CC BY
1С.Б. Тумунова, канд. техн. наук, доц.
И.С. Хамагаева, д-р техн. наук, проф.
Н.А. Замбалова, канд. экон. наук, ст. преп.
А.С. Столярова, канд. техн. наук, доц.
Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления
РАЗРАБОТКА БАД-СИНБИОТИКА
Синтез галактоолигосахаридов в результате ферментативного гидролиза лактозы творожной сыворотки позволил получить биологически активную добавку, характеризующуюся высоким содержанием жизнеспособных клеток бифидобактерий. Использование такой БАД характеризуется высоким содержанием бифидобактерий, а присутствие олигосахаридов обеспечит эффект синбиотика за счет создания благоприятных условий для развития бифидобактерий при его употреблении.
Ключевые слова: БАД, бифидобактерии, ß-галактозидаза, олигосахариды
S.B. Tumunova, I.S. Khamagaeva, N.A. Zambalova, A.S. Stolyarova SYNBIOTIC - A BIOLOGICALLY ACTIVE ADDITIES
Synthesis of galactooligosaccharides by enzymatic hydrolysis of lactose by cheese whey made it possible to obtain biologically active additive, characterized by a high content of viable cells of bifidobacteria. The use of such supplements is characterized by a high content of bifidobacteria, and the presence of oligosaccharides provides the effect of synbiotics by creating favorable conditions for the development of bifidobacteria in its use.
Key words: bifidobacteria, ß-galactosidase, oligosaccarides
Ухудшение экологической обстановки, избыточная концентрация иммунодепрессивных и аллер-гизирующих факторов создают неблагоприятные предпосылки как для развития и формирования человека, так и для его преждевременного старения.
В настоящее время одним из перспективных способов укрепления здоровья является применение биологически активных добавок (БАД). Пробиотические БАД характеризуются ярко выраженными антагонистическими функциями и эффективны в составе терапии и профилактики ряда заболеваний желудочно-кишечного тракта, сопровождающихся нарушениями эндоэкологии.
Наиболее значимыми представителями микрофлоры человека как по удельному весу в составе микробиоценозов, так и по их многофункциональной роли в поддержании гомеостаза макроорганизма являются бифидобактерии [1, 2]. Для улучшения выживаемости и приживаемости в желудочно-кишечном тракте микробных клеток в составе БАД важно присутствие веществ немикробного происхождения, стимулирующих и активизирующих метаболизм полезной микрофлоры. В связи с этим актуальным является создание БАД, представляющим собой комбинацию про- и пребиотиков, в которой они оказывают взаимно усиливающее воздействие на физиологические функции и процессы обмена веществ в организме человека.
Цель работы - разработка бифидосодержащего БАД-синбиотика.
Для достижения поставленной цели были проведены исследования влияния:
- концентрации ферментного препарата ß-галактозидазы на рост бифидобактерий и образование олигосахаридов;
- массовой дозы лактозы в питательной среде на накопление биомассы бифидобактерий.
В качестве объектов исследования взяты чистые культуры бифидобактерий B. longum B 379 М.
За основу питательной среды для накопления биомассы бифидобактерий брали творожную сыворотку, предварительно обработанную ферментным препаратом ß - галактозидазы. Были рассмотрены следующие концентрации ферментного препарата: 1 Е/мл, 2 Е/мл, 4 Е/мл. Для стабилизации действия фермента в сыворотку вносили MgCl2 и буферные соли, позволяющие поддерживать рН в пределах 6,87,0. Гидролиз проводили в течение 2 ч. По окончании действия фермента в сыворотку вносили пептон -источник азотистого питания, в качестве редуцирующего вещества - аскорбиновую кислоту, для создания условий, близких к анаэробным, - агар-агар, источником углеродного питания служила лактоза сыворотки. В качестве инокулята использовали 48-часовую культуру B. longum, полученную на среде Blaurock. Массовая доля инокулята составляла 5%. Контролем служила среда без обработки препаратом ß-галактозидазы.
Известно, что in vitro бифидобактерии нуждаются в факторах роста. В настоящее время определен ряд веществ (бифидус - факторы), способных при малых концентрациях стимулировать рост бифидо-
бактерий. К их числу относятся олигосахариды. Поэтому на первом этапе исследований изучали влияние концентрации ферментного препарата Р-галактозидазы на образование олигосахаридов. Гидролиз проводили в течение 2 ч. Полученные результаты представлены на рисунке 1.
Рис.1. Влияние концентрации р-галактозидазы на образование моно- и олигосахаридов
Как видно из представленных данных, наибольшее количество олигосахаридов образуется при концентрации Р-галактозидазы 2 Е/мл и составляет 14,34%. Дальнейшее повышение концентрации фермента до 4 Е/мл не приводит к пропорциональному увеличению олигосахаридов. Следует отметить, что реакция гидролиза сопровождается образованием большего количества глюкозы, чем галактозы. Это свидетельствует об использовании галактозы в синтезе олигосахаридов.
