CC BY
68
УДК 579:576
С.И. Артюхова, *Ю.А. Гаврилова
Омский государственный технический университет, г.Омск
*Омский государственный аграрный университет им. П.А.Столыпина», г. Омск
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ПИЩЕВОЙ БИОТЕХНОЛОГИИ КОНСОРЦИУМА МОЛОЧНОКИСЛЫХ И ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ С ШИРОКИМ СПЕКТРОМ АНТАГОНИСТИЧЕКОЙ АКТИВНОСТИ
В век высоких информационных технологий и глобализации организм человека рассматривается как сложная система с чувствительной микроэкологией, чутко реагирующей на любые изменения эндо - и экзогенного характера. В связи с этим важнейшей научной задачей является создание таких продуктов питания, которые обеспечат поддержание и активизацию жизненно важных функций, повышение общей сопротивляемости организма к агрессивным условиям среды жизнедеятельности.
Поддержание оптимального микроэкологического статуса в первую очередь обеспечивается отлаженной деятельность желудочно-кишечного тракта, микроорганизмы которого синтезируют витамины группы В, витамин К, фолиевую и пантотеновую кислоты. Нормальная микрофлора благодаря выраженной антагонистической активности препятствует внедрению патогенной микрофлоры.
Антагонистическая активность микроорганизмов определяется образованием антибиотиков полипептидной или не идентифицированной природы, бактериоцинов, молочной, уксусной, пропионовой кислот, создание низкого окислительно-восстановительного потенциала, конкуренцию за питательные вещества. Поэтому использование в пищевой биотехнологии препаратов на основе молочнокислых и пропионовокислых бактерий, являющихся представителями нормальной флоры кишечника, достаточно актуально [3, 4].
Антагонистическое действие молочнокислых бактерий обусловлено повышением активной кислотности питательной среды за счет сбраживания углеводов и изменением физико-химических условий. Антагонизм проявляется в отношении гнилостных бактерий, стафилококков, энтерококков, палочек протея, патогенных и энтеропатогенных кишечных палочек, сальмонелл, грибов рода Candida.
Симбиоз культур Streptococcus salivarius subsp. и Lactobacillus delbrueckii subsp. bulgari^s рассматривают как фактор, вызывающий быструю гибель микроорганизмов рода Salmonella, являющихся возбудителями кишечных инфекционных заболеваний человека.
82
Классические пропионовокислые бактерии образуют ряд белковых бактериоцинов. У пропионовокислых бактерий обнаружено не только стимулирующее действие на переваривающую способность макрофагов печени и селезенки, но и их бактерицидное действие в отношении Salmonella typhimurium и Listeria monocyogenes. Клинические испытания пропио-новокислых бактерий показали иммуномодулирующую, антинеопластическую и антивирусную активность, что связано с активацией моноцитмакрофаговой системы, индукцией синтеза интерферона и активацией киллерных клеток [2].
В 1989 году Л.И.Воробьевой впервые была обнаружена антимутагенность пропионовокислых бактерий, что очень важно для снижением генетических изменений у живых существ. Поэтому пропионовокислые бактерии могут быть использованы для предобработки продуктов с целью нейтрализации канцерогенных веществ, а также как пробиотики. В частности, антимутагенное действие экстракта пропионовокислых бактерий может найти применение в биотехнологии для стабилизации микробных ферментаций.
В итоге, пропионовокислые бактерии, равно как болгарская палочка и термофильный
стрептококк, представляют богатый источник антимутагенов (антиканцерогенов). С учетом преимущества культивирования микроорганизмов перед выращиванием растений и животных можно прогнозировать большие перспективы в изучении и применении антимутагенов микробного происхождения.
Основываясь на особенностях взаимодействия культур молочнокислых бактерий, в последнее время актуально изучение возможности совместного культивирования молочнокислых и пропионовокислых бактерий.
С учетом этого, авторами на базах ведущих научно-исследовательских лабораторий г. Омска проведены работы по сочетанию ассоциатов молочнокислых и пропионовокислых бактерий, с использованием отечественных бактериальных концентратов КТСБ (на основе Streptoccocus thermophilus и Lactobacillus delbrukii subsp. bulgaricus) и КП (Propionibacterium freudereichii (подвиды shermanii и globosum).
На основе полученных данных выбраны оптимальные соотношения ассоциатов, оптимальная температура культивирования, разработана технологическая схема производства микробного консорциума и изучены его производственно-ценные и пробиотические свойства.
