CC BY
118
CD
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
RESEARCH ARTICLE | НАУЧНАЯ СТАТЬЯ
©Neschiclyaev V.A, Hohryakova M.D., BronnikovT.B., 2021
http://dx.doi.org/10.26787/nydha-2686-6838-2021-2 3-8-144-149
Принята 30.08.2021 | Accepted 30.08.2021 ч
УДК 615.322 1
INVESTIGATION OF BACTERIOTROPIC PROPERTIES OF JUICE FROM GREEN WHEAT SPROUTS
Neschiclyaev V.A, Hohryakova M.D., Bronnikov T.B.
Perm state pharmaceutical academy, Perm, Russian Federation
ИССЛЕДОВАНИЕ БАКТЕРИОТРОПНЫХ СВОЙСТВ СОКА ИЗ ЗЕЛЕНЫХ РОСТКОВ ПШЕНИЦЫ
Несчисляев В.А., Хохрякова М.Д., Бронников Т.Б.
ФГБОУ ВО «Пермская государственная фармацевтическая академия», г. Пермь, Российская Федерация
Abstract. Juice «vitgrass» made from green wheat sprouts is a valuable biologically active product that has a stimulating effect on the physiological state of a person. Hydroponically grown raw materials for juice production contain proteins, fats, carbohydrates, a large group of vitamins, macro- and microelements, antioxidants, enzymes and other substances. As a part of health programs, the use of this juice is recommended for overweight people to optimize the metabolic processes of the macroorganism. A healthy lifestyle involves reducing the negative impact of environmental factors, including diet correction, on the microbiota of the gastrointestinal tract. The cumulative biological assessment of wheatgrass juice should take into account the results of its effect on the indigenous microflora. Lacto- and bifidobacteria, including industrial strains for the manufacture of probiotic preparations, represent an adequate modelfor studying the bacteriotropic effect of any plant-based product. The experimental results indicate a pronounced stimulating effect of juice from green wheat sprouts on the growth parameters of probiotic bacterial cultures.
Strains of lacto- and bifidobacteria when cultivated under conditions of maximum limitation of nutrients in the composition of the "poor" nutrient medium with the addition of "Vitgrass" juice reacted with an increase in the level of accumulation of cell biomass and a higher activity of acid formation in comparison with the control. The analysis of the results obtained makes it possible to estimate
Аннотация. Сок «витграсс» из зелёных ростков пшеницы является ценным биологически активным продуктом, оказывающим стимулирующее влияние на физиологическое состояние человека. Сырье для получения сока, выращенное гидропонным способом, содержит белки, жиры, углеводы, большую группу витаминов, макро- и микроэлементы, антиоксиданты, энзимы и другие вещества. В рамках оздоровительных программ употребление данного сока рекомендовано людям с избыточной массой тела для оптимизации обменных процессов макроорганизма. Здоровый образ жизни предполагает снижение негативного влияния факторов внешней среды, включая коррекцию диеты, на микробиоту желудочно-кишечного тракта. Совокупная биологическая оценка сока из ростков пшеницы должна учитывать результаты его воздействия на индигенную микрофлору. Лакто- и бифидобактерии, в том числе и производственные штаммы для изготовления пробиотических препаратов, представляют собой адекватную модель для изучения бактериотропного эффекта любого продукта из растительного сырья. Результаты эксперимента свидетельствуют о выраженном стимулирующем действии сока из зелёных ростков пшеницы на ростовые параметры пробиотических бактериальных культур.
the magnitude of the effects of stimulation in relation to both bacterial cultures as quite comparable, taking into account the known intersstrain differences in growth parameters and their biochemical aspects. This is confirmed by an almost similar increased level of carbohydrate utilization in both variants of culture liquids in the presence of juice. The potential of the positive bacteriotropic activity of "Vitgrass" juice in relation to the representatives of the indigenous microflora can be realized in different ways. It seems expedient to use the product from green wheat sprouts more widely as part of programs for the complex health improvement of the macroorganism, including the prevention and correction of dysbiotic conditions.
Keywords: wheat sprouts, a microbiota, lakto- and bifidobacteria, stimulation of cells growth.
