CC BY
63The scientific heritage No 79 (2021) 31
ИЗУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ
Орлова Т.
Федеральный Алтайский научный центр агробиотехнологий, Россия THE STUDY OF BIOLOGICAL ACTIVITY OF PROPIONIC ACID BACTERIA
Orlova T.
Altai Federal scientific center of agrobiotechnology, Russia
Аннотация
В статье описаны полезные свойства пропионовокислых бактерий, их роль в поддержании нормального функционального состояния организма человека и животных. Проведены исследования по изучению штаммов пропионовокислых бактерий Propionibacterium freudenreichii ssp. из Сибирской коллекции микроорганизмов при культивировании их на питательной среде на основе молочной сыворотки. Изучена активность продуцирования ими витамина Bi2, способность подавлять рост условно-патогенных микроорганизмов (Clostridium perfringens и Escherichia coli). Результаты исследований показали, что молочная сыворотка является хорошей питательной средой для развития пропионовокислые бактерий. Полученные данные использованы для дальнейшего применения исследуемых штаммов Propionibacterium freudenreichii ssp. в качестве пробиотических культур при разработке ферментированных продуктов и бактериальных препаратов на основе сыворотки.
Abstract
The article describes the beneficial properties of propionic acid bacteria, their role in maintaining the normal functional state of the human body and animals. Studies have been conducted to study the strains of propionic acid bacteria Propionibacterium freudenreichii ssp. from the Siberian collection of microorganisms when cultured on a nutrient medium based on whey. The activity of their production of vitamin B12, the ability to inhibit the growth of opportunistic microorganisms (Clostridium perfringens and Escherichia coli) was studied. Research results have shown that whey is a good nutrient medium for the development of propionic acid bacteria. The obtained data were used for further application of the studied strains of Propionibacterium freudenreichii ssp. as probiotic cultures in the development of fermented products and bacterial preparations based on serum.
Ключевые слова: пропионовокислые бактерии, антагонистическая активность, пробиотики, молочная сыворотка.
Keywords: propionic acid bacteria, antagonistic activity, probiotics, whey.
Пропионовокислые бактерии (ПКБ) - уникальная группа микроорганизмов, характеризуются как грамположительные, неподвижные палочки или кокки, не образуют спор, каталазоположительные, факультативные анаэробы. Оптимальная температура роста (32±2)оС, но встречаются штаммы, которые могут расти при низких температурах (8-10)оС. При росте на жидкой среде биомасса ПКБ оседает на дно в виде плотного осадка. На агаризованных питательных средах они образуют колонии кремового, оранжевого, красного и коричневого цвета, форма колоний округлая или в виде гречишного зерна.
Основными продуктами брожения ПКБ являются пропионовая, уксусная кислоты и углекислый газ. Эти микроорганизмы в процессе своей жизнедеятельности образуют супероксидисмутазу (СОД) и каталазу - ферменты, характерные для аэробного метаболизма. В свою очередь СОД защищает бактериальные клетки ПКБ от повреждающего действия кислорода воздуха, свободных радикалов, благодаря чему данные бактерии имеют высокую степень выживаемости при хранении, несмотря на снижение активной кислотности (ед. рН) питательной среды.
Пропионовокислые бактерии обладают антимутагенными свойствами - снижают частоту спонтанных мутаций в организме человека и животных. Кроме того эти бактерии как источники антибиому-тагенов или десмутагенов могут быть использованы для переработки пищевых продуктов и кормов для животных с целью нейтрализации мутагенных (канцерогенных) веществ. Есть сведения, что определенные виды ПКБ способны ингибировать и значительно замедлять рост различных злокачественных опухолей, а также подавлять распространение метастазов в организме [1]. Благодаря способности образовывать антистрессорные белки данная группа бактерий способна повышать, а также восстанавливать жизнеспособность клеток, которые подвергаются различным негативным воздействиям [4].
