Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ПОДГОТОВКА БАКТЕРИАЛЬНЫХ КУЛЬТУР К СУБЛИМАЦИОННОМУ ВЫСУШИВАНИЮ

Несчисляев В.А., Семченко А.В., Моховикова В.Б., Белова И.В.

В производстве пробиотиков подготовка бактериальных культур к лиофилизации, помимо внесения защитных сред, может включать ряд технологических манипуляций, направленных как на уменьшение объема высушиваемого материала, так и на дополнительное повышение резистентности клеток к неблагоприятному воздействию замораживания и обезвоживания. В основе нашей разработки новых способов подготовки бактериальных культур лежала идея полифункционального использования компонентов защитной среды, в частности, обезжиренного молока. Содержание защитной среды в бактериальных суспензиях лакто- и бифидобактерий составляет до 40% объема и, следовательно, ее внесение приводит к уменьшению концентрации клеток в материале для лиофилизации. Обезжиренное молоко, как основной компонент многих защитных сред, обладает не только протективным действием, но и является известным питательным субстратом для бактерий производственных штаммов. Анализ их культуральных свойств предполагал различные варианты предварительного использования обезжиренного молока в этом статусе для получения технологического эффекта.

Известно, что штамм B. bifidum 1, используемый в производстве бифидумбактерина и бификола, не обладает способностью сквашивать молоко при накоплении биомассы на данном субстрате. Наши исследования показали, что длительное культивирование бифидобактерий не вызывает существенных изменений физических и протективных свойств молока, не препятствует его применению в качестве компонента защитной среды. Для увеличения содержания жизнеспособных клеток в бактериальной суспензии представлялось целесообразным использовать обогащенное бифидобактериями молоко. В качестве предварительного этапа исследований была проведена отработка режима накопления биомассы бифидобактерий в обезжиренном молоке, включавшая определение оптимальной подготовки и дозировки инокулята, а также продолжительности процесса. В качестве перспективного был выбран вариант 2-суточной культуры, которая по уровню накопления жизнеспособных бифидобактерий (108 КОЕ/мл) была сопоставима с производственными бактериальными взвесями, получаемыми с помощью регламентированных питательных сред.

Экспериментальные образцы бактериальных суспензий, содержащие в качестве протектора молочную культуру бифидобактерий, получали с соблюдением стандартных соотношений всех компонентов высушиваемого материала. В исходной и лиофилизированной биомассе определяли содержание жизнеспособных клеток. Результаты исследований свидетельствуют о сохранении протективных свойств обезжиренного молока и о пропорциональном увеличении КОЕ в жидком и сухом вариантах биомассы экспериментальных образцов по сравнению с контролем. Полученный технологический эффект можно использовать для уменьшения объемной дозировки препарата и, следовательно, для сокращения длительности цикла сублимационного высушивания. Следует отметить, что молочная культура B. bifidum 1 может быть применена при разработке технологии комплексных бактерийных препаратов, включающей раздельное культивирование штаммов и их сведение на этапе подготовки бактериальной суспензии к лиофилизации.

Традиционный подход при подготовке бактериальной суспензии к лиофилизации в технологии пробиотиков базируется на использовании культур, находящихся в стационарной фазе роста и характеризующихся большей устойчивостью клеток к стрессовым воздействиям по сравнению с экспоненциальной фазой. На достижение стационарной фазы и максимальное накопление бактерий ориентированы режимы глубинного культивирования производственных штаммов. Этот классический подход позволяет эффективно использовать возможности периодического культивирования. В то же время известно, что физиологическое состояние клеток к началу наступления экспоненциальной фазы роста культуры характеризуется высоким адаптационным потенциалом, который обеспечивает высокую резистентность к неблагоприятным воздействиям. Возможность использования этих свойств бактериальной культуры, находящейся в лаг-фазе, применительно к условиям лиофилизации вызывала практический интерес.

Модуляция производственной бактериальной культуры, связанная с переходом из стационарной в лаг-фазу роста, предполагает использование питательного субстрата и, следовательно, снижение концентрации клеток на этом этапе и при последующем внесении защитной среды. Отработка технологического приема по управляемому трансфазовому переходу бактериальной культуры с помощью обезжиренного молока включала определение оптимального соотношения компонентов в получаемой суспензии и продолжительности ее инкубации при 37 °С.  Полученные результаты свидетельствуют о том, что разведение культуры компенсируется повышением устойчивости клеток к лиофилизации.

Таким образом, комплексное использование питательных и протективных свойств молока представляется перспективным технологическим приемом.


Библиографическая ссылка

Несчисляев В.А., Семченко А.В., Моховикова В.Б., Белова И.В. ПОДГОТОВКА БАКТЕРИАЛЬНЫХ КУЛЬТУР К СУБЛИМАЦИОННОМУ ВЫСУШИВАНИЮ // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 12-2. – С. 368-369;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4255 (дата обращения: 18.10.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074