Аннотация

Введение. Создание многоштаммовых пробиотических препаратов без учета биосовместимости штаммов часто приводит к снижению их эффективности вследствие подавления жизнеспособности микроорганизмов. Поэтому актуальным является создание препаратов пробиотиков на основе хорошо сочетаемых штаммов, у которых практически отсутствует явление антагонизма. Объекты и методы исследования. Отобранные штаммы молочнокислых и пропионовокислых бактерий. Для оценки биосовместимости молочнокислых бактерий использовали метод прямого совместного культивирования на поверхности плотной среды (капельная методика). Наличие антагонизма выявляли визуально по наличию признаков подавления одной культуры другой через 24 и 48 ч после начала инкубации. Оценку антагонизма составленных ассоциаций штаммов проводили по методике Романович. Результаты и их обсуждение. В результате скрининга были отобраны 7 перспективных штаммов, определены удельная скорость роста (0,32–0,84 ч–1) и максимальная плотность популяции (до 2,2 млрд КОЕ/см3). Изучены механизмы адаптации штаммов в смешанной культуре и определены комбинации штаммов, в которых будет отсутствовать явление антагонизма и конкуренции за субстрат. Составлен четырехштаммовый консорциум (Lactobacillus plantarum 314/8, Lactobacillus helveticus R0052/6, Enterococcus faecium В-2240D, Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii 103/27). Произведен экспериментальный подбор соотношения культур в консорциуме и выбран оптимальный вариант, при котором культуры присутствуют в равных соотношениях. Изучены биосинтетические свойства консорциума и соотношение штаммов в его составе на различных стадиях роста. Подтвержден сбалансированный рост консорциума, хорошая сочетаемость штаммов и отсутствие явления антагонизма. Отработан режим культивирования на молочной сыворотке (анаэробно, соотношение штаммов 1:1:1:1, 24 ч при 37 °С). Выводы. Консорциум пробиотических бактерий может быть использован при разработке заквасок и пробиотических лечебно-профилактических препаратов, а также продуктов функционального питания.

Ключевые слова

Бактерии, скрининг, консорциум, пробиотики, биосовместимость, антагонизм, культивирование, симбиоз, штаммы