REFERENCES
[1] Koneva M. S. Development of technology and evaluation of probiotic properties of smoothies enriched with products from sprouted wheat grain. autoref.dis ... candidate of technical sciences. Krasnodar, 2017, p. 24.
[2] Teterina L. A., Prikhodko E. M., Seliverstov P. V., Sitkin S. I., Oreshko L. S., Dobritsa V. P., Radchenko V. G. Intestinal dysbiosis. The value of the normal microbiota in the human body / / Gastroenterology of St. Petersburg. - 2016. - No. 1-2-p. 3-10.
[3] Novokshenov A.A., Sokolova N.V. Physiological in vivo functions of lactobacteria and efficacy of their administration as probiotics in pediatric practice// Epidemiology and infections. - 2012. - .№1 - c. 52-56.
[4] Yankovsky D.S., Dyment G.S. Bifidobacteria and lactobacilli as optimum basis of modern probiotics // Modern pediatrics. - 2006. - №3 (12) - c. 10.
[5] Kylosova I.A., Neschiclyaev V.A, Kuritsyn A.V., Hohryakova M.D., Orlova E.V. Studying of influence of water extraction from oats of the person, sowing of representatives of the microbiota // Medical & pharmaceutical journal «Pulse». 2020. Vol. 22. №10. C. 33-37.
Штаммы лакто- и бифидобактерий при культивировании в условиях максимального лимитирования нутриентов в составе «бедной» питательной среды при добавлении сока «витграсс» реагировали увеличением уровня накопления клеточной биомассы и более высокой активностью кислотообразования по сравнению с контролем. Анализ полученных результатов позволяет оценить величину эффектов стимуляции в отношении обеих бактериальных культур как вполне сопоставимую с учетом известных межштаммовых различий по ростовым параметрам и их биохимическим аспектам. Это подтверждается практически аналогичным повышенным уровнем утилизации углевода в обоих вариантам культуральных жидкостей при наличии сока.
Потенциал позитивной бактериотропной активности сока «витграсс» в отношении представителей индигенной микрофлоры может быть реализован различными путями. Представляется целесообразным более широкое использование продукта из зеленых ростков пшеницы в составе программ комплексного оздоровления макроорганизма, включая профилактику и коррекцию дисбиотических состояний.
Ключевые слова: ростки пшеницы, микробиота, лакто- и бифидобактерии, стимуляция роста
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИМ СПИСОК
[1] Конева М.С. Разработка технологии и оценка пробиотических свойств смузи, обогащенных продуктами из пророщенного зерна пшеницы. автореф.дис... канд.тех.наук. Краснодар, 2017, с.24.
[2] Тетерина Л.А., Приходько Е.М., Селиверстов П.В., Ситкин С.И., Орешко Л.С., Добрица В.П., Радченко В.Г. Дисбиоз кишечника. Значение нормальной микробиоты в организме человека // Гастроэнтерология Санкт-Петербурга. - 2016. -№1-2 - с. 3-10.
[3] Новокшенов А.А., Соколова Н.В. Физиологические функции лактобактерий в организме и эффективность их применения в составе пробиотиков в педиатрической практике // Эпидемиология и инфекции. - 2012. - №1 - с. 52-56.
[4] Янковский Д.С., Дымент Г.С. Бифидобактерии и лактобациллы как оптимальная основа современных пробиотиков // Современная педиатрия. - 2006. - №3 (12) - с. 10.
[5] Кылосова И.А., Несчисляев В.А., Курицын А.В., Хохрякова М.Д., Орлова Е.В. Изучение влияния водного извлечения из овса посевного на представителей микробиоты человека // Медико-фармацевтический журнал «Пульс». - 2020. -Т.22. №10. - с. 33-37.
Author Contributions. Neschislyaev V.A. - concept and design of a research.; Hohryakova M.D., Bronnikov T.B. -collecting and processing of materials, statistical data processing; Neschislyaev V.A., Hohryakova M.D. - review of literature, writing of the text.
Conflict of Interest Statement. The authors declare no conflict of interest. Neschiclyaev V.A. - SPIN ID: 2469-6644; ORCID ID: 0000-0002-8163-0674
Research interests, number of mail publications: The technology of obtaining medicines, probiotics, more than 100 publications were published, 30 of them in SCOPUS and the Higher Attestation Commission.
