Научная статья на тему 'Влияние Fе++ на метаболизм пропионовокислых бактерий'

Влияние Fе++ на метаболизм пропионовокислых бактерий Текст научной статьи по специальности «Биотехнологии в медицине»

CC BY
473
96
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ / КАТАЛАЗА / ПЕРОКСИДАЗА / СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗА / КАЗЕИНОВЫЕ ФОСФОПЕПТИДЫ / СОЛЮБИЛИЗАЦИЯ ЖЕЛЕЗА / РROPIONATE BACTERIA / CATALASE / PEROXYDASE / SUPEROXIDE DISMUTASE / CASEIC PHOSPHOPEPTIDES / FE SOLUBILIZATION

Аннотация научной статьи по биотехнологиям в медицине, автор научной работы — Хамагаева Ирина Сергеевна

В результате проведенных исследований установлено, что активизированные культуры пропионовокислых бактерий обладают высокими антимутагенными и адгезивными свойствами, синтезируют значительное количество корриноидов и гемсодержащих ферментов. Выявлено, что с повышением концентрации железа в среде увеличивается синтез внеклеточных метаболитов, способствующих адаптации культур к металлу. Определены оптимальные технологические параметры выделения казеиновых фосфопептидов. Доказана высокая способность казеиновых фосфопептидов солюбилизировать двухвалентное железо. Установлена взаимосвязь между концентрацией железа и степенью солюбилизации. Отмечено, что железо, хелатированное казеиновыми фосфопептидами, сохраняется в двухвалентной форме в течение длительного срока.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по биотехнологиям в медицине , автор научной работы — Хамагаева Ирина Сергеевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF Fe++ ON METABOLISM OF PROPIONATE BACTERIA

As a result of the researches it has been established, that activated propionate bacteria cultures have high antimutagenic and adhesive properties, synthesize a significant quantity of corrinoids and heme-containing enzymes. It was found out that Fe strengthening is accompanied by acceleration of synthetic process of exocellular metabolites, which facilitated adaptation of cultures to a metal. Optimum process parameters of excreting of caseic phosphopeptides have been determined. Their strong power to solubilize ferrous iron has been proved. The research established the correlation between Fe percentage and solubilization level. It was noted that Fe chelated with caseic phosphopeptides persists in the bivalent form during a long period of storage.

Текст научной работы на тему «Влияние Fе++ на метаболизм пропионовокислых бактерий»

УДК 637.131.8:579.872

И.С. Хамагаева

ВЛИЯНИЕ Fе++ НА МЕТАБОЛИЗМ ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЙ

В результате проведенных исследований установлено, что активизированные культуры пропионовокис-лых бактерий обладают высокими антимутагенными и адгезивными свойствами, синтезируют значительное количество корриноидов и гемсодержащих ферментов. Выявлено, что с повышением концентрации железа в среде увеличивается синтез внеклеточных метаболитов, способствующих адаптации культур к металлу. Определены оптимальные технологические параметры выделения казеиновых фосфопептидов. Доказана высокая способность казеиновых фосфопептидов солюбилизировать двухвалентное железо. Установлена взаимосвязь между концентрацией железа и степенью солюбилизации. Отмечено, что железо, хелатированное казеиновыми фосфопептидами, сохраняется в двухвалентной форме в течение длительного срока.

Пропионовокислые бактерии, каталаза, пероксидаза, супероксиддисмутаза, казеиновые фосфопептиды, солюбилизация железа.____________________________________________________________________________________

Введение

Концепция оптимального питания предполагает в качестве одного из важнейших условий сохранения здоровья человека адекватную обеспеченность его организма как макро-, так и микронутриентами, в том числе и эссенциальными микроэлементами, в частности железом. Железодефицитные состояния по-прежнему остаются актуальной и во многих отношениях нерешенной проблемой современной медицины. Недостаток железа в организме приводит ко многим негативным последствиям. Одним из них является развитие железодефицитной анемии [1].

Учитывая, что в повседневной жизни человек потребляет железо в составе растительных и животных продуктов и что наличие аминокислот и пептидов, а также белков животного происхождения способствует лучшему усвоению организмом этого микроэлемента, представляется целесообразным обогащать рационы питания именно органическими формами железа. По нашему мнению, наиболее удобным объектом для биотехнологического получения железа в органической форме являются пропионовокислые бактерии, которые обладают способностью синтезировать значительное количество гемсодержащих ферментов и корриноидов, повышающих усвоение железа [2].

