МОЛЕКУЛЯРНЫЕ МАРКЕРЫ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ БИФИДОБАКТЕРИЙ КАК КОМПОНЕНТОВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

УДК 579.674

DOI 10.29141/2500-1922-2021-6-2-1

Молекулярные маркеры биологической активности бифидобактерий как компонентов функционального питания

Ю.В. Захарова1, Л.Ю. Отдушкина1, Т.В. Котова1,2*, А.С. Сухих1, Ю.С. Федорова1, О.М. Соболева1

Кемеровский государственный медицинский университет, г. Кемерово, Российская Федерация, *e-mail: [email protected] 2Уральский государственный экономический университет, г. Екатеринбург, Российская Федерация

Реферат

Предметом исследования послужили структурно-функциональные свойства про-биотических бифидобактерий. Цель исследования - определение молекулярных структур бифидобактерий, выделенных из функциональных продуктов, обусловливающих пробиотическую активность при взаимодействии со слизистой оболочкой кишечника. В работе использованы пробиотические штаммы бифидобактерий -B. bifidum 1, B. longum B 379 Ми B. breve. Изучены гидрофобность, аутоагрегация культур. Выделены жирные кислоты, их состав определен методом газовой хроматографии с помощью газового хромато-масс-спектрометра (ГХ-МС) (производитель: «Хроматэк»). С помощью метода высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) на колонке Asahipak GS-220 HQ изучен состав экзополимеров бифидобактерий. Установлена высокая гидрофобность B. bifidum 1 и B. longum B 379 M (78,0 и 62,0 % соответственно) и низкая B. breve (32,0 %). Высокая гидрофобность обусловлена наличием ненасыщенных жирных кислот, наибольшая доля которых у B. bifidum 1 (30,4 %) и B. breve (25,3 %), а также длинноцепочечных жирных кислот и кислот с разветвленным углеродным скелетом (х2 = 22,5; df = 4; p = 0,05). Все штаммы продуцировали экзополисахариды, состоящие из углеводов и белков в соотношении 5 : 1. Углеводная часть экзополимеров состояла из глюкозы и галактозы в соотношении 3 : 2. Белково-пептидные компоненты экзополисахаридов имели конформационные отличия, что свидетельствует о различиях в аутоагрегации. Аутоагрегация составила: B. bifidum 1 - 43 %; B. longum B 379 М - 45 %; B. breve -39 %. Маркерами биологической активности пробиотических штаммов эффективного взаимодействия со слизистой кишечника являются ненасыщенные и разветвленные жирные кислоты липотейхоевых кислот, а также экзополисахариды. Результаты могут быть использованы для оценки качества и безопасности продуктов функционального назначения.

Для цитирования: Захарова Ю.В., Отдушкина Л.Ю., Котова Т.В., Сухих А.С., Федорова Ю.С., Соболева О.М. Молекулярные маркеры биологической активности бифидобактерий как компонентов функционального питания // Индустрия питания|Food Industry. 2021. Т. 6, № 2. С. 7-15. DOI: 10.29141/2500-1922-2021-6-2-1

Дата поступления статьи: 2 марта 2021 г.

Ключевые слова:

бифидобактерии;

жирные кислоты;

экзополисахариды;

биологическая

активность;

функциональный

продукт;

микробиота

Molecular Markers of Bifidus Bacteria Biological Activity as Components of Functional Nutrition

Yulia V. Zakharova1, Larisa Yu. Otdushkina1, Tatyana V. Kotova12*, Andrey S. Sukhikh1, Yulia S. Fedorova1, Olga M. Soboleva1

1Kemerovo State Medical University, Kemerovo, Russian Federation, *e-mail: [email protected] 2 Ural State University of Economics, Ekaterinburg, Russian Federation

Abstract

The research subject is the structural and functional properties of probiotic bifidobacteria. The aim of the study is to determine the molecular structures of bifidobacteria isolated from functional products that cause probiotic activity in interaction with the intestinal mucosa. A man used the probiotic strains of bifidobacteria - B. bifidum 1, B. longum B 379 M and B. breve in the research. The authors analyzed hydrophobicity and autoaggregation of cultures. They isolated fatty acids, determined their composition by gas chromatography using a gas chromatography-mass spectrometer (GC-MS) (manufacturer: "Chromatek"). The researchers used the method of high-performance liquid chromatography (HPLC) on the Asahipak GS-220 HQ column to study the bifidobacteria exopolymers composition. A man found high hydrophobicity of B. bifidum 1 and B. longum B 379 M (78.0 and 62.0%, respectively) and low hydrophobicity of B. breve (32.0%). The high hydrophobicity is due to the presence of unsaturated fatty acids, the largest proportion of which is in B. bifidum 1 (30.4 %) and B. breve (25.3%), as well as long-chain fatty acids and acids with a branched carbon skeleton (x2 = 22.5; df = 4; p = 0.05). All strains produced exopolysaccharides consisting of carbohydrates and proteins in a ratio of 5 : 1. The carbohydrate part of the exo-polymers consisted of glucose and galactose in the ratio of 3 : 2. Protein-peptide components of exopolysaccharides had conformational differences, which indicates differences in autoaggregation. Autoaggregation was: B. bifidum 1 - 43 %; B. longum B 379 M- 45 %; B. breve - 39 %. Unsaturated and branched fatty acids of lipoteichoic acids, as well as exopolysaccharides are biological activity markers of the effective interaction of probiotic strains and intestinal mucosa. The results can be used to evaluate the functional products quality and safety.