Далее было изучено влияние ферментного препарата Р-галактозидазы на накопление биомассы бифидобактерий (рис.2).
Время, Ч
-контроль -в-4 Е/мл -*-2Е мл -1 Е мл
Рис. 2. Влияние концентрации ферментного препарата на рост бифидобактерий
Полученные результаты свидетельствуют, что обработка сыворотки Р-галактозидазой заметно улучшает рост бифидобактерий. Показатели контрольного варианта намного ниже.
При сравнении опытных образцов видно, что с повышением дозы вносимого препарата Р-галактозидазы до 2 Е/мл наблюдается прямо пропорциональная зависимость между дозой ферментного препарата и интенсивностью роста бифидобактерий. Дальнейшее увеличение дозы Р-галактозидазы до 4 Е/мл приводит к нарушению данной зависимости.
Таким образом, приведенные выше данные свидетельствуют о том, что обработка сыворотки Р-галактозидазой из расчета 2 Е/мл сопровождается максимальным накоплением в среде олигосахаридов и стимулирует рост бифидобактерий.
Известно, что субстратом Р-галактозидазы является лактоза. Концентрация субстрата существенно влияет на скорость протекания ферментативной реакции. С учетом этого для изучения влияния концен-
трации лактозы в сыворотке на рост клеток бифидобактерий проводились опыты при концентрации лактозы 10, 15 и 20% (рис. 3).
0.4 т-
Рис. 3. Влияние массовой дозы лактозы на рост бифидобактерий
Анализ полученных данных (рис. 3) показал, что наращивание биомассы во всех образцах выше, чем в контрольном. Однако максимальный рост биомассы отмечается при концентрации лактозы в среде 15%, о чем свидетельствует наибольшая разница в значениях оптической плотности между контрольным и опытными образцами. Повышение массовой дозы лактозы до 20% сопровождается торможением развития бифидобактерий.
Результаты проведенных исследований позволили установить, что при концентрации лактозы в сыворотке 15% и дозе ферментного препарата 2 Е/мл достигается максимальный рост биомассы клеток бифидобактерий.
При сравнении полученных данных с результатами культивирования бифидобактерий на гидроли-затно-молочной среде (рис. 4) было отмечено, что в опытном варианте количество жизнеспособных клеток на два порядка выше, 1011 КОЕ в 1 см3, а продолжительность наращивания биомассы сократилась от
48 до 40 ч.
24 ч 40 ч 48 ч
■ опыт ■ контроль Время, Ч
Рис. 4. Влияние состава питательной среды на рост бифидобактерий
Таким образом, было установлено, что обработка среды препаратом Р-галактозидазы позволяет получить высокое количество клеток в биомассе и значительно сократить процесс культивирования би-фидобактерий.
Полученные результаты были использованы при разработке БАД-синбиотика, характеристика которого представлена в таблице.
Таблица
Характеристика БАД-синбиотика
Показатели Характеристика
Продолжительность культивирования, ч 40
рн 6,6 - 7,0
Выход биомассы, % 1,5 - 2,0
Количество клеток бифидобактерий в 1 см3, КОЕ, не менее 1011
Объем продукта (см3), в котором не допускаются, а БГКП (колиформы) 2 2
S. aureus
Патогенные микроорганизмы (в т.ч. сальмонеллы) 10
Дрожжи, КОЕ/см3, не более 5
Плесени, КОЕ/см3, не более 5
Микроскопический препарат Коккоидные и диплококкоидные формы
Как видно из представленных данных, синтез галактоолигосахаридов, полученных в результате ферментативного гидролиза лактозы творожной сыворотки, позволил получить биологически активную добавку, характеризующуюся высоким содержанием жизнеспособных клеток бифидобактерий. Присутствие олигосахаридов в биологически активной добавке обеспечит эффект синбиотика за счет создания благоприятных условий для развития бифидобактерий при ее употреблении.
Библиография
1. Хамагаева И.С. Теоретическое обоснование и разработка технологии молочнокислых продуктов на основе использования р-галактозидазы и бифидобактерий: дис. ... докт. техн. наук. - М., 1989. - 465 с.
2. Шендеров Б.А.. Медицинская микробная экология и функциональное питание. Т. I. Микрофлора человека и животных и ее функции. - М.: Грантъ, 1998. - 288 с.
Bibliography
1. Hamagaeva I.S. Theoretical substantiation and development of technology for milk products through the use of P-galactosidase and bifidobacteria: Diss. Doctor .... Of Sciences. - M., 1989. - 465 р.
2. Shenderov B.A. Medical microbe ecology and functional food. Volume I. Microflora of the person and animals and its function. - M.: Grant, 1998. - 288 p.
