Аффилиация
a профессор кафедры "Технологии и оборудование пищевых производств", ФГВОУ ВО "Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина", профессор, доктор технических наук
b доцент кафедры "Технологии и оборудование пищевых производств", ФГВОУ ВО Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина", кандидат технических наук
c доцент кафедры "Технологии продуктов питания", ФГБОУ ВО "Саратовский государственный аграрный университет имени Н.И. Вавилова", доцент, доктор технических наук
d заведующий базовой кафедрой прикладной биотехнологии, ФГАОУ ВО "Северо-Кавказский федеральный университет", профессор, доктор технических наук
e заведующий международной научно-исследовательской лабораторией "Электро- и баромембранных технологий", ФГАОУ ВО "Северо-Кавказский федеральный университет", кандидат биологических наук
Все права защищены ©Гаврилова и др. Это статья с открытым доступом, распространяемая на условиях международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0. (
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/), позволяет другим распространять, перерабатывать, исправлять и развивать произведение, даже в коммерческих целях, при условии указания автора произведения.
Аннотация
Актуальность исследований заключается в экспериментально-аналитическом обосновании эффективности совместного использования биополимеров животного и растительного происхождения в качестве подложки в процессе иммобилизации ассоциации пробиотических культур. Исследования выполнены в специализированных лабораториях университетов: Омского ГАУ, Саратовского ГАУ, СКФУ. В виде подложки использовались: желатин, χ–каррагинан, низкоэтерифицированный пектин, модифицированный крахмал; в качестве биообъектов выбраны: L. acidophilus, B. lactis,
S. thermophilus. Для получения достоверных и полных характеристик в работе применялся комплекс методов исследований: физико-химических, сенсорных, микробиологических. Исследование иммобилизации позволило определить оптимальное соотношение биополимеров в качестве носителя (подложки): пектин и желатин, как 2:1; общую концентрацию сухих веществ раствора носителя (20,0 ± 0,5) %. Общее количество жизнеспособных клеток пробиотических микроорганизмов в мембранах (пластинах) составляет в среднем lg (11,0 ± 0,55). С целью продления срока, годности мембраны высушивали на сублимационной сушилке при параметрах: температура замороженного продукта (–25 °С) и остаточное давление в сублиматоре 0,0133–0,133 кПа. Изучена иммобилизация микрокапсулированием ассоциации пробиотических культур
L. acidophilus, B. lactis и S. thermophilus в гель биополимеров: желатин пищевой, гену пектин LM 106 AS-YA, крахмал в соотношении 5:1:1. Полученные микрокапсулы исследованы в имитированных желудочных и кишечных условиях. При этом определялось количество жизнеспособных клеток пробиотиков при различном времени их деградации. Установлено, что
20–25 % жизнеспособных клеток пробиотиков было выпущено из капсул в фазе «искусственный желудок», 75–80 % – в фазе «искусственного кишечника». Приведены инновационные биотехнологии продуктов на молочной основе для специализированного питания.
Ключевые слова
Иммобилизация,
пробиотики,
штаммы микроорганизмов,
ферментативный гидролиз in vitro,
биотехнологии,
специализированное питание
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Гаврилова, Н. Б. Научные и практические основы биотехнологии молочных и молокосодержащих продуктов с использованием иммобилизации клеток микроорганизмов: монография / Н. Б. Гаврилова, О. А. Гладилова, Н. Л. Чернопольская. – Омск : Изд-во «Вариант–Омск», 2011. – 184 с.
- Гаврилова, Н. Б. Специализированный продукт для спортивного питания / Н. Б. Гаврилова, Е. И. Петрова, Н. Л. Чернопольская // Пищевая промышленность. – 2013. – № 10. – С. 84–85.
- Ганина, В. И. Повышение жизнеспособности клеток пробиотических бактерий в процессе сублимационного высушивания / В. И. Ганина, М. М. Сониева, А. Н. Соловьёва // Биотехнология. Вода и пищевые продукты: материалы международной конференции. – Москва, 2008. – 77 с.
- Глобальные технологические тренды. Трендлер № 15, 2015. Режим доступа: https://issek.hse.ru/trendletter. – Дата доступа: 15.06.2017.
- Хоулт, Дж. Краткий определитель бактерий Берджи в 2-х томах. Москва: Изд-во «Мир», 1997. – 800 с.
- Крякунова, Е. В. Иммобилизация микроорганизмов и ферментов / Е. В. Крякунова, А. В. Канарский // Вестник Казанского технологического университета. – 2012. – Т. 15, № 17. – С. 189–194. Режим доступа: http://cyberleninka.ru/article/n/immobilizatsiya-mikroorganizmov-i-fermentov. – Дата доступа: 15.06.2017.