Hohryakova M.D. - SPINID:7078-4091; ORCID: 0000-0002-3826-3485
Research interests, number of mail publications: The technology of obtaining medicines, probiotics, more than 15 publications were published, 1 of them in the Higher Attestation Commission.
Вклад авторов. Несчисляев В.А. - концепция и дизайн исследования; Хохрякова М.Д., Бронников Т.Б. - сбор и обработка материалов, статистическая обработка данных; Несчисляев В.А., Хохрякова М.Д. - обзор литературы, написание текста
Заявление о конфликте интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Несчисляев В.А. - SPIN ID: 2469-6644; ORCID ID: 0000-0002-8163-0674
Сфера научных интересов, количество основных публикаций: Технология получения лекарств, пробиотики, опубликованы более 200 публикаций из них 30 в SCOPUS и ВАК.
Хохрякова М.Д. - SPINID:7078-4091; ORCID: 0000-0002-3826-3485
Сфера научных интересов, количество основных публикаций: Технология получения лекарств, пробиотики, опубликованы более 10 публикаций из них 1 ВАК.
For citation: Neschiclyaev V.A, Hohryakova M.D., Bronnikov T.B. INVESTIGATION OF BACTERIOTROPIC PROPERTIES OF JUICE FROM GREEN WHEAT SPROUTS // Medical & pharmaceutical journal "Pulse". 2021. Vol.23. №8. pp. 144-149. Doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2021-23-8-144-149.
Для цитирования: Несчисляев В.А., Хохрякова М.Д., Бронников Т.Б. ИССЛЕДОВАНИЕ БАКТЕРИОТРОПНЫХ СВОЙСТВ СОКА ИЗ ЗЕЛЕНЫХ РОСТКОВ ПШЕНИЦЫ // Медико-фармацевтический журнал "Пульс". 2021. Т23. №8. С. 144-149. Doi: 10.26787/nydha-2686-6838-2021-23-8-144-149.
Введение. В последнее время набирают популярность оздоровительные программы, включающие применение продуктов и препаратов растительного происхождения с широким спектром биологической активности. К разряду таких продуктов обосновано относится сок «витграсс» из проростков (зеленых ростков) зерна пшеницы, полученных гидропонным способом. Данный сок обладает рядом уникальных свойств, обусловленных составом исходного сырья, включающего белки, жиры, углеводы, макро- и микроэлементы, витамины В2, В3, Е, С и фолиевую кислоту), антиоксиданты, энзимы и другие вещества. Важно отметить, что в технологии получения сока отсутствует термическая обработка, приводящая к инактивации ряда компонентов, выполняющих важные биохимичекские функции при поступлении в макроорганизм [1].
Известно, что микробиота человека играет весьма значимую роль в его жизнедеятельности. Многие отклонения в функционировании практически всех органов и систем макроорганизма обусловлены в значительной
степени различными аспектами дисбиотических состояний. Лакто- и бифидобактерии можно рассматривать в качестве индикаторных культур, позволяющих оценить биологическую активность растительных субстратов по отношению к индигенной нормофлоре желудочно-кишечного тракта [2,3,4].
Представляет интерес исследование спектра бактериотропной активности сока из проростков пшеницы для оценки его комплексного влияния на микробиоту желудочно-кишечного тракта, и соответственно, её функции, определяющие физиологическое состояние организма человека. Цель данной работы: изучение эффекта воздействия сока «витаграсс» на культуральные свойства лакто- и бифидобактерий. Материалы и методы. Бактериотропные свойства сока «витграсс» (ТУ 11.07.19-00133303796-2018 «Концентрат напитков безалкогольных из злаковых культур»), полученного из зелёных ростков пшеницы при гидропонном способе проращивания, изучали при воздействии на штаммы Lactobacillus
plantarum 8P-A3 и Bifidobacterium bifidum 1, используемые в технологии производства пробиотических лекарственных препаратов (лактобактерин, бифидумбактерин).
Лиофилизированные культуры лакто- и бифидобактерий регидратировали 0,9%-м стерильным раствором натрия хлорида, взятого в количестве 5 мл на один флакон с культурой.