For citation: Yulia V. Zakharova, Larisa Yu. Otdushkina, Tatyana V. Kotova, Andrey S. Sukhikh, Yulia S. Fedorova, Olga M. Soboleva. Molecular Markers of Bifidus Bacteria Biological Activity as Components of Functional Nutrition. Индустрия питания|Food Industry. 2021. Vol. 6, No. 2. Pp. 7-15. DOI: 10.29141/2500-1922-2021-6-2-1

Paper submitted: March 2, 2021

Keywords:

bifidobacteria; fatty acids; exopolysaccharides; biological activity; functional product; microbiota

Введение

Недостаток эссенциальных пищевых веществ в ежедневном рационе питания человека приводит к нарушению обменных процессов, развитию различных патологий, что снижает качество жизни [1; 2; 3]. Это также может быть вызвано неблагоприятной экологической обстановкой, вредными условиями труда, стрессовым и депрессивным состоянием. При недостатке микро-и макроэлементов, витаминов, антиоксидантов и нарушениях кишечной микробиоты [2] особую значимость приобретают функциональные продукты на основе пробиотических штаммов бифидобактерий как выдающееся достижение в укреплении здоровья человека [4; 5].

С современных позиций к продуктам функционального назначения относятся нутрицевти-ки, специализированные продукты питания, а также лекарственные препараты, которые обеспечивают организм человека не только энергией и материалом для синтеза новых веществ, но и способствуют восстановлению биохимических процессов, оптимизируя катаболические и анаболические процессы, нормализуют параметры гомеостаза и функции, влияющие на поведенческие реакции. Продукты функционального назначения как важный компонент сбалансированного питания способствуют поддержанию здоровья, снижают вероятность возникновения

патологических процессов [1; 6; 7; 8] и содержат штаммы, относящиеся к индигенной микрофлоре человека, полисахариды и/или олигосахара, незаменимые аминокислоты и алифатические аминоподобные компоненты, в том числе пептиды, липиды и липидоподобные вещества, а также их комбинации и сочетания [6].

Перечень продуктов функционального питания и их компонентов постоянно пополняется [6]. Отличия между пробиотиком и продуктом специализированного, или функционального, питания заключаются только в количестве действующего компонента. Согласно нормативным документам функциональными являются продукты, содержащие не менее 30 % суточной потребности человека в действующем ингредиенте.

В связи с тем, что в последние годы увеличилось число хронических заболеваний, обусловленных несбалансированным питанием, к продуктам функционального назначения стали относиться как к эффективному средству поддержания физического, психического здоровья и снижения риска возникновения многих заболеваний [2]. Поэтому важным является определение биологической активности и ценности, входящих в их состав ингредиентов.

До сегодняшнего дня особый интерес и вызванные им многочисленные исследования были направлены на поддержание микробной экологии человека преимущественно на основе живых микроорганизмов, выделенных из пищеварительного тракта здоровых людей [9], и в меньшей степени - из объектов окружающей среды и животных [10]. Оценку безопасности и качества производственных штаммов, используемых при изготовлении пробиотиков или продуктов функционального питания, проводят по нескольким критериям, характеризующим безопасность штаммов, свойства, обусловливающие пробиотический эффект, а также технологические показатели, влияющие на качество готового продукта [5]. При изготовлении и хранении препаратов, БАД, продуктов функционального назначения биологические свойства про-биотических штаммов могут изменяться [4; 5], в частности это относится к физико-химическим характеристикам клеточных поверхностей [11], что может влиять на биологическую ценность готового пищевого продукта или БАД. Однако применение микробиологических методов для оценки биологических свойств пробиотических штаммов в готовом препарате или в пищевом продукте требует длительного времени и отличается низкой воспроизводимостью [5]. В связи с этим весьма важно определить показатели биологической активности штаммов с использованием высокоточных хроматографических ме-

тодов, которые позволяют получить результаты в режиме экспресс-анализа.

Цель исследования - определение молекулярных структур бифидобактерий, выделенных из функциональных продуктов, обусловливающих пробиотическую активность при взаимодействии со слизистой оболочкой кишечника.

