CC BY
1И.С. Хамагаева, д-р техн. наук, проф.
С.Н. Хазагаева, канд. техн. наук И.П. Марадудина, аспирант, e-mail: i.maradudina@mail.ru Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления, г. Улан-Удэ
УДК 579.24
ОПТИМИЗАЦИЯ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПОАЛЛЕРГЕННОГО БИОПРЕПАРАТА
Разработана питательная среда для культивирования бифидобактерий на основе рисового отвара и создания биопрепарата для детей раннего возраста с непереносимостью лактозы и молочного белка. Установлена оптимальная доза рисового отвара 70%, которая обеспечивает активный рост бифидобактерий. При этом интенсифицируется процесс наращивания биомассы и в два раза сокращается продолжительность культивирования. Установлено, что высокое содержание в рисовом отваре высокомолекулярных полисахаридов позволяет исключить из питательной среды дорогостоящий агар. Основными компонентами оптимизированной питательной среды являются: рисовый отвар, вода, пептон, глюкоза и другие ростовые факторы.
Ключевые слова: лактазная недостаточность, рисовый отвар, бифидобактерии.
I.S. Khamagaeva, Dr. Sc. Engineering, Prof., S.N. Khazagaeva, Cand. Sc. Engineering I.P. Maradudina, graduate student, e-mail: i.maradudina@mail.ru
OPTIMIZATION OF NUTRIENT MEDIUM FOR OBTAINING HYPOALLERGIC BIO-PRODUCT
A nutrient medium for the cultivation of bifidobacteria based on rice -water and for the creation of a biopreparation for small children with intolerance to lactose and milk protein has been developed in the article. It s found that an optimum dose of the rice-water, which ensures active growth of bifidobacteria is 70%. At the same time, the process of increasing biomass is intensified and the duration of cultivation is halved. It is established that a high content of macromolecular polysaccharides in the rice -water allows excluding expensive agar from the nutrient medium. The main components of the optimized nutrient medium are: rice -water, water, peptone, glucose and other growth factors.
Key words: lactase insufficiency, rice -water, bifidobacteria.
Введение
Врожденное или приобретенное снижение активности лактазы, фермента пристеночного пищеварения, расщепляющего молочный сахар - лактозу, а также непереносимость молочных белков встречаются достаточно часто. Но наибольшую значимость данная проблема имеет для детей раннего возраста, так как молоко для них - основной источник питания.
Снижение активности лактазы может быть обусловлено генетически и передаваться по наследству, а также в большей степени определяется этнической принадлежностью человека. Так, в Швеции и Дании непереносимостью лактозы страдают 3% детей, в Англии - 20-30%, в России лактазной недостаточностью страдают порядка 18-20% детей [1].
В основе лечения лактазной недостаточности лежит исключение из рациона питания молочных продуктов, содержащих лактозу, что может вызвать дисбактериоз кишечника. В связи с этим необходима обязательная терапия, направленная на коррекцию микробного состава кишечника. Для этого повсеместно применяются пробиотические препараты, активно участвующие в восстановлении нормофлоры организма.
Вопросы использования бифидобактерий в составе бактериальных препаратов имеют большое значение в повышении иммунного статуса и общей резистентности организма. Би-фидобактерии характеризуются большой потребностью в питательных веществах, поэтому
подбор эффективной питательной среды, соответствующей потребностям бифидобактерий, является одной из основных задач в производстве бактериальных концентратов [2].
Ранее на кафедре «Технология молочных продуктов. Товароведение и экспертиза товаров» была разработана технология производства концентрата бифидобактерий с использованием питательной среды на основе молочной сыворотки, содержащей высокое количество жизнеспособных клеток бифидобактерий, но в связи c остаточным содержанием в нем лактозы и молочных белков не может быть рекомендован для лечения дисбактериоза у детей, страдающих непереносимостью лактозы и молочного белка. Таким образом, актуальной задачей является разработка гипоаллергенного бактериального концентрата, не содержащего лактозу и белки молока.
Рисовый отвар издавна используется в детском питании и в качестве укрепляющего вещества для организма. В состав рисового отвара входят сложные углеводы, белки, сбалансированные по аминокислотному составу, кроме того, в его состав входят минеральные вещества, витамины группы В, витамины Е и Н [3].
В связи с этим была исследована возможность применения питательной среды на основе рисового отвара с добавлением глюкозы, буферных солей и аскорбиновой кислоты для культивирования бифидобактерий.
Цель работы - оптимизировать питательную среду для получения гипоаллергенной
БАД.
Материалы и методы исследований
Экспериментальные исследования проводились в лаборатории Малого инновационного предприятия (МИП) «Бифивит» ФГБОУ ВО «Восточно-Сибирский государственный университет технологии и управления».
Объектом исследований служил Bifidobacterium longum DK-100, полученный из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИ «Генетика», активизированный биотехническим методом, разработанным в ВСГУТУ.
Для культивирования бифидобактерий применяли питательную среду на основе рисового отвара с внесением ростовых компонентов. Для приготовления отвара было выбрано соотношение: 150 г риса на 2 л воды, затем его выдерживали при температуре 100±21 в течение 30-40 мин.