Для оценки параметров роста исследуемых штаммов в качестве «бедной» питательной среды использовали 0,5%-й стерильный раствор глюкозы [5]. В пробирку с 24 мл питательной среды вносили 3 мл бактериальной культуры и 3 мл сока. В контрольный образец вносили эквивалентное количество физиологического раствора. Инкубирование посевов проводили в термостате при температуре (37±2) оС в течение (22±2) ч и (44±4) ч с лакто- и бифидобактериями соответственно.
Определение активности
кислотообразования культур проводили методом кислотно-основного титрования. Объем исследуемой пробы составлял 10 мл и отбирался из пробирки после тщательного перемешивания. В качестве титранта использовали 0,1М раствор натрия гидроксида. Точку эквивалентности устанавливали с помощью иономера универсального «И-160» (Россия). Кислотность вычисляли по формуле (1) и выражали в градусах Тернера:
Т = А * Кп * 10 (1)
где Т - условная величина, определяемая количеством мл раствора натрия гидроксида, пошедшего на титрование 100 мл культуральной жидкости;
А - количество 0,1М раствора натрия гидроксида, пошедшего на титрование 10 мл культуральной жидкости;
Кп - поправка к титру раствора 0,1М натрия гидроксида.
По изменению оптической плотности среды культивирования оценивали рост бактериальной культуры в опыте и контроле с использованием фотоэлектроколориметра «КФК-3» (Россия) при длине волны 540 нм в кювете с толщиной слоя 3 мм.
Параметры культуральной жидкости лакто- и бифидобактерий
На основании полученных данных по кислотности и оптической плотности культуральной жидкости рассчитывали коэффициенты стимуляции (КС)
кислотообразования и роста тест-штамма соответственно по формуле (2):
Окон-О нач ...
КС — ----(2)
К кон-К нач
где О кон - средний конечный показатель в опытной пробе;
О нач - средний начальный показатель в контрольной пробе;
К кон - средний конечный показатель в опытной пробе;
К нач - средний начальный показатель в контрольной пробе.
Содержание глюкозы в культуральных жидкостях в начале и конце инкубации определяли с помощью автоматического анализатора глюкозы «Энзискан-ультра» (Россия). Абсолютный показатель, выраженный в концентрации ммоль/л, интерпретировали в индекс утилизации углевода (по глюкозе) и рассчитывали по формуле (3): Иуу — Снач-Скон (3) С нач
где С кон - концентрация глюкозы в культуральных жидкостях в конце экспозиции; С нач - концентрация глюкозы в культуральных жидкостях в начале экспозиции. Результаты и обсуждение. Модель культивирования лакто- и бифидобактерий с добавлением в питательную среду «бедного» состава изучаемых растительных субстратов позволяет получить достаточно объективную характеристику бактериотропного потенциала последних в отношении представителей индигенной микрофлоры макроорганизма. При таком варианте культивирования требовательных к составу нутриентов бактерий повышается их индикаторная роль в качестве объектов воздействия исследуемых продуктов и препаратов растительного происхождения. Результаты культивирования лакто- и бифидобактерий отражены в таблице.