Известно, что железо в организме может всасываться только в виде Бе2+. Однако двухвалентное железо подвергается быстрому химическому окислению, переходя в нерастворимую, неусвояемую организмом трехвалентную форму. Для сохранения биодоступности железа привлекательной представляется роль хелатирующих «агентов», которые способствуют солюбилизации минералов, сохраняя их в растворимом состоянии. Одним из представителей такого рода хелаторов являются казеиновые фосфо-пептиды (СРРs). СРРs - это фосфолированные пептиды, образующиеся из казеинов коровьего молока

при их переваривании пищеварительными протеина-зами [3]. Следует отметить, что до сих пор казеиновые фосфопептиды недостаточно изучены и как хе-латирующие «агенты» для минералов, и как потенциальные нутрицевтики в питании человека. Кроме того, в литературе отсутствуют данные о влиянии СРРs на солюбилизацию железа. Поэтому исследование железосвязывающей способности СРРs представляет большой интерес.

Цель работы - выяснение влияния различных концентраций сульфата железа на рост и биосинтез внеклеточных метаболитов пропионовокислыми бактериями, а также исследование хелатирующих свойств казеиновых фосфопептидов.

Материалы и методы

Бактерии и условия культивирования. Объектом исследования служили культуры пропионовокислых бактерий (ПКБ): штаммы Propionibacterium freude-nreichii subsp. shermanii АС-2503, Propioni-bacterium freudenreichii subsp. freudenreichii АС-2500, Propioni-bacterium cyclohexanicum Kusano АС-2260 и Propio-nibacterium cyclohexanicum Kusano АС-2259, полученные из фонда Всероссийской коллекции микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов (Москва), активизированные уникальным биотехнологическим способом, разработанным в Восточно-Сибирском государственном технологическом университете. В качестве источника железа использовали двухвалентную соль (Ре804). Культивирование пропионовокислых бактерий осуществляли на сывороточной среде с добавлением ростовых факторов [4]. В качестве инокулята использовали суточную культуру, выращенную на обезжиренном молоке. Сульфат железа добавляли в ростовую среду в концентрации 0,25-0,55 мг/мл. Культивирование пропионовокислых бактерий в присутствии сульфата

железа осуществляли в течение 24 часов при температуре 30 оС. Кинетику роста культур рассчитывали общепринятыми методами.

Аналитические методы. За процессом связывания железа следили по количеству образованного хелатированного Fe2+ (% железа, оставшегося в двухвалентной форме от первоначальной дозы). Количество железа (Fe2+) определяли референтным методом [5]. Количество железа (Fe3+) определяли спектрофотометрическим методом. Методика разработана в соответствии с ОСТ 34-70-953.4-88. Сущность метода основана на взаимодействии растворенного железа с сульфосалициловой кислотой и измерении оптической плотности образующихся при этом окрашенных растворов.

Определение внеклеточных метаболитов проводили в конце фазы экспоненциального роста. Активность каталазы определяли колориметрическим методом [6], активность пероксидазы - спектрофотометрически с о-дианизидиновым реактивом [7], активность супероксиддисмутазы - по аутоокислению адреналина [8].

Антимутагенную активность определяли по тесту Эймса [2], адгезивные свойства изучали на формали-низированных эритроцитах по развернутому методу В.И. Брилис, об адгезивности штамма судили по индексу адгезивности микроорганизма (ИАМ) [9], концентрацию экзополисахаридов - антроновым методом [10], содержание витамина В12 - спектрофотометрическим методом [11].

Раствор казеиновых фосфопептидов получали путем ферментативного гидролиза натриевого казеината. Известно, что металлосвязывающая способность СРРs зависит от степени фосфорилирования. С целью получения гидролизата с максимальным содержанием низкомолекулярных фосфолированных пептидов и свободных аминокислот, способных в дальнейшем образовывать растворимые комплексы с железом, нами были уточнены технологические параметры выделения СРРs. При получении СРРs применяли схему одностадийного гидролиза казеината № с использованием пепсина и трипсина при разной продолжительности гидролиза. Молекулярно-массовое распределение пептидов в составе водного раствора казеиновых фосфопептидов оценивали экс-клюзионной хроматографией среднего давления на колонке TSK GEL (0,8/30 см). Содержание хелатированного железа определяли методом масс-спектрометрии. В таблицах обсуждаются статистически достоверные различия при р < 0,05.