ПКБ обладают высокой антагонистической активностью по отношению к условно-патогенным и патогенным бактериям (бактероиды, клостридии, патогенные серотипы кишечной палочки, листе-рии, Salmonella enteridis и др.) [2]. Кроме того эти бактерии обладают высокой биосовместимостью с лактобактериями и бифидобактериями и способны оказывать стимулирующее воздействие на рост ин-дигенной полезной микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека [5].
Одним из важнейших биологических свойств ПКБ является их способность к продуцированию витамина В12, который принимает активное участие во многих физиологических процессах в организме человека: делении эритроидных клеток в кроветворной ткани и образовании гемоглобина, метаболических процессах, усвоении полезных веществ в организме, снижении жировых отложений в печени и мышцах и т.д. Основная роль витамина В12 - обеспечение нормального функционирования нервной системы за счет участия в регенерации и новых образованиях миелиновых оболочек, защищающих нервы и обеспечивающих правильность подачи сигналов. Суточная потребность витамина В12 для взрослого человека составляет 3 мкг. В промышленных масштабах витамин В12 получают методом микробиологического синтеза, используя для этих целей пропионовокислые, а также метанобразую-щие бактерии. Исследователи обратили внимание на то, что наиболее активными продуцентами витамина В12 являются культуры ПКБ, которые на ага-ризованных питательных средах образуют колонии красного цвета. За счет оптимизации питательных сред и выбора культуры-продуцента удалось получить высокую концентрацию витамина В12 от 2 до 20 мг/дм3 [1].
Широкий спектр активности пропионовокис-лых бактерий позволил использовать их в качестве пробиотических культур при производстве ферментированных молочных продуктов и бактериальных препаратов. Молочная сыворотка является богатой питательной средой для развития ПКБ благодаря тому, что молочнокислая микрофлора, входящая в состав сыворотки производит значительные количества Ь (+) молочной кислоты, которая оказывает существенное влияние на их развитие [3].
Целью работы было изучить биологическую активность многоштаммовой культуры пропионо-вокислых бактерий при росте на сывороточной среде.
Материалы и методы исследований. Объектом исследования являлась многоштамовая культура Propionibacterium freudenreichii ssp., взятая из Сибирской коллекции микроорганизмов Федерального Алтайского научного центра агробиотехноло-гий. В работе использовали общепринятые методы микробиологического и биохимического анализа. Определение витамина В12 определяли микробиологическим методом с использованием тест-культуры Escherichia coli 113-3.
Результаты исследования и обсуждения. Для накопления биомассы пропионовокислых бактерий использовали среду на основе молочной (подсырной) сыворотки. Предварительно в подсыр-ной сыворотке культивировали молочнокислые бактерии (Lactococcus spp. ) после чего отделяли культуральную жидкость от осадка, добавляли ростовые факторы для ПКБ, устанавливали рН, полученную среду стерилизовали при 1 атм. в течение 10-15 мин.
Для накопления биомассы ПКБ в подготовленную питательную среду вносили в равных количествах штаммы P. freudenreichii ssp. globosum B-3, 112, Х3, общий процент инокулята составил 1 %. Культивирование ПКБ проводили в течение 48 ч при 30оС. В культуральной жидкости определяли количество ПКБ, активную кислотность, витамин В12 и антагонистическую активность по отношению к условно-патогенной микрофлоре. Результаты анализов представлены в таблице 1.
Таблица 1
Микробиологические и биохимические показатели многоштамммовой культуры ПКБ
Численность ПКБ, КОЕ/см3 Активная кислотность, ед. рН Продуцирование витамина В12, мкг/см3 Антагонистичес-кая активность по отношению к тест-штамму Clostridium perfringens Ант агонистичес-кая активность по отношению к тест-штамму E. coli
(9,17±0,25)х109 4,70±0,12 1,37±0,08 подавляет рост тест-культуры в количестве не менее 106 КОЕ/см3 подавляет рост тест-культуры в количестве не менее 106 КОЕ/см3
Пропионовокислые бактерии показали активный рост на питательной среде (на основе сыворотки) о чем свидетельствует высокая концентрация клеток - 9,17*109 КОЕ/см3. Питательная среда на основе сыворотки создает благоприятные условия для накопления биомассы ПКБ благодаря содержанию незаменимых факторов роста для данной группы бактерий. Культивирование многоштаммо-вой культуры ПКБ на сывороточной среде позволило получить витамин В12 в количестве 1,37 мкг/см3. Многоштаммовая культура ПКБ активно подавляла рост условно-патогенной микрофлоры (C. perfringens и E. coli) в количестве не менее 106 КОЕ/см3.