Таблица 1
Бактериальная культура, эксперимент
L.plantarum 8P-A3 B. bifidum 1
опыт контроль опыт контроль
Оптическая плотность, D до инкубации 0,174±0,01 0,149±0,002 0,042±0,001 0,041±0,001
после инкубации 0,393±0,002 0,260±0,002 0,270±0,001 0,195±0,002
КС 1,97 1,48
Кислотность, оТ до инкубации 12,71±0,30 6,44±0,45 7,46±0,17 4,24±0,17
после инкубации 129,66±1,47 92,03±0,30 45,76±0,29 19,50±0,17
КС 1,37 2,51
pH до инкубации 6,019±0,001 5,924±0,002 6,161±0,002 6,24±0,001
после инкубации 3,283±0,009 3,340±0,006 3,370±0,001 3,76±0,002
Концентрация глюкоза, ммоль/л до инкубации 21,45±0,15 13,25±0,14 21,78±0,24 13,25±0,14
после инкубации 4,10±0,18 5,48±0,03 5,08±0,07 5,85±0,03
ИУУ 0,81 0,59 0,77 0,56
Table 1
Parameters of cultural liquid of lacto- and bifidоbacteria
Bacterial culture, experiment
L.plantarum 8P-A3 B. bifidum 1
experience control experience control
Optical density, D to incubations 0,174±0,01 0,149±0,002 0,042±0,001 0,041±0,001
later incubations 0,393±0,002 0,260±0,002 0,270±0,001 0,195±0,002
KC 1,97 1,48
Acidity, оТ to incubations 12,71±0,30 6,44±0,45 7,46±0,17 4,24±0,17
later incubations 129,66±1,47 92,03±0,30 45,76±0,29 19,50±0,17
KC 1,37 2,51
pH to incubations 6,019±0,001 5,924±0,002 6,161±0,002 6,24±0,001
later incubations 3,283±0,009 3,340±0,006 3,370±0,001 3,76±0,002
Concentration of glucose, mmol/l to incubations 21,45±0,15 13,25±0,14 21,78±0,24 13,25±0,14
later incubations 4,10±0,18 5,48±0,03 5,08±0,07 5,85±0,03
CUI* 0,81 0,59 0,77 0,56
* Carbohydrate utilization index (by glucose)
Представленные данные свидетельствуют, что оба штамма при воздействии сока из ростков пшеницы увеличили уровень накопления биомассы и активность кислотообразования при более высоком потреблении глюкозы по сравнению с контролем.
У культуры штамма L. plantarum 8P-A3 в опыте отмечено практически 2-кратное увеличение прироста биомассы по сравнению с контролем. У бифидобактерий этот показатель был менее выражен, но также увеличился весьма значительно, превысив контроль в полтора раза. Увеличение кислотности в опыте в натуральном выражении у лактобактерий более выражено (более 100оТ), но в относительных цифрах коэффициента стимуляции у бифидобактерий этот показатель значительно больше: 2,51 и 1,37 соответственно. Показатели активности кислотообразования лактобактерий и в опыте, и контроле значительно выше, чем у штамма B. bifidum 1, что вполне ожидаемо и закономерно в рамках межштаммовых различий
использованных бактериальных культур.
Стимуляция роста и биохимической активности тест-штаммов соком «витграсс» сопровождалось значительным снижением концентрации глюкозы в культуральной жидкости к окончанию инкубации посевов. По величине индекса утилизации глюкозы лакто- и бифидобактерии продемонстрировали в опыте очень близкие результаты, которые значительно превосходят уровень контроля. Во всех посевах отмечено закономерное снижение pH до ингибирующего рост клеток уровня, обусловленного активностью
кислотообразования культур.
Анализ совокупности полученных результатов посевов бактериальных культур на питательный субстрат с добавлением сока из зеленых ростков пшеницы позволяет отметить существенные отличия показателей опыта и контроля, обусловленные эффектом стимуляции использованных штаммов.
Помимо исследования влияния на представителей индигенной микрофлоры, использованная модель культивирования
биохимическую активность культур лакто- и бифидобактерий позволяет расширить представление о его биологическом потенциале применительно к системе: макроорганизм и микробиота. Полученные данные подтверждают обоснованность применения продуктов и препаратов на основе зеленых ростков пшеницы в рамках оздоровительных программ,
направленных на улучшение физиологического состояния человека, в т.ч. опосредованно через оптимизацию функционального потенциала микробиоты.
1
Corresponding Author: Hohryakova Maria Dmitrievna - second-year graduate student, Perm state pharmaceutical Academy, Perm, Russian Federation E-mail: skakodubl997@mail.ru
J
1
Ответственный за переписку: Хохрякова Мария Дмитриевна - аспирант второго года обучения, ФГБОУ ВО «Пермская государственная фармацевтическая академия», г. Пермь, Российская Федерация
E-mail: skakodubl997(a)mail.ru ■d
бактерий позволяет оценить биологический и технологический потенциал испытуемого растительного субстрата в качестве возможного компонента при конструировании комплексных препаратов типа синбиотиков для коррекции дисбиотических состояний макроорганизма. Стимуляция ростовых свойств производственных пробиотических культур свидетельствует о высокой степени их совместимости с испытуемым препаратом.
Заключение. Выявленное стимулирующее воздействие сока «витграсс» на рост и