Результаты и их обсуждение

Изучение адгезивных свойств пропионовокислых бактерий. Одним из актуальных направлений современной микробиологии является изучение адгезивного процесса различных микроорганизмов. Адгезия -это межклеточное взаимодействие, выражающееся в прочном прикреплении клеток к субстрату. Что касается пропионовокислых бактерий (ПКБ), информация об их адгезивных свойствах в литературе нами не обнаружена.

Следует отметить, что от адгезивных свойств во многом зависит состав, стабильность и защитные

свойства микрофлоры макроорганизма. В связи с этим дальнейшие исследования направлены на изучение адгезивных свойств разных штаммов пропио-новокислых бактерий. В качестве клеток макроорганизма были выбраны клетки формалинизированных эритроцитов. Адгезивный процесс ПКБ с эритроцитами представлен на рис. 1.

Рис. 1. Взаимодействие ПКБ с эритроцитами: а - P. /геи-denreichii зыЬзр. hermanii АС-2503; б - Р. сус^ехатсыт Кызапо АС-2259; в - Р. freudenreichii зыЬзр. freиdenreichii АС-2500; г - Р. сус^ехатсыт Кызапо АС-2260

а

б

в

г

Анализ данных, представленных на рис. 1, показывает, что пропионовокислые бактерии обладают различной способностью адгезироваться на эритроцитах. Выявлено, что некоторые штаммы адгезиру-ются в виде отдельных бактериальных клеток (рис. 1, б, в, г), а также агрегатов, которые почти полностью закрывают эритроциты (рис. 1, а).

Адгезивные свойства культур оценивали по среднему показателю адгезии (СПА), коэффициенту участия эритроцитов (КУЭ); об адгезивности штамма судили по индексу адгезивности микроорганизма (ИАМ). Согласно методике микроорганизмы считали неадгезивными при ИАМ менее 1,75; низко-адгезивными - от 1,76 до 2,5; среднеадгезивными - от 2,51 до 4,0; высокоадгезивными - при ИАМ более 4,0. Результаты исследований представлены в табл. 1.

Из данных табл. 1 следует, что пропионовокис-лые бактерии обладают достаточно высокими адгезивными свойствами. Установлено, что из всех изученных культур высокоадгезивным штаммом является РгорютЬас1егшт freыdenreichii зыЬзр. зНегтапи АС-2503, о чем свидетельствует индекс адгезивности (ИАМ = 5,4), а также показатели СПА (4,6) и КУЭ (85 %). Следовательно, этот штамм лучше других закрепится на клетках кишечника, создавая защитный барьер. Остальные штаммы по всем исследуемым показателям проявили среднюю степень адгезивности.

Изучение влияния сульфата железа на рост и биосинтез внеклеточных факторов адаптации пропионовокислых бактерий. Внеклеточные метаболиты, синтезируемые микроорганизмами и регулирующие их активность, называются ауторегуляторами. Важно подчеркнуть, что среди многочисленных функций ауторегуляторов крайне слабо изучены факторы, обеспечивающие адаптацию микроорганизмов к неблагоприятным физико-химическим условиям среды.

В связи с этим в дальнейших исследованиях изучали влияние сульфата железа на синтез экзометаболитов пропионовокислыми бактериями. Известно, что биологический эффект взаимодействия микроорганизмов с металлами определяется концентрацией металла, степенью его токсичности и метаболическим потенциалом микроорганизмов [12].

Результаты наших исследований (рис. 2) показали, что сульфат железа до определенной концентрации (0,25 мг/мл для Р. freыdenreichii зыЬзр. freыde-пге^и АС-2500 и 0,35 мг/мл для всех остальных штаммов) повышает удельную скорость роста про-пионовокислых бактерий, что свидетельствует о необходимости железа для нормального метаболизма клетки. Дальнейшее увеличение концентрации в среде FeSO4 приводит к замедлению скорости роста. При этом количество жизнеспособных клеток остается на высоком уровне (1011 КОЕ/см3). Следует отметить, что избыточное содержание металла ингибирует метаболизм, в этом случае включаются защитные механизмы, компенсирующие отрицательное действие металла.

£ 0,25

U О ft

(3 0.2

0 о,

S °-15

и К!