Материалы и методы исследования

Представлен анализ пробиотических штаммов бифидобактерий B. bifidum 1, B. longum B 379 M из Государственной коллекции нормальной микрофлоры, используемых для изготовления кисломолочного бифидумбактерина, и B. breve, выделенный из коммерческой БАД.

Гидрофобность микроорганизмов рода Bifidobacterium определяли по методике M. Rosenberg et al. (1980) c модификациями L.-Q. Wang et al. (2010). Образцы бифидобактерий культивировали в селективной бифидум-среде (ФБУН ГНЦ ПМБ, г. Оболенск) в объеме 5 см3 при 37 °С в течение 24 ч.

Накопленная культура подвергалась последовательной трехкратной отмывке с помощью изотонического фосфатного буфера. Отмытые культуры в фосфатном буфере переносили в кварцевые кюветы и измеряли оптическую плотность на 600 нм.

На следующем этапе к 3 см3 взвеси бактерий в полимерных пробирках добавляли 1 см3 додека-на и перемешивали 2 мин. После термостатиро-вания в течение 1 ч при температуре 37 °С фиксировали оптическую плотность водной фазы при 600 нм.

Гидрофобность рассчитывали по формуле (1): Я%=4^-хЮ0, (1)

где Н% - гидрофобность, %; А0 - оптическая плотность суспензии микробов до обработки; А - то же после обработки.

Полученные данные оценивали исходя из следующих особенностей: при гидрофобности 60 % и более штамм относили к высокогидрофобным культурам; при 40-59 % гидрофобности - к сред-негидрофобным; при менее 40 % - к низкогидрофобным.

Пробоподготовка при изучении аутоагрегации Bifidobacterium spp. заключалась в выращивании культур на жидкой селективной питательной среде при температуре 37 °С в течение 24 ч. После термостата пробирки с культурами оставляли при комнатной температуре на 2 ч. Затем содержимое пробирки перемешивали 10 с на центрифуге Vortex. Аликвоту 0,4 см3 суспензии культуры переносили в кварцевую кювету с последующим добавлением 3,6 см3 фосфатно-бу-

ферной смеси (pH = 7,2). Определяли при длине волны 600 нм оптическую плотность образцов; в кювете сравнения находился фосфатный буфер. Далее измерения проводили с интервалом 30 мин, т. е. через 30; 60; 90 и 120 мин.

Аутоагрегацию (А%) рассчитывали согласно формуле (2), %:

Л% = Ц^°хЮ0, (2)

Uq

где D120 - оптическая плотность спустя 120 мин измерения; D0 - оптическая плотность в начальный момент измерения.

Аутоагрегация считается низкой, если значение А менее 10 %; средней - при 11-40 %; высокой - при показателе более 40 %.

Состав жирных кислот липотейхоевых кислот бифидобактерий исследовали с помощью газового хромато-масс-спектрометра (ГХ-МС). Липидсодержащую фракцию из структур клеточных стенок бактерий экстрагировали смесью н-гексан : хлороформ (1:1) с последующим ее метилированием. Экстракт в объеме 1 см3 помещали в виалу и подвергали высушиванию в токе азота. Затем к образцу добавляли 0,5 см3 смеси, приготовленной in situ из 3 % H2SO4 и MeOH. Добавляли внутренний стандарт - ундецено-вую кислоту в количестве 0,01 мг и нагревали до 90 °С. Полученные метилированные компоненты извлекали 0,7 см3 гексана. Данную фракцию отдували азотом до номинального объема 0,2 см3. Хроматографический анализ проводили на хроматографе Agilent с масс-спектрометриче-ским детектированием с помощью колонки ZB-WAX (30 м х 0,25 мм х 0,25 мкм). Объем инжек-ции составлял 2 мм3. Ввод осуществлялся без деления потока при начальной температуре термостата 50 °C с програмируемым повышением на 8 °С/мин до 260 °C в течение 5 мин.

Для выделения и изучения экзометаболитов бифидобактерий применяли высокоэффективную жидкостную хроматографию, при этом в качестве сорбента использовали «Сефадекс LH-20», позволяющий фракционировать вещества по молекулярным массам, нижний предел которых 100 Да, верхний - от 2 000 до 10 000 Да. Кроме того, сорбент «Сефадекс LH-20» позволяет разделять и препаративно накапливать вещества, растворимые только в полярных растворителях, что актуально для получения пептидов, имеющих более пяти-семи аминокислотных остатков. Используемый сорбент сочетает возможности молекулярно-массового распределения с принципами распределительной и адсорбционной хроматографии.

Полученные данные представлены в абсолютных и относительных показателях.

Достоверность различий оценивали по критерию х2. Различия считались значимыми при достижении уровня достоверности p < 0,05.