Таким образом, в результате проведенных исследований было подтверждено, что молочная сыворотка является хорошей питательной средой для культивирования пропионовокислых бактерий. На этой среде можно получить высокую концентрацию клеток ПКБ. Антагонистическая активность исследуемых штаммов ПКБ по отношению к условно-патогенной микрофлоре, а также способность продуцировать витамин В12 позволяют использовать их в качестве пробиотических культур при производстве ферментированных молочных продуктов, а также бактериальных препаратов.
Список литературы
1. Воробьёва Л.И. Пропионовокислые бактерии / Л.И. Воробьёва. - М.: Изд-во Московского государственного университета, 1995. - 288 с.
2. Воробьева Л.И. Характеристика и стрессоза-щитное действие внеклеточных пептидных факторов Saccharomyces cerevisiae на пропионовокислые бактерии / Л.И. Воробьева и др. // Микробиология. - 2017. - Т. 86. - № 6. - С. 684-695.
3. Гудков А.В. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты / под
ред. С.А. Гудкова. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Дели принт, 2003. - 800 с.
4. Рожкова Е.П. Классические пропионовокислые бактерии как пробиотики: учебное пособие / Е.П. Рожкова. - М.: Изд-во биологического факультета Московского государственного университета, 2018. - 44 с.
5. Warminska-Radyko, I. Possibilities for stimulation of Bifidobacterium growth by propionibacteris / I. Warminska-Radyko, L. Laniewska-Moroz, Badu-chowski A. // Lait. - 2002. - V. 82. - № 1. - P. 113121.
ХАРАКТЕРИСТИКА СВОЙСТВ ЛУГОВО-ЧЕРНОЗЕМНОЙ ПОЧВЫ ГОРОДА КРАСНОДАРА И ЕЕ ПРИГОДНОСТЬ ПОД ПАРКОВЫЕ НАСАЖДЕНИЯ
Осипов А.В.
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина», доцент,
канд. с.-х. наук Попова Ю.С.
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина», доцент,
канд. с. -х. наук Солдаткина М.А.
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина», студентка
Муфтахутдинова А.Р.
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина», студентка
CHARACTERISTICS OF THE PROPERTIES OF THE MEADOW-BLACK EARTH SOIL OF THE CITY OF KRASNODAR AND ITS SUITABILITY FOR PARK PLANTS
Osipov A.,
FSBEI HE «Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin», Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor
Popova Yu.,
FSBEI HE «Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin», Candidate of Agricultural Sciences, Associate Professor
Soldatkina M.,
FSBEI HE «Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin»,
student
Muftakhutdinova A.
FSBEI HE «Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin»,
student
Аннотация
В статье приводится характеристика свойств и оценка пригодности почвы под парковые насаждения города Краснодара. Рассматривается гранулометрический состав лугово-черноземной выщелоченной почвы земельного участка. Выделяются водно-физические свойства лугово-черноземной выщелоченной почвы земельного участка. Представлены агрохимические показатели почвы, определяющие ее плодородие.
Abstract
The article describes the properties and assesses the suitability of the soil for park plantations of the city of Krasnodar. The granulometric composition of meadow-chernozem leached soil of the land plot is considered. The water-physical properties of meadow-chernozem leached soil of the land plot are distinguished. Agrochemical indicators of the soil determining its fertility are presented.
Ключевые слова: свойства почвы, парковые насаждения, оценка плодородия.
Keywords: soil properties, park plantings, fertility assessment.