в од

А

S

£ 0,05

1 о

О о ОД ОДІ 0,25 0,35 0,45 0,55

Количество вносимого железа, мг/мп

—В—P. freudenreichii subsp. freudenreichii АС-2500 X P. cjicbhexamcum Kusaiio AC-2260 —M—P. cjicbhexamcum Kusano AC-2259 —©—P. freudenreichii subsp. shemmui AC-2503

Рис. 2. Влияние сульфата железа на скорость роста пропионовокислых бактерий

При исследовании биотехнологического потенциала нами было установлено, что пропионовокис-лые бактерии синтезируют значительное количество гемсодержащих ферментов [13]. Поскольку синтез и активность гемовых ферментов зависят от содержания в среде ионов железа, дальнейшие исследования направлены на изучение влияния FeSO4 на биосинтез каталазы, пероксидазы и СОД. Результаты исследований приведены в табл. 2.

Таблица 2

Влияние сульфата железа на активность антиокислительных ферментов, синтезируемых пропионовокислыми бактериями

Содержа- Активность ферментов

Штамм ние железа, мг/мл Кагалаза, мкат/мл Пероксидаза, нмоль/ (мин-мг белка) СОД, ед/мг белка

P. freuden- 0 1280,0 1,573 1,02

reichii 0,25 1290,5 1,572 1,77

subsp. 0,35 1300,9 1,572 1,77

freuden- 0,45 1492,5 1,570 1,78

reichii АС-2500 0,55 1490,6 1,571 1,78

Таблица 1

Адгезивность пропионовокислых бактерий

Штамм СПА КУЭ, % ИАМ (M±m) Адге- зивность

P. freudenreichii subsp. freudenreichii АС-2500 3,2 79 4,0±1,5 Средне- адгезив- ный

P. cyclohexanicum Kusano АС-2260 3,9 82 3,7±1,2 Средне- адгезив- ный

P. freudenreichii subsp. shermanii AC-2503 4,6 85 5,4±1,1 Высоко- адгезив- ный

P. cyclohexanicum Kusano АС-2259 3,3 80 3,1±1,8 Средне- адгезив- ный

Окончание табл. 2

Штамм Содержание железа, мг/мл Активность ферментов

Каталаза, мкат/мл Пероксидаза, нмоль/ (мин-мг белка) СОД, ед/мг белка

0 1712,2 0,905 1,03

Р. сусЫв- 0,25 1802,5 0,890 1,85

хатсит ^^и 5 ап о 0,35 1895,3 0,853 1,86

АС-2260 0,45 1907,4 0,850 1,86

0,55 1912,3 0,853 1,86

0 1561,9 1,118 1,01

Р. сусЫв- 0,25 1807,0 1,125 1,83

хатсит 1Ки 5 ап о 0,35 1991,1 1,122 1,83

АС-2259 0,45 2007,0 1,119 1,83

0,55 2091,3 1,119 1,84

Р. freuden- 0 2318,6 1,113 1,17

reichii 0,25 2554,8 1,112 1,98

тЬяр. 0,35 2789,3 1,113 1,99

shermanii 0,45 2954,3 1,112 2,01

АС-2503 0,55 2952,3 1,113 2,01

Анализ данных табл. 2 показал, что с увеличением дозы железа у всех изученных штаммов происходит увеличение активности таких ферментов, как ка-талаза и СОД. Увеличение концентрации сульфата железа в среде до 0,45-0,55 мг/мл приводит к возрастанию активности каталазы (в среднем) в 1,5 раза, а СОД - в 1,7-1,85 раза. Что касается пероксидазы, то ее активность во всех опытных образцах практически не изменялась. Вероятно, это объясняется накоплением только эндофермента. Установлена корреляционная зависимость между активностью ферментов (У) и концентрацией сульфата железа:

У = -38,90х2 + 40,61х + 19,40 - по СОД;

У2 = -0,115х2 + 0,861х + 0,514 - по каталазе.

Коэффициенты корреляции К12 составляют 0,990 и 0,898 соответственно.

Следует отметить, что увеличение активности каталазы и СОД значительно повышает способность пропионовокислых бактерий защищаться от окислительного стресса, поскольку именно эти ферменты способны выводить из клеток суперок-сидные радикалы.

Из литературных данных известно, что защита от токсичной концентрации металла у микроорганизмов проявляется в образовании различных веществ, связывающих металл в форме малотоксичных соединений. В связи с этим дальнейшие исследования были посвящены изучению влияния сульфата железа на синтез внеклеточных факторов адаптации бактерий. Результаты исследований представлены в табл. 3.