Результаты исследования и их обсуждение

Пробиотический эффект производственных культур выражается, прежде всего, во временном создании микробиоценоза путем колонизации слизистой оболочки кишечника. Поэтому при взаимодействии макроорганизма и вводимых экзогенных культур прослеживаются те же этапы инфекционного процесса, что и в естественных условиях. Первоначально происходит адгезия [10, с. 4]. Именно адгезия пробиотиче-ских культур на дефектах биопленки кишечного микробиома предотвращает избыточное заселение слизистой кишечника микроорганизмами с разным патогенным потенциалом, механически блокируя их аффинитет к компонентам слизистой желудочно-кишечного тракта [12, с. 6900]. При этом изменяется как неспецифическая, так и специфическая адгезия. Первичное взаимодействие со слизистой обратимо и является неспецифическим процессом, так как бактерии взаимодействуют со стенкой кишечника и друг с другом вследствие поверхностных физико-химических свойств. Процесс обеспечивается преимущественно гидрофильностью / гидрофоб-ностью молекул.

Данное физическое свойство микробных поверхностей активно изучается для определения механизмов бактериально-бактериальных, бактериально-клеточных, бактериально-тканевых взаимодействий, а также взаимодействий с искусственными материалами медицинского назначения. Поэтому гидрофобность нормобио-ты влияет на состав и архитектонику различных микробиоценозов и на состояние мукозальной иммунной системы [6; 12]. У производственных штаммов на сегодняшний день регламентируется наличие специфической адгезивной активности, которую исследуют на модели эритроцитов или на эпителиальных клетках. При этом не учитываются показатели гидрофобности штаммов, которые определяют начальные механизмы адгезии, а также количественное выражение данного фенотипического признака и молекулярные структуры, определяющие высокую гид-рофобность штаммов. Поэтому первой задачей проведения стандартизации культур было определение молекулярных основ гидрофобности штаммов.

Исследования показали, что штаммы, выделенные из кисломолочного бифидумбактерина B. bifidum 1 и B. longum B 379 M, обладали высокой гидрофобностью (78 и 62 % соответственно), а B. breve из БАД в лиофилизированной форме

даже после культивирования на селективной питательной среде имел низкий показатель гидро-фобности - 32 %.

Гидрофобность бактерий чаще всего определяют липиды и липидсодержащие структуры клеточной стенки. Основными структурами, содержащими липиды бифидобактерий, являются цитоплазматическая мембрана и липотейхое-вые кислоты. Поэтому нами проведено исследование качественного и количественного состава жирных кислот данных биополимеров.

Пробиотический штамм B. bifidum 1 характеризовался относительно высоким содержанием жирных кислот - в 6,5 и 2 раза выше, чем у штаммов B. longum B 379 M и B. Breve соответственно. Данные штаммы обладали более низкой гидро-фобностью (х2 = 16,5; df = 4; p = 0,01).

В целом компонентный состав жирных кислот бифидобактерий обозначен следующими спецификациями:

• доля насыщенных жирных кислот в образце B. longum B 379 M составила 91,1 %; в B. bifidum 1 -68,6 %; в B. breve - и 74,6 %;

• пул насыщенных жирных кислот у пробиоти-ческих штаммов представлен н-додекановой (С12 : 0), н-тетрадекановой (С14 : 0), пентадеце-новой (С15 : 0), гексадекановой (С16 : 0), гептаде-кановой (С17 : 0), стеариновой (С18 : 0), эйкозано-вой (С20 : 0) кислотами.

Следует отметить наличие изоформных жирных кислот, а также с разветвленными алкиль-ными цепями. Обнаружены такие изокислоты, как изопентадециловая (iso С15 : 0), изопальми-тиновая (iso С16 : 0), 12-метил-тетрадекановая (12Ме-С14 : 0), 13-метил-тетрадекановая (13Ме-С14 : 0). Жирные кислоты с подобными структурными особенностями углеродного скелета, а именно ацикличные и с разветвлением цепи, способствуют пластичности и текучести клеточной мембраны у грамположительных бактерий, что влияет на скорость поступления питательных веществ в клетку, скорость деления и устойчивость к бактериоцинам и антибиотикам. Такие же свойства придают клеточной стенке жирные кислоты с ненасыщенными алкильными цепями, наибольшая доля которых в общей структуре была у B. bifidum 1 и B. breve - 30,4 % и 25,3 % соответственно (см. таблицу).

Образец B. Longum В 379 М характеризовался самым низким содержанием ненасыщенных жирных кислот - 8,9 % общего показателя липи-дов. У данного штамма не обнаружены мононенасыщенные жирные кислоты, кроме олеиновой (С18 : 1) кислоты.