Рост биомассы бифидобактерий определяли фотоколориметрическим методом на KF -77 при Х=540 нм;
Определение количества клеток бифидобактерий проводили методом предельных разведений на среде ГМК по ТУ 10-02-02-789-192-95.
Результаты исследований
На первом этапе исследований изучали влияние рисового отвара на биохимическую активность бифидобактерий. Для этого использовали разные соотношения отвара и воды: 80:20; 70:30; 60:40. Контролем служил бактериальный концентрат бифидобактерий на водной основе. Об интенсивности нарастания биомассы судили по величине оптической плотности. Результаты представлены на рисунке 1.
Из данных рисунка 1 видно, что при внесении рисового отвара в количестве 70% отмечено значительное повышение оптической плотности. При дальнейшем увеличении дозы до 80% оптическая плотность повышается незначительно.
Об активности биохимических процессов судили и по количеству жизнеспособных клеток бифидобактерий. Результаты исследований представлены на рисунке 2.
•Контроль
Доза рисового отвара 60% Доза рисового отвара 70 % Доза рисового отвра 80%
2 ч 4 ч 6 ч 8 ч 12 ч 24 ч
Продолжительность культивирования, ч
Рисунок 1 - Влияние различных доз рисового отвара на рост биомассы бифидобактерий
Рисунок 2 - Количественный учет бифидобактерий
Как следует из рисунка 2, при дозе рисового отвара 70% количество жизнеспособных клеток бифидобактерий через 12 ч культивирования составляет 1*1010 КОЕ в 1 см3, тогда как в контрольном образце - 1*107 КОЕ в 1 см3.
Анализ данных, представленных на рисунках, показал, что оптимальная доза внесения рисового отвара в количестве 70% стимулирует интенсивное накопление биомассы бифидобактерий и обеспечивает наиболее высокое количество жизнеспособных клеток по сравнению с контрольным образцом.
Полученные результаты позволили оптимизировать питательную среду с использованием рисового отвара (табл.).
Таблица
Состав питательной среды для наращивания биомассы бифидобактерий
Компоненты Количество в питательной среде на водной основе, г Количество в питательной среде на основе рисового отвара, г
Рисовый отвар - 700
Вода 1000 300
Глюкоза 15 15
Магний хлористый 0,3 0,3
Натрий лимоннокислый трехзамещенный 1,0 1,0
Калий фосфорнокислый однозамещенный 0,5 0,5
Аскорбиновая кислота 0,1 0,1
Пептон 5,0 5,0
Агар 1,25 -
Так как отвар содержит высокое количество высокомолекулярных полисахаридов, из питательной среды на основе рисового отвара был исключен агар, что позволяет улучшить орга-нолептические свойства концентрата и снизить его себестоимость.
Выводы
В результате проведенных исследований доказано, что разработанная питательная среда обладает высокими пребиотическими свойствами. Установлено, что введение рисового отвара в питательную среду повышает биохимическую активность бифидобактерий и интенсифицирует процесс нарастания биомассы, что способствует сокращению процесса культивирования.
Библиография
1. Melvin B. Lactose Intolerance in Infants, Children, and Adolescents // Pediatrics. - 2010. - Vol. 118, N 3, Sept. - P. 1279-1286.
2. Raj Bhanbari M.D. Lactose intolerance // American Dietetic Association. - 2011.
3. Хамагаева И.С. Научные основы биотехнологии кисломолочных продуктов для детского и диетического питания: монография / И.С. Хамагаева ; ВСГТУ. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2005. -C.274-278.
4. Захарова Л.М., Захаренко М.А., Ерёмина И.А. Галактоолигосахариды как фактор роста бифидобактерий // Молочная промышленность. - 2010. - № 1. - С. 53-54.
5. Черемушкина И.В., Корнеева О.С. Исследование пребиотических свойств маннозосодержа-щего гидролизата // Технология пищевой и перерабатывающей промышленности. - 2016. - № 5. -С.113-118.
6. ЧеремушкинаИ.В., Корнеева О.С. Пребиотический препарат на основе природного растительного сырья // Технология пищевой и перерабатывающей промышленности. - 2014. - № 1. - С. 126-129.
Bibliography
1. Melvin B. Lactose Intolerance in Infants, Children, and Adolescents // Pediatrics. - 2010. -Vol. 118, N 3, Sept. - P. 1279-1286.
2. Raj Bhanbari M.D. Lactose intolerance // American Dietetic Association. - 2011.
3. Khamagaeva I.S. Scientific fundamentals of biotechnology of fermented milk products for children and dietary nutrition: monograph / I.S. Khamagaeva; ESSTU. - Ulan-Ude: Publishing House of the ESSTU, 2005. - 278 p.
4. Zakharova L.M., Zakharenko M.A., Eryomina I.A. Galacto-oligosaccharides as a growth factor of bifidobacteria // Dairy Industry. - 2010. - N 1. - P. 53-54.
5. CheremushkinaI.V., Korneeva O.S. Investigation of the prebiotic properties of mannose-containing hydrolyzate // Technology of food and processing industry. - 2016. - N 5. - P. 113-118.
6. Cheremushkina I.V., Korneeva O.S. Prebiotic preparation based on natural plant material // Technology of food and processing industry. - 2014. - N 1. - P. 126-129.