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Биотехнологические основы создания кормовых добавок с защитно-профилактическими свойствами / Г. С. Волкова [и др.]. М.: Первое экономическое издательство, 2020. 148 с.
2. МУК 4.2.2602-10. Система предрегистрационного доклинического изучения безопасности препаратов. Отбор, проверка и хранение производственных штаммов, используемых при производстве пробиотиков. М.: Роспотребнадзор, 2010. 60 с.
3. Creation and use of microorganism in meat production / A. Gizatov [et al.] // Periodico Tche Quimica. 2020. Vol. 17. № 35. P. 713–727.
4. Шиповская Е. А., Евелева В. В., Черпалова Т. М. Исследование биосинтетической активности молочнокислых бактерий Lactobacillus acidophilus при сбраживании лактозы молочной сыворотки // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2019. Т. 9. № 4 (31). С. 635–642. (In Eng.).
5. Антифунгальная активность штамма Propionibacterium freudenreichii и представителей рода Lactobacillus / Е. П. Рыжкова [и др.] // Микология и фитопатология. 2018. Т. 52. № 2. С. 144–149.
6. Крумликов В. Ю., Остроумов Л. А. Подбор параметров стабилизации симбиотического консорциума с целью получения закваски прямого внесения // Техника и технология пищевых производств. 2016. Т. 42. № 3. С. 25–30.
7. Бокова Т. А. Микробиоценоз желудочно-кишечного тракта: место метабиотиков в коррекции дисбиотических нарушений // Вопросы практической педиатрии. 2016. Т. 11. № 5. С. 38–42. https://doi.org/10.20953/1817-7646-2016-5-38-42.
8. Интенсификация процесса культивирования физиологически адаптированных штаммов лактобацилл как основа для создания биопрепаратов микробного происхождения для птицеводства / А. Г. Кощаев [и др.] // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2017. № 128. С. 1102–1115. https://doi.org/10.21515/1990-4665-128-076.
9. Разработка поликомпонентного метаболитного пробиотика / Ю. В. Кулакова [и др.] // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2013. № 5. С. 80–86.
10. Просеков А. Ю., Остроумов Л. А. Инновационный менеджмент биотехнологий заквасочных культур // Техника и технология пищевых производств. 2016. Т. 43. № 4. С. 64–69.
11. Исследование антибиотической устойчивости и антиоксидантных свойств микроорганизмов желудочнокишечного тракта / О. О. Бабич [и др.] // Актуальные вопросы науки. 2015. № 18. С. 20–24.
12. Determination of the intensity of bacteriocin production by strains of lactic acid bacteria and their effectiveness / M. I. Zimina [et al.] // Foods and Raw Materials. 2017. Vol. 5. № 1. P. 108–117. https://doi.org/10.21179/2308-4057-2017-1-108-117.
13. Prosekov A. Yu., Babich O. O., Bespomestnykh K. V. Identification of industrially important lactic acid bacteria in foodstuffs // Foods and Raw Materials. 2013. Vol. 1. № 2. P. 42–45. https://doi.org/10.12737/2053.
14. Use of lactic acid bacteria and yeasts to reduce exposure to chemical food contaminants and toxicity / G. M. Chiocchetti [et al.] // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2019. Vol. 59. № 10. P. 1534–1545. https://doi.org/10.1080/10408398.2017.1421521.
15. Juturu V., Wu J. C. Microbial production of bacteriocins: Latest research development and applications // Biotechnology Advances. 2018. Vol. 36. № 8. P. 2187–2200. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2018.10.007.
16. Фитобиотики в кормлении сельскохозяйственных животных / О. А. Багно [и др.] // Сельскохозяйственная биология. 2018. Т. 53. № 4. С. 687–697. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2018.4.687rus.
17. Дудикова Г. Н., Чижаева А. В. Консорциум молочнокислых бактерий и дрожжей для ржаной закваски с повышенными антагонистическими свойствами // Техника и технология пищевых производств. 2016. Т. 41. № 2. С. 34–39.
18. Получение продукции птицеводства без антибиотиков с использованием перспективных программ кормления на основе пробиотических препаратов / В. И. Фисинин [и др.] // Вопросы питания. 2017. Т. 86. № 6. С. 114–124.
19. Шурхно Р. А. Микробиологический препарат на основе гомоферментативных штаммов Lactobacillus plantarum, выделенных из природных источников для биоконсервирования растительных ресурсов (обзор проведенных исследований в период с 2000 по 2015 г.) // Ученые записки Казанского университета. Серия: Естественные науки. 2016. Т. 158. № 1. С. 5–22.
20. House microbiotas as sources of lactic acid bacteria and yeasts in traditional Italian sourdoughs / F. Minervini [et al.] // Food Microbiology. 2015. Vol. 52. P. 66–76. https://doi.org/10.1016/j.fm.2015.06.009.
21. Production, characterization, and antimicrobial activity of a bacteriocin from newly isolated Enterococcus faecium IJ-31 / I. Javed [et al.] // Journal of Food Protection. 2010. Vol. 73. № 1. P. 44–52. https://doi.org/10.4315/0362-028X-73.1.44.
22. Молочнокислые и пропионовокислые бактерии: формирование сообщества для получения функциональных продуктов с бифидогенными и гипотензивными свойствами / А. В. Бегунова [и др.] // Прикладная биохимия и микробиология. 2019. Т. 55. № 6. С. 566–577. https://doi.org/10.1134/S0555109919060047.
23. Дурникин Д. А., Силантьева М. М., Ерещенко О. В. Стимуляция ультразвуком накопления биомассы молочнокислых и пропионовокислых бактерий при глубинном культивировании // Биологический вестник Мелитопольского государственного педагогического университета им. Богдана Хмельницкого. 2016. Т. 6. № 2. С. 287–293.
24. Исследование ауто-, изо- и гомоантагонизма пробиотических штаммов лактобацилл / Н. А. Глушанова [и др.] // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2005. Т. 44. № 6. С. 138–142.
25. Urwyler S. K., Glaubitz J. Advantage of MALDI-TOF-MS over biochemical-based phenotyping for microbial identification illustrated on industrial applications // Letters in Applied Microbiology. 2016. Vol. 62. № 2. P. 130–137. https://doi.org/10.1111/lam.12526.