanija [Development of technology of flour products increased nutritional value for catering] Khleboprodukty, 2015, No 1, pp. 56-58 (Russian).
5. Vel'tishhev Ju.Je. Voprosy Ohrany Materinstva i Detstva [Questions maternal and child health] Zdorov'e, 2009, No 10, pp. 3-12 (Russian).
6. Vinogradov G.I. Gigiena i sanitarija. [Hygiene and sanitation] Pishchevaya promyshlennost', 2009, No 3, pp. 63-67 (Russian).
7. Rodionova N.S., Alekseeva T.V., Korystin M.I., Krivenko E.I., Rodionov A.A., Zjablov M.M., Kalgina Ju.O. Sposob proizvodstva sousov na fermentirovannoj jogurtnoj molochnoj osnove [Sauces production method on a fermented milk-based yogurt], Patent RF № 2569478, 2015 (Russian).