У пробиотических штаммов установлены значимые различия по содержанию длинно-цепочечных жирных кислот и кислот с развет-

вленным углеродным скелетом (х2 = 22,5; df = 4; p = 0,05). Так, у B. bifidum 1 в составе липидов детектировали изопентадекановую (isoC15 : 0) и 13-метил-тетрадекановую (13Ме-С14 : 0) кислоты, а содержание 12-метил-тетрадекановой кислоты (12Ме-С14 : 0) в 3 раза выше, чем у B. breve. Высокий уровень стеариновой (С18 : 0) и изопальмитиновой (isoC16 : 0) кислот зарегистрирован у B. Longum В 379 М (см. таблицу). У B. bifidum 1 и B. breve изопальмитиновой (isoC16 : 0) кислоты было в 4 и 10 раз соответственно меньше, чем у B. Longum В 379 М. Стеариновую кислоту (С18 : 0) с высокими уровнями детектировали у B. bifidum 1 и B. Longum В 379 М.

Большое разнообразие непредельных жирных кислот зарегистрировано у B. bifidum 1 (см. таблицу). Именно в состав липидов данного штамма входила пальмитолеиновая кислота (С16 : 1), которая часто обнаруживается в составе мембран бактерий разных таксономических групп. Максимальное количество олеиновой (С18 : 1) кислоты выявлено также у B. bifidum 1. У B. breve среди непредельных кислот с одной двойной связью присутствовали пальмитоле-иновая (С16:1) и олеиновая (С18:1) кислоты. У всех пробиотических штаммов бифидобакте-рий в состав липидов входила линолевая (С18 : 2) кислота; в наибольшем количестве она обнаружена у высокогидрофобных штаммов B.bifidum 1 и B. longum 379, меньше всего - у штамма B.breve, который отличается низкой гидрофобностью (см. таблицу).

Таким образом, жирно-кислотный состав ли-потейхоевых кислот бифидобактерий влияет на гидрофобность культур, которая связана с наличием длинноцепочечных, разветвленных и ненасыщенных жирных кислот. Данные компоненты могут использоваться как критерий качества пробиотического штамма, отражающий высокую способность штамма к неспецифической адгезии на слизистой оболочке кишечника.

Большое влияние на жизнедеятельность би-фидобактерий и всего кишечного сообщества оказывают экзополисахариды (ЭПС). ЭПС могут выступать в качестве микроб-ассоциированных молекулярных паттернов и взаимодействовать с клетками макроорганизма, способствуя формированию биопленок [12, с. 6900]. Данные эк-зополимеры способны улучшать органолептиче-ские показатели ферментированных молочных продуктов. Кроме того, ЭПС пробиотических штаммов защищают их от активных кислородных радикалов [8] и способствуют прохождению микроорганизмов через агрессивные среды желудочно-кишечного тракта, обеспечивая колонизацию толстокишечного биотопа.

Качественный и количественный состав жирных кислот клеточных стенок у пробиотических культур рода Bifidobacterium Qualitative and Quantitative Fatty Acids Composition of Cell Walls in Probiotic Cultures of the Bifidobacterium Genus

Показатель B. bifidum 1 B. longum В 379 M B. breve

Общие значения из расчета на 0,01 г сухого остатка, мкг

Масса предельных жирных кислот S3,S SG,2 2S,6

Масса непредельных жирных кислот 23,S 4,9 8,7

Качественный и количественный состав жирных кислот, мкг

С12 : G Н-додекановая 1,S 1,2 G,4

С14 : G Н-тетрадекановая 4,G 1,б 2,1

С14 : 1 Миристолеиновая 2,G - G,3

isodS : G Изопентадекановая G,3 - -

12 Ме-С14 : G 12-метил-тетрадекановая G,7 - G,3

13 Ме-С14 : G 13-метил-тетрадекановая G,3 - -

dS : G Пентадециловая 2,4 G,9 1,1

dS : 1 Пентадеценовая 1,1 - G,4

ísoC16 : G Изопальмитиновая G,6 2G,4 G,2

ísoC16 : 1 Изогексадеценовая G,S 1,8 G,2

С1б : G Гексадекановая 22,4 - 12,1

С1б : 1 Гексадеценовая 9,3 - 3,G

С1б : 2 Гексадекадиеновая G,4 - G,4

С17 : G Маргариновая G,9 G,S G,S

С17 : 1 н-гептадеценовая 1,3 - G,3

С18 : G Стеариновая 19,8 23,б 8,7

С18 : 1 Олеиновая б,3 1,4 2,б

С 18 : 2 Линолевая 2,б 1,7 1,3

: G Эйкозановая 1,9 G,2

Все включенные в исследование штаммы продуцировали экзополисахариды, о чем свидетельствуют культуральные признаки - формирование влажных слизистых колоний, которые при прикосновении петлей тянутся в виде нитей.

Необходимо обратить внимание на то, что в состав экзометаболитов не входили нуклеиновые и органические кислоты. В составе гидролизатов также не было обнаружено пентоз и липидов.