При изучении сочетаемости пропионовокислых и молочнокислых бактерий было установлено отсутствие угнетающего воздействия микроорганизмов заквасок друг на друга, а также взаимное стимулирование роста микроорганизмов.
Особое внимание было уделено изучению пробиотических свойств разработанного микробного консорциума, так как препараты с пробиотическими свойствами не только благотворно влияют на здоровье, но и оказывают стимулирующих развитие полезной аутофлоры человека. Пробиотические свойства в первую очередь проявляются через выраженную антагонистическую активность ассоциатов.
Антагонистическая активность микробного консорциума и исходных культур исследовалась по отношению к тест-культурам 8 патогенных и условно-патогенных микроорганизмов: E. coli, S. aureus, Pr. vulgaris, Ps. mirabilis, Kl. pheumonia, Sh. flexneri, Sh. sonnei, S. cottbus.
Установлено, что микробный консорциум обладает более выраженной антагонистической активность по сравнению с исходными заквасками (рис. 1).
83
Ш
Ш
О
о
\—
ф
с;
05
СО
Ф
Т
X
о
7
6 Тест-культура (контроль)
5 КТСБ
4
КП
3
2 Консорциум
1
0
1 2 3 4 5 6 7 8
Рис. 1 Антагонистическая активность ассоциатов КТСБ, КП и разработанного на их основе консорциума по отношению к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам:
1- E. coli, 2- S. aureus, 3- Pr. vulgaris, 4 -Pr. Mirabilis, 5- Kl. pneumonia, 6- Sh. flexneri,
7 - Sh. sonnei, 8 - S. kottbus
Как показывают данные рисунка 1, ассоциаты заквасок и разработанный на их основе микробный консорциум обладают широким спектром антибактериальной активности. Установлено, что бактерицидные действия микробного консорциума в отношении отдельных тест - культур формируются из свойств исходных ассоциатов заквасочных культур, входящих в его состав, и в ряде случаях отличаются повышенным бактерицидным действием, по сравнению с исходными ассоциатами заквасок.
Высокая антагонистическая и бактерицидная активность консорциума отмечена по отношению к тест-культуре Б.аигеш в разведениях фильтрата 1:64. При этом количество жизнеспособных клеток Б.аигеш составляет 101 КОЕ в 1см3, что свидетельствует о высокой задержке их роста бактериоцинами, выделяемыми микроорганизмами консорциума.
По сравнению с исходными ассоциатами выраженную антагонистическую активность микробный консорциум проявил по отношению к тест-культурам Pr.vulgaris и S.cottbus в разведениях фильтрата 1:32.
Исходные ассоциаты заквасок и разработанный на их основе микробный консорциум проявляли бактериостатическое действие к исследуемым восьми тест-культурам - угнетение роста происходило в разведениях 1:128.
Изучение антагонистической активности микроорганизмов ассоциатов заквасок показало, что молочнокислые и пропионовокислые бактерии обладают высокой антимикробной активностью к тест-культурам патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
В консорциуме эффективность подавления патогенных и условно-патогенных микроорганизмов возрастает, что говорит о широком спектре антагонистической активности пробиотических культур при совместном культивировании. Следует отметить, что вклад в повышение антимикробной активности в равной степени вносят как пропионовокислые, так и молочнокислые бактерии.
В связи с этим можно утверждать, что антимикробная активность консорциума по эффективности действия на патогенные и условно-патогенные микроорганизмы выше, чем у исходных ассоциатов.
Таким образом, практическое внедрение препаратов, выработанных на основе симбиоза молочнокислых микроорганизмов и пропионовокислых бактерий - перспективное
84
направление в пищевой биотехнологии, тем более, что уровень развития технологии совместного культивирования этих культур и производства продуктов на их основе в Западной Сибири, средней и центральной полосы России достаточно низкий.
Библиографический список
1. Воробьева, Л.И. Пропионовокислые бактерии [Текст] / Л.И. Воробьева. - М.: Изд-во МГУ, 1995. - 288 с.
2. Воробьева, Л.И. Техническая микробиология [Текст] / Л.И. Воробьева. - М.: Изд-во
МГУ, 1995. - 256 с.
3. Ганина, В.И. Пробиотики. Назначение, свойства и основы биотехнологии: Монография [Текст] / В.И. Ганина.- М.: Изд-во МГУПБ, 2001. - 169 с.
4. Шендеров, Б.А. Медицинская микробная экология и функциональное питание. Т 1: Микрофлора человека и ее функции [Текст] / Б.А. Шендеров. - М.: Грантъ, 1998. - 287 с.