- Хавкин, А. И. Микрофлора и развитие иммунной системы / А. И. Хавкин // Вопросы современной педиатрии. – 2012. – 11, № 5. – С. 86–89. DOI: https://doi.org/10.15690/vsp.v11i5.433.
- Aslim, B. The effect of immobilization on some probiotic properties of Streptococcus thermophilus strains / B. Aslim, G. Alp // Annals of Microbioljgy. – 2009. – Vol. 59, № 1. – P. 127–132. https://doi.org/10.1007/BF03175609.
- Bannikova, A. Preservation of oleic acid entrapped in a condensed matrix of high-methoxy pectin with glucose syrup / A. Bannikova, V. D. Paramita, S. Kasapis // Food Hydrocolloids. – 2016. – Vol. 53. – P. 284–292. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2014.08.011.
- β-glucanase productivity improvement via cell immobilization of recombinant Escherichia coli cells in different matrices / U. Beshay, H. El-Enshasy, I. M. K. Ismail [et al.] // Polish Journal of Microbiology. – 2011. – Vol. 60, № 2. – P. 133–138. Режим доступа: http://www.pjm.microbiology.pl/full/vol6022011.pdf. – Дата доступа: 15.06.2017.
- Encapsulation of probiotic living cells: From laboratory scale to industrial applications / J. Burgain, C. Gaiani, M. Linder, [et al.] // Journal of Food Engineering. – 2011. – Vol. 104, № 4. – P. 467–483. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.12.031.
- Encapsulation: an alternative for application of probiotic microorganisms in thermally processed foods / C. P. Cavalheiro, M. de A. Etchepare, M. F. Silveira [et al.] // Journal of the Center for Natural and Exact Sciences. – 2015. – Vol. 37. – P. 65–74. https://doi.org/10.5902/2179-460X19717.
- Microencapsulation of Probiotic Bacteria and its Potential Application in Food Technology / A. Das, S. Ray, U. Raychaudhuri [et al.] // International Journal of Agriculture, Environment and Biotechnology. – 2014. – Vol. 7, № 1. – P. 47–53. https://doi.org/10.5958/j.2230-732X.7.1.007.
- Gauri, A. Immobilization and microencapsulation / A. Gauri, M. Shiwangi // Journal of Advanced Research in Biotechnology. – 2017. – Vol. 2, № 3. – P. 1–4. http://dx.doi.org/10.15226/2475-4714/2/3/00129.
- Kinetic analysis and effect of culture medium and coating materials during free and immobilized cell cultures of Bifidobacterium animalis subsp. Lactis Bb 12 / H. Jalili, H. Razavi, M. Safari [et al.] // Electronic Journal of Biotechnology. – 2010. – Vol. 13, № 3. – P. 1–10. https://doi.org/10.2225/vol13-issue3-fulltext-4.
- Microencapsulation and Fermentation of Lactobacillus acidophilus LA-5 and Bifidobacterium BB-12 / Y. Maryam, J. Fooladi, M. A. K. Motlagh // Applied Food Biotechnology. – 2015. – Vol. 2, № 4. – P. 27–32. https://doi.org/10.22037/afb.v2i4.7711.
- Viability kinetics of free and immobilized bifidobacterium bifidum in presence of food samples under gastrointestinal in vitro conditions / A. G. Mendoza-Madrigal, E. Duran-Paramo, G. Valencia del Toro // Revista Mexicana de Ingeniera Quimica. – 2017. – Vol. 16, № 1. – P. 159–168. Режим доступа: http://www.redalyc.org/pdf/620/62049878016.pdf. – Дата доступа: 15.06.2017.
- Immobilization Technologies in Probiotic Food Production / G. Mitropoulou, V. Nedovic, A. Goya [et al.] // Journal of Nutrition and Metabolism. – 2013. – Vol. 2013. – 15 p. http://dx.doi.org/10.1155/2013/716861.
- New method for selection of hydrogen peroxide adapted bifidobacteria cells using continuous culture and immobilized cell technology / V. Mozzetti, F. Grattepanche, D. Moine [et al.] // Microbial Cell Factories. – 2010. – Vol. 9, № 60. https://doi.org/10.1186/1475-2859-9-60.
- Ozyurt, V. H. Properties of probiotics and encapsulated probiotics in food / V. H. Ozyurt, S. Ötles // Acta Scientiarum Polonorum, Technologia Alimentaria. – 2014. – Vol. 13, № 4. – P. 413–424. http://doi.org/10.17306/J.AFS.2014.4.8.