Проведение высокопроизводительной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием колонки Asahipak GS-220 HQ позволило установить, что экзометаболиты состояли из гликопротеинов, т. е. являлись высокомолекулярными полимерами. Экзополимеры состояли преимущественно из углеводов и белков, что подтверждено фенольно-сернокислым методом и методом Лоури. Пропорция углеводного и белкового фрагментов составила 5 : 1.

Данные ионно-исключающей, тонкослойной и газовой хроматографии свидетельствуют, что

углеводная часть экзополимеров состояла из глюкозы и галактозы - 3 : 2. Анализ сахаристого фрагмента проходил ряд последовательных этапов, а именно кислотного гидролиза, мета-нолиза и ацелирования с использованием три-фторуксусной кислоты. Полученные дериваты анализировались на ГХ-МС. Установлено, что в углеводном фрагменте преобладали 1-2, 1-3, 1-4 и 1-6 связи.

Белково-пептидные компоненты разных видов бифидобактерий характеризовались конфор-мационными отличиями, которые установлены с помощью гель-проникающей хроматографии на приборе «Сефадекс LH-20». У B. bifidum 1 выделяли фракции с низкой степенью молекуляр-но-массового распределения и достаточно однородными значениями УФ-спектра; у B. breve отмечали вариативность спектральных показателей отдельных фракций; у B. longum B 379 M зарегистрировано наибольшее разнообразие фракций. Полученные молекулярно-массовые

распределения являются значимыми показателями биологической активности исследуемых пробиотических микроорганизмов - вероятнее всего, способности к аутоагрегации и биоплен-кообразованию. Действительно, при определении аутоагрегации установлены высокие значения признака: у B. bifidum 1 - 43 %; у B. longum B 379 M - 45 %; у B. breve - 39 %. Наконец, ЭПС пробиотических штаммов могут использоваться нормобиотой в качестве источника питания, а незначительное содержание белка будет предупреждать размножение микроорганизмов, обладающих протеолитическими свойствами.

Заключение

Основными маркерами биологической активности, указывающими на способность про-биотических штаммов эффективно взаимодействовать со слизистой кишечника, являются ненасыщенные и разветвленные жирные кислоты липотейхоевых кислот, а также экзополи-

Библиографический список

1. Захарова Ю.В. Биологические свойства бифидобактерий в ассоциативном симбиозе толстой кишки // Медицина в Кузбассе. 2010. Т. 9, № 1. С. 14-16.

2. Пастушкова Е.В., Мысаков Д.С., Чугунова О.В. Некоторые аспекты фактора питания и здоровья человека // Здоровье и образование в XXI веке. 2016. Т. 18, № 4. С. 67-72.

3. Чугунова О. В. Функционально-физиологические свойства сырья при моделировании продуктов // Технология и товароведение инновационных пищевых продуктов. 2011. № 3. С. 34-39.

4. Koirala, S.; Anal, A.K. Probiotics-Based Foods and Beverages as Future Foods and Their Overall Safety and Regulatory Claims. Future Foods. 2021. Vol. 3. Pp. 100013. DOI: https://doi.org/10.1016/)'. fufo.2021.100013.

5. Nyanzi, R.; Jooste, P.J.; Buys, E.M. Invited Review: Probiotic Yogurt Quality Criteria, Regulatory Framework, Clinical Evidence, and Analytical Aspects. Journal of Dairy Science. 2020. Vol. 104. Iss. 1. Pp. 1-19. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2020-19116.

6. Ashaolu, T.J. Immune Boosting Functional Foods and Their Mechanisms: A Critical Evaluation of Probiotics and Prebiotics. Biomedi-cine & Pharmacotherapy. 2020. Vol. 130. Pp. 110625. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.biopha.2020.110625.

7. Dronkers, Th.M.G.;Ouwehand, A.C.; Rijkers, G.T. Global Analysis of Clinical Trials with Probiotics. Heliyon. 2020. Vol. 6. Iss. 7. Pp. e04467. DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e04467.

8. Adebayo-Tayo, B.; Fashogbon, R. In Vitro Antioxidant, Antibacterial, in Vivo Immunomodulatory, Antitumor and Hematological Potential of Exopolysaccharide Produced by Wild Type and Mutant Lactobacillus Delbureckii Subsp. Bulgaricus. Heliyon. 2020. Vol. 6. Iss. 2. Pp. e03268. DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e03268.

9. Zuo, F.; Chen, S.; Marcotte, H. Engineer Probiotic Bifidobacteria for Food and Biomedical Applications - Current Status and Future Prospective. Biotechnology Advances. 2020. Vol. 45. Pp. 107654. DOI: https://doi.org/10.1016/).biotechadv.2020.107654.