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что добавление ионов железа в питательную среду для культивирования ПКБ стимулирует синтез внеклеточных метаболитов. Так, было отмечено, что с увеличением дозы Бе804 наблюдается более высокая антимутагенная активность пропио-новых бактерий, что указывает на индукцию антимутагенеза. Повышенный биосинтез экзополисахаридов (ЭПС) при добавлении железа - это проявление неферментативной защиты бактерий, когда ЭПС препятствуют проникновению излишнего железа в клетку за счет ее обволакивания. Увеличение адгезии

объясняется не только защитной реакцией культур по отношению к металлу, но и тем, что согласно литературным данным наличие в среде двух- и трехвалентных катионов приводит к уменьшению толщины двойных заряженных слоев на поверхностях в водных средах, что способствует адгезии за счет уменьшения электростатических сил отталкивания.

Таблица 3

Влияние сульфата железа на синтез внеклеточных метаболитов

Штамм Содер- жание железа, мг/мл Показатель

Адге- зивная актив- ность (ИАМ) ЭПС, мкг/ мл Ингиби- рование (антиму- тагенная актив- ность), % Коли- чество вита- мина В12, мкг/мл

Р. freuden- 0 4,0 29,81 43,6 31,0

0,25 4,0 29,96 44,2 32,0

тЬяр. 0,35 4,2 30,05 44,8 32,5

freшdвnrвchii 0,45 4,6 35,50 48,9 34,0

АС-2500 0,55 5,1 36,80 48,6 34,5

0 3,7 31,85 46,2 22,0

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Р. cyclhhe- 0,25 3,8 32,56 48,9 26,0

хажит Китт 0,35 3,9 36,98 48,7 27,0

АС-2260 0,45 4,4 37,20 48,6 29,0

0,55 4,7 48,30 57,9 28,0

0 2,8 36,65 44,8 18,0

Р. cyclhhe- 0,25 3,1 36,90 46,2 18,0

хажит Kusanh 0,35 3,6 36,99 47,5 18,0

АС-2259 0,45 4,2 38,70 52,8 19,0

0,55 4,6 44,78 54,2 19,5

Р./гвысВп- 0 5,4 41,30 47,7 33,0

гвсЫП 0,25 5,4 44,52 49,6 35,0

тЬяр. 0,35 5,8 49,56 50,1 35,5

shermanii 0,45 6,1 50,20 51,2 36,0

АС-2503 0,55 6,3 56,58 57,3 36,0

При исследовании морфологии пропионовокис-лых бактерий, культивируемых при разных концентрациях железа, было отмечено, что с увеличением дозы Бе804 до 0,55 мг/мл наблюдалось скопление клеток (когезия). Вероятно, в условиях межклеточных контактов посредством агрегации клетки поддерживают свою жизнеспособность.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что синтез экзометаболитов способствует адаптации пропионовокислых бактерий к ионам железа. Выявленные закономерности не только позволяют понять принцип метаболической организации у пропионо-вокислых бактерий, но и служат научной основой для создания биологически активных добавок, содержащих железо в органической биодоступной форме.

Влияние казеиновых фосфопептидов на солюбилизацию железа в питательной среде. При проведении экспериментальных исследований нами было отмечено, что при содержании железа в среде 0,45 мг/мл и более изменяется окраска концентратов и выпадает осадок, что свидетельствует об образовании нерастворимых Бе3+ ионов. В связи с этим в дальнейших исследованиях изучали влияние казеиновых фосфопептидов (СРРб) на солюбилизацию (хелатирование) железа в питательной среде.

Известно, что металлосвязывающая способность СРРs зависит от степени фосфорилирования. С целью получения гидролизата с максимальным содержанием низкомолекулярных фосфорилированных пептидов и свободных аминокислот, способных в дальнейшем образовывать растворимые комплексы с железом, нами были уточнены технологические параметры выделения СРРs. При получении СРРs применяли схему одностадийного гидролиза казеината № с использованием протеолитических ферментов. Результаты исследований представлены в табл. 4.

