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

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ЛИОФИЛИЗАЦИИ В ТЕХНОЛОГИИ ПРОБИОТИКОВ

Несчисляев В.А., Семченко А.В., Арчакова Е.Г., Моховикова В.Б., Белова И.В.

В настоящее время наиболее распространенным способом стабилизации бактериальных культур в производстве пробиотических препаратов остается сублимационное высушивание. Доступность именно этого способа длительного сохранения жизнеспособности и биологической активности клеток производственных штаммов позволила в середине прошлого века организовать промышленный выпуск лекарственных форм препаратов для нормализации кишечной микрофлоры. Последующие разработки всех отечественных медицинских пробиотиков базировались, как правило, на лиофилизации бактериальных культур, что в значительной степени определяло показатели качества, сроки годности и понятие дозы препарата.

Повышение эффективности использования сублимационной техники при традиционном выпуске пробиотиков в виде сухой биомассы во флаконах предполагает применение защитных сред, позволяющих при сохранении жизнеспособности клеток обеспечить необходимую структуру (внешний вид) сухого препарата в условиях непродолжительного и интенсивного режима высушивания. Практика разработки защитных сред свидетельствует, что для минимизации гибели клеток и отходов продукции по физическим свойствам состав ксеропротектора для каждого вида бактерий должен включать сбалансированный качественно и количественно набор компонентов. При этом существенное значение имеет количество клеток в бактериальной суспензии, ее эвтектические параметры, характер температурного воздействия при замораживании и обезвоживании, конфигурация и высота слоя замороженной биомассы.

Унификация защитных сред, применяемых в производстве пробиотиков, предполагала ограничение количества используемых компонентов, необходимых в составе ксеропротекторов для «жестких» режимов сублимации. При таких режимах высушивания негативный биологический и структуродеформирующий эффект нивелируется, как правило, увеличением концентрации ксеропротектора в бактериальной суспензии. При этом добиться улучшения структуры сухой биомассы значительно сложнее, чем получить необходимое количество живых клеток в сухом препарате.

В качестве модели для отработки оптимального состава защитной среды был выбран лактобактерин, так как бактериальная суспензия штамма L. plantarum 8Р-А3 отличается высоким содержанием клеток (до 1010КОЕ/мл) и низкой эвтектикой (температура замерзания не выше минус 40 °С). Бактериальную суспензию (по 2,5 мл во флаконах) замораживали при температуре минус 50 °С не менее 16 ч и помещали в сублиматор. После выхода аппарата на рабочие параметры сразу задавался нагрев полок до максимальной температуры (35°С). По окончании сушки в препарате определяли содержание жизнеспособных клеток и оценивали структуру сухой биомассы по наличию дефектов.

Подбор вариантов защитных сред базировался на результатах предварительных исследований, свидетельствующих о возможности использования традиционных компонентов: обезжиренного молока и сахарозы, которые в известной концентрации обеспечивают приемлемый уровень сохранения живых клеток при различных режимах сублимации. Основная задача была связана с выбором высокомолекулярного структурообразующего компонента, который, наряду с биологическим эффектом, способствовал бы получению препарата с удовлетворительными физическими свойствами. Было проведено сравнительное испытание следующих веществ: желатина, крахмала картофельного, натрий карбоксиметилцеллюлозы и поливинилпирролидона, известных своим применением в комплексных ксеропротекторах.

Результаты исследований показали, что все варианты защитных сред оказывали практически аналогичный протективный эффект, обеспечивая необходимый уровень выживаемости клеток. По структуре сухой биомассы лактобактерина лучший результат отмечен у варианта ксеропротектора на основе желатина. Сахарозо-желатино-молочная среда была выбрана в качестве производственного ксеропротектора для «жестких» режимов высушивания при изготовлении лактобактерина и бифидумбактерина.

Следует отметить, что значительному (в 2-3 раза) снижению количества некондиционных образцов готовых препаратов по структуре биомассы способствовал прием наклонного замораживания продукции. Отклонение от вертикальной оси флакона позволяет увеличить площадь свободной поверхности замороженного препарата. Эффект от такой заморозки связан с ускорением процесса сублимации и предотвращением образования дефектов структуры лиофилизата.

Адаптированные режимы интенсивного сублимационного высушивания позволили снизить на 20-30% общую продолжительность процесса лиофилизации пробиотических препаратов.


Библиографическая ссылка

Несчисляев В.А., Семченко А.В., Арчакова Е.Г., Моховикова В.Б., Белова И.В. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ЛИОФИЛИЗАЦИИ В ТЕХНОЛОГИИ ПРОБИОТИКОВ // Фундаментальные исследования. – 2007. – № 12-2. – С. 369-370;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4256 (дата обращения: 16.10.2019).

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