сахариды. Выделение и очистка данных химических веществ бактериального происхождения с помощью хроматографических методов позволяет относительно быстро определить гидро-фобность бифидобактерий как фактор бактериально-клеточного взаимодействия.

Продукция экзополисахаридов свидетельствует о высокой аутоагрегации и способности пробиотических штаммов в составе образовавшихся конгломератов достигать толстокишечного биотопа и колонизировать его без снижения численности бифидобактерий. Преобладание в составе экзополисахаридных полимеров глюкозы и галактозы делает их ценными пребиотиче-скими компонентами для нормобиоты человека.

Использование хроматографических методов позволяет оценить биологическую активность пробиотических штаммов микроорганизмов в линейке продуктов функционального назначения, поддерживающих индигенную микрофлору кишечника.

Bibliography

1. Zaharova, Yu.V. Biologicheskie Svojstva Bifidobakterij v Associa-tivnom Simbioze Tolstoj Kishki [Biological Properties of Bifidobacteria in Associative Symbiosis of the Large Intestine]. Medicina v Kuzbasse. 2010. Vol. 9. No 1. Pp. 14-16.

2. Pastushkova, E.V.; Mysakov, D.S.; Chugunova, O.V. Nekotorye As-pekty Faktora Pitaniya i Zdorov'ya Cheloveka [Some Aspects of the Nutrition and Human Health Factor]. Zdorov'e i Obrazovanie v XXI Veke. 2016. Vol. 18. No 4. Pp. 67-72.

3. Chugunova, O. V. Funkcional'no-Fiziologicheskie Svojstva Syr'ya pri Modelirovanii Produktov [Functional and Physiological Properties of Raw Materials in Product Modeling]. Tekhnologiya i Tovarovede-nie Innovacionnyh Pishchevyh Produktov. 2011. No 3. Pp. 34-39.

4. Koirala, S.; Anal, A.K. Probiotics-Based Foods and Beverages as Future Foods and Their Overall Safety and Regulatory Claims. Future Foods. 2021. Vol. 3. Pp. 100013. DOI: https://doi.org/10.1016/'. fufo.2021.100013.

5. Nyanzi, R.; Jooste, P.J.; Buys, E.M. Invited Review: Probiotic Yogurt Quality Criteria, Regulatory Framework, Clinical Evidence, and Analytical Aspects. Journal of Dairy Science. 2020. Vol. 104. Iss. 1. Pp. 1-19. DOI: https://doi.org/10.3168/jds.2020-19116.

6. Ashaolu, T.J. Immune Boosting Functional Foods and Their Mechanisms: A Critical Evaluation of Probiotics and Prebiotics. Biomedi-cine & Pharmacotherapy. 2020. Vol. 130. Pp. 110625. DOI: https:// doi.org/10.1016/j.biopha.2020.110625.

7. Dronkers, Th.M.G.;Ouwehand, A.C.; Rijkers, G.T. Global Analysis of Clinical Trials with Probiotics. Heliyon. 2020. Vol. 6. Iss. 7. Pp. e04467. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.heliyon.2020.e04467.

8. Adebayo-Tayo, B.; Fashogbon, R. In Vitro Antioxidant, Antibacterial, in Vivo Immunomodulatory, Antitumor and Hematological Potential of Exopolysaccharide Produced by Wild Type and Mutant Lactobacillus Delbureckii Subsp. Bulgaricus. Heliyon. 2020. Vol. 6. Iss. 2. Pp. e03268. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.heliyon.2020.e03268.

10. Silva, D.R.; Sardi, J.C.O.; Pitangui, N.S.; Roque, S.M.; Silva, A.C.B; Rosalen, P.L. Probiotics as an Alternative Antimicrobial Therapy: Current Reality and Future Directions. Journal of Functional Foods. 2020. Vol. 73. Pp. 104080. DOI: https://doi.org/10.1016/'. jff.2020.104080.

11. Arepally, D.;Reddy, R.S.; Goswami, T.K. Studies on Survivability, Storage Stability of Encapsulated Spray Dried Probiotic Powder. Current Research in Food Science. 2020. Vol. 3. Pp. 235-242. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.crfs.2020.09.001.

12. Zhu, Yu.; Zhou, J.-M.;Liu, W.; Pi, X.; Zhou, Q.; Li, P.; Zhou, T.; Gu, Q. Effects of Exopolysaccharide from Lactobacillus Rhamnosus on Human Gut Microbiota in in Vitro Fermentation Model. LWT -Food Science and Technology. 2021. Vol. 139. Pp. 110524. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.lwt.2020.110524. 8.

9. Zuo, F.; Chen, S.; Marcotte, H. Engineer Probiotic Bifidobacteria for Food and Biomedical Applications - Current Status and Future Prospective. Biotechnology Advances. 2020. Vol. 45. Pp. 107654. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2020.107654.