Таблица 4

Молекулярно-массовое распределение фракций в составе ферментолизатов

Пределы молекулярных масс, кД Размеры пептидных фракций в гидролизатах, нм Ферменты

пеп- син трип- син химо- зин

> 20 > 10 10,5 - 20,5

20,1-18,7 7-10 9,2 - 22,6

18,7-12,5 5-7 7,6 5,7 18,4

12,5-11,0 4-5 15,7 15,4 16,7

11,0-5,1 3-4 19,5 13,2 11,8

5,1-2,8 ~ 3 14,4 17,0 9,4

2,8-1,0 1-2 11,7 26,6 -

< 1 < 1 10,1 22,1 -

ii.il. 1.11

I________

б

Рис. 3. Масс-спектры гидролизатов до и после внесения железа: а - гидролизат без железа; б - гидролизат с добавлением железа

Рис. 4. Содержание железа в хроматографических фракциях комплекса железа с трипсиновым (а), пепсиновым (б) и химотрипсиновым (в) гидролизатом казеината натрия

а

б

а

х104 • 3.0-

1140.944

25

2.0

15

1.0

408.165

0.5

625.233

0.0

000

500

2иии

2Ьии

зиии

зьии

т/2

в

Таблица 5

Влияние дозы сульфата железа и протеолитических ферментов на содержание хелатированного железа

Доза вносимого сульфата железа, мг/мл Содержание хелатированного железа в водных растворах казеиновых фосфопептидов, мг

гид- ролиз пеп- сином гидролиз трипси- ном гидролиз химо- зином гидролиз хи-мотрип-сином

1 0,51 0,87 0,48 0,71

2 0,88 1,99 0,98 1,12

3 1,47 2,67 1,25 2,52

4 1,99 3,13 1,87 3,25

5 2,10 4,98 2,12 4,18

6 2,89 5,25 2,58 5,16

7 2,99 6,96 2,98 6,45

8 3,58 7,27 3,15 7,15

9 4,12 8,12 4,12 8,45

10 4,69 7,72 5,12 6,89

Данные, представленные в табл. 4 и 5 и на рис. 3 и 4, свидетельствуют о том, что казеиновые фос-фопептиды образуют с ионами железа хелатные комплексы, представляющие собой наноразмерные частицы. Такие частицы будут эффективно связываться с клеточной поверхностью, легко переносить ионы железа через кишечную стенку и защищать минерал от взаимодействия с другими элементами в желудке.

В результате проведенных исследований модифицирована технологическая схема получения казеиновых фосфопептидов (рис. 5).

Натрия казеинат Эндопротеиназа (переваривание)

Гидролиз (подкисление pH 4,6)

Удаление непептидного материала (центрифугирование) Осаждение 15 % ТХУ кислотой Центрифугирование Введение РеБОд —> Раствор, обогащенный ССРв Нано фильтрация Раствор ССР8 с хелатированным железом

Рис. 5. Модифицированная технологическая схема получения казеиновых фосфопептидов

Существует мнение, что искусственные хелатные формы минералов при хранении разрушаются и теряют свою эффективность, поэтому они уступают природным органическим солям этих элементов. В связи с этим исследовали сохранность железа, хела-тированного казеиновыми фосфопептидами, в двухвалентной форме в процессе длительного хранения. Результаты исследований представлены в табл. 6.

Таблица 6

Влияние CPPs на процесс солюбилизации железа при хранении

Штамм Содержание СРР^ % Содержание Ре2+ в среде при хранении (% от первоначальной дозы внесения), сут.

30 60 90 120

P. freudenreichii subsp. freuden-reichii АС-2500 контроль 19,0 19,0 19,5 18,5

10 58,0 62,0 62,5 60,0

20 88,0 88,0 88,5 88,0

P. cyclohexa-nicum Kusano АС-2260 контроль 30,0 29,5 30,0 28,5

10 69,0 70,5 70,0 69,0

20 94,5 95,0 95,0 94,5

P. cyclohexa-nicum Kusano АС-2259 контроль 32,0 32,0 30,5 29,0

10 60,0 60,5 60,0 59,5

20 75,0 75,0 75,5 75,0

P. freudenreichii subsp. shermanii АС-2503 контроль 22,0 25,0 25,5 19,0

10 66,0 67,0 66,0 63,5

20 95,0 96,0 96,0 95,0

Данные, приведенные в табл. 6, указывают на то, что в процессе хранения количество хелатирован-ного железа в концентратах, содержащих раствор CPPs, практически не изменилось, тогда как в контроле наблюдалось значительное снижение содержать 2+

ния растворимых ионов Fe .

Совокупность полученных данных указывает на то, что казеиновые фосфопептиды являются перспективными хелатирующими агентами для получения новых, биодоступных форм железа. В результате исследований подобраны оптимальные дозы FeSO4 и водного раствора CPPs, обеспечивающие максимальное количество солюбилизированного железа.

Выводы

1. Установлено, что активизированные культуры пропионовокислых бактерий синтезируют гемсо-держащие ферменты (каталазу, СОД, пероксидазу), что открывает широкие перспективы для их практического применения.

2. Подобраны оптимальные дозы сульфата железа, обеспечивающие активный рост и высокое количество жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий.

3. Отмечено, что добавление ионов железа в питательную среду стимулирует синтез внеклеточных метаболитов, которые способствуют адаптации про-пионовокислых бактерий к металлу.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. Исследовано молекулярно-массовое распределение и последовательность пептидных фракций в составе казеиновых фосфопептидов на наноуровнях.

5. Модифицирован способ выделения казеиновых фосфопептидов, обеспечивающий максимальный выход низкомолекулярных пептидных наноструктур с характерными размерами 1-10 нм, способных хелатировать максимальное количество железа (до 7 мг/мл железа).

6. Изучены комплексы казеиновых фосфопептидов с микроэлементами, охарактеризован механизм связывания ионов минерала с пептидными фракциями в составе комплексов и определено точное содержание хелатированного минерала.

Список литературы

1. Авцын, А. Микроэлементозы человека / А. Авцын и др. - М., 2005. - 496 с.

2. Воробьева, Л. Пропионовокислые бактерии. - М., 1999. - 300 с.

3. Гаппаров, М. Влияние казеиновых фосфопептидов на биодоступность минералов / М. Гаппаров, Е. Стан // Вопросы питания. - 2003. - № 6.

4. Хамагаева, И. Биотехнология заквасок пропионовокислых бактерий / И. Хамагаева и др. - Улан-Удэ, 2006. - 172 с.

5. Смирнов, И. Референтный метод определения железа / И. Смирнов и др. // Проблемы гематологии и переливания крови. - 1999. - № 1.

6. Королюк, М.А. Метод определения активности каталазы / М.А. Королюк и др. // Лабораторное дело. - 1988. - № 1.

7. Лебедева, О.В. Кинетическое изучение реакции окисления о-дианизидина перекисью водорода в присутствии пе-роксидазы из хрена / О.В. Лебедева и др. // Биохимия. - 1977. - Т. 42. - № 8.

8. Сирота, Т.В. Новый подход в исследовании процесса аутоокисления адреналина и использование его для измерения активности супероксиддисмутазы // Вопросы медицинской химии. - 1999. - № 3.

9. Брилис, В.И. и др. Микробиология. - 1982. - № 9.

10. Нево, А.С. Влияние дейтерометанола и оксида дейтерия на ростовые характеристики и биосинтез экзополисахарида облигатными метилотрофными бактериями / А.С. Нево и др. // Биотехнология. - 2003. - № 6.

11. Канопкайте, С. Кобаламины. - Вильнюс: Мокслас, 1978. - 144 с.

12. Тутельян, В.А. Коррекция микронутриентного дефицита - важнейший аспект концепции здорового питания населения России / В.А. Тутельян и др. // Вопросы питания. - 1999. - № 1.

13. Хамагаева, И.С. Биотехнологический потенциал пропионовокислых бактерий / И.С. Хамагаева и др. // Молочная промышленность. - 2007. - № 11.

ФГБОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления», 67001З, Россия, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская, 40в.

Тел./факс: (3012) 43-14-15 e-mail: [email protected]

SUMMARY I.S. Khamagaeva

INFLUENCE OF Fe++ ON METABOLISM OF PROPIONATE BACTERIA

As a result of the researches it has been established, that activated propionate bacteria cultures have high antimu-tagenic and adhesive properties, synthesize a significant quantity of corrinoids and heme-containing enzymes. It was found out that Fe strengthening is accompanied by acceleration of synthetic process of exocellular metabolites, which facilitated adaptation of cultures to a metal. Optimum process parameters of excreting of caseic phosphopeptides have been determined. Their strong power to solubilize ferrous iron has been proved. The research established the correlation between Fe percentage and solubilization level. It was noted that Fe chelated with caseic phosphopeptides persists in the bivalent form during a long period of storage.

Propionate bacteria, catalase, peroxydase, superoxide dismutase, caseic phosphopeptides, Fe solubilization.

The East-Siberia State university of Technology and management 40v, Kluchevskaya street, Ulan-Ude, 670013, Russia Phone/Fax: (3012) 43-14-15 e-mail: [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.