10. Silva, D.R.; Sardi, J.C.O.; Pitangui, N.S.; Roque, S.M.; Silva, A.C.B; Rosalen, P.L. Probiotics as an Alternative Antimicrobial Therapy: Current Reality and Future Directions. Journal of Functional Foods. 2020. Vol. 73. Pp. 104080. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.jff.2020.104080.

11. Arepally, D.;Reddy, R.S.; Goswami, T.K. Studies on Survivability, Storage Stability of Encapsulated Spray Dried Probiotic Powder. Current Research in Food Science. 2020. Vol. 3. Pp. 235-242. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.crfs.2020.09.001.

12. Zhu, Yu.; Zhou, J.-M.; Liu, W.;Pi, X.; Zhou, Q.; Li, P.; Zhou, T.; Gu, Q. Effects of Exopolysaccharide from Lactobacillus Rhamnosus on Human Gut Microbiota in in Vitro Fermentation Model. LWT -Food Science and Technology. 2021. Vol. 139. Pp. 110524. DOI: https://doi.org/10.1016/jj.lwt.2020.110524. 8.

Информация об авторах / Information about Authors

Захарова Юлия Викторовна

Zakharova, Yulia Viktorovna

Тел./Phone: +7 (3842) 73-28-71 E-mail: [email protected]

Доктор медицинских наук, доцент, доцент кафедры микробиологии, иммунологии и вирусологии

Кемеровский государственный медицинский университет 650056, Российская Федерация, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22 А

Doctor of Medical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Microbiology, Immunology and Virology Department Kemerovo State Medical University

650056, Russian Federation, Kemerovo, Voroshilov St., 22 A

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3475-9125

Отдушкина Лариса Юрьевна

Otdushkina, Larisa Yurievna

Тел./Phone: +7 (3842) 73-28-71 E-mail: [email protected]

Ассистент кафедры микробиологии, иммунологии и вирусологии Кемеровский государственный медицинский университет 650056, Российская Федерация, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22 А

Assistant of the Microbiology, Immunology and Virology Department Kemerovo State Medical University

650056, Russian Federation, Kemerovo, Voroshilov St., 22 A ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4126-4312

Котова

Татьяна Вячеславовна

Kotova,

Tatyana Vyacheslavovna

Тел./Phone: +7 (3842) 73-48-72 E-mail: [email protected]

Доктор технических наук, доцент, профессор кафедры фармацевтической и общей химии

Кемеровский государственный медицинский университет

650056, Российская Федерация, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22 А

Доктор технических наук, ведущий научный сотрудник научно-образовательного

центра «Технологии инновационного развития»

Уральский государственный экономический университет

620144, Екатеринбург, ул. 8 Марта, 62

Doctor of Technical Sciences, Associate Profess, Professor of the Pharmaceutical and General Chemistry Department Kemerovo State Medical University

650056, Russian Federation, Kemerovo, Voroshilov St., 22 A

Doctor of Technical Sciences, Leading Researcher of the Scientific and Educational Center "Innovative Development Technologies" Ural State University of Economics

620144, Russian Federation, Ekaterinburg, 8 March/Narodnoy Voli St., 62/45 ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1601-7371

Сухих

Андрей Сергеевич

Sukhikh,

Andrey Sergeevich

Тел./Phone: +7 (3842) 73-28-39 E-mail: [email protected]

Кандидат фармацевтических наук, доцент, старший научный сотрудник центральной научно-исследовательской лаборатории Кемеровский государственный медицинский университет 650056, Российская Федерация, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22 А

Candidate of Pharmaceutical Sciences, Associate Professor Senior Researcher of the Central Research Laboratory Kemerovo State Medical University

650056, Russian Federation, Kemerovo, Voroshilov St., 22 A

ORCID: https://orad.org/0000-0001-9300-5334

Федорова Юлия Сергеевна

Fedorova, Yulia Sergeevna

Тел./Phone: +7(3842) 73-31-12 E-mail:

Кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры фармакологии Кемеровский государственный медицинский университет 650056, Российская Федерация, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22 А

Candidate of Pharmaceutical Sciences

Associate Professor of the Pharmacology Department

Kemerovo State Medical University

650056, Russian Federation, Kemerovo, Voroshilov St., 22 A

[email protected] ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3475-9125

Соболева Ольга Михайловна

Soboleva, Olga Mikhailovna

Тел./Phone: +7 (3842) 73-28-71 E-mail: [email protected]

Кандидат биологических наук, доцент кафедры микробиологии, иммунологии и вирусологии

Кемеровский государственный медицинский университет 650056, Российская Федерация, г. Кемерово, ул. Ворошилова, 22 А

Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the Microbiology, Immunology and Virology Department Kemerovo State Medical University

650056, Russian Federation, Kemerovo, Voroshilov St., 22 A ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8929-7725