facebook
twitter
vk
instagram
linkedin
google+
tumblr
akademia
youtube
skype
mendeley
Page translation
 

Биотехнология новых продуктов функционального питания на основе пробиотических лактобактерий селекции НИИ биотехнологии Горского ГАУ

Биотехнология новых продуктов функционального питания на основе пробиотических лактобактерий селекции НИИ биотехнологии Горского ГАУБиотехнология новых продуктов функционального питания на основе пробиотических лактобактерий селекции НИИ биотехнологии Горского ГАУ
Kabisov Ruslan, professor, doctor of agricultural science, full professor

Ruslan Kabisov, associate professor, candidate of agricultural science, associate professor

Andrey Petrukovich, senior lecturer, candidate of biology

Irina Zugkieva,

Ella Ramonova, , candidate of biology

Gorsky State Agrarian University, Russia

Championship participant: the National Research Analytics Championship - "Russia";

the Open European-Asian Research Analytics Championship;

 

УДК 573.6.086.835:579.8

Полноценное и здоровое питание является одним из наиболее важных и необходимых условий для сохранения жизни и здоровья нации.
Ключевые слова: селекция, идентификация, пробиотики, молочнокислые микроорганизмы, антагонистическая активность, биотехнология, функциональное питание.

A high-grade and healthy food is one of the most important and necessary conditions for preservation of a life and nation health.
Keywords: selection, identification, probiotics, lactic microorganisms, antagonistic activity, biotechnology, a functional food.

В настоящее время одним из перспективных и востребованных направлений микробиологии является поиск новых штаммов молочнокислых бактерий для создания пробиотических препаратов и продуктов функционального питания (И.В.Соловьева и др., 2010). Новые молочные продукты с использованием пробиотиков формируют один из наиболее быстрорастущих на сегодняшний день сегментов отрасли (О.В.Карычева, 2007).

Свойства бактерий, принадлежащих к одному виду, меняются от штамма к штамму, следовательно, при выборе пробиотиков важно определить именно те штаммы, эффекты, воздействия которых хорошо изучены (Фумиаки Абэ, 2010). Особое значение в этой связи уделяется технологическим и неизвестным ранее физиологическим свойствам молочнокислых микроорганизмов.

В области селекции молочнокислых бактерий можно указать на следующие способы: выделение культур лактобактерий из природных источников; получение производственно-ценных культур молочнокислых бактерий; получение улучшенных форм лактобактерий адаптацией, т.е. выращивание микроорганизмов при постоянно изменяющихся условиях культивирования, в целях приспособления к этим условиям. При этом внешняя среда является мощным фактором изменчивости и эволюции указанной группы микроорганизмов.

Таким образом, целесообразным считается выделение из природных источников местных штаммов молочнокислых бактерий, т.к. они более приспособлены к эколого-географическим условиям данной климатической зоны. Исходя из этого, исследование биологических и технологических свойств местных штаммов лактобактерий, с целью дальнейшего их практического использования, является актуальным.

Материалом для выделения чистых культур молочнокислых бактерий послужили пробы, отобранные из различных природных источников: разных органов растений, свежих и квашеных овощей, кефирных грибков, молока, фецес сельскохозяйственных животных.

Для выделения молочнокислых микроорганизмов из различных природных субстратов делали посев в стерильное обезжиренное молоко. Перевивки осуществляли ежедневно, пока культура не сквашивала молоко с получением ровного плотного сгустка без разрывов и пузырьков газа. Чистоту культур достигали путем ежедневных пассажей.

При предварительном изучении физиолого-биохимических свойств, наиболее перспективными оказались 17штаммов лактобактерий, которые и были отобраны для детального изучения и идентификации.

Идентификацию и селекцию лактобактерий проводили по Л.А. Банниковой (1975). Наиболее перспективные штаммы изученных молочнокислых микроорганизмов отправляли  во Всероссийскую коллекцию промышленных микроорганизмов (ВКПМ) ФГУП ГосНИИ Генетика для подтверждения результатов нашей идентификации, проведением анализа 16SРНК, в результате чего видовая принадлежность штаммов была подтверждена с присвоением им коллекционных номеров.

Качество, питательная ценность и лечебно-профилактические свойства кисломолочных продуктов напрямую зависят от используемых штаммов микроорганизмов. В свою очередь для получения высококачественных бактериальных препаратов необходимо постоянно вести работу по селекции – выделению и подбору новых штаммов молочнокислых микроорганизмов, обладающих необходимыми свойствами для каждого отдельного вида заквасочного препарата.

Таблица 1. Характеристика штаммов лактобактерий

Штамм

Источник

выделения

Морфология

Скорость свертывания молока, ч

Предельная

кислотность, оТ

Ent. duransВКПМ В-8731

Огурец

Кокки

5

112

Ent. durans ВКПМ В-10093

Кефирный
грибок

Кокки

9

92

Ent. hirae ВКПМB-9069

Якон

Кокки

5

142

Ent. hirae ВКПМB-10088

Кефирный
грибок

Кокки

9

100

Ent. hirae ВКПМ В-10090

Люцерна

Кокки

9

201

Ent. hirae ВКПМ В-10091

Кефирный
грибок

Кокки

9,5

95

Str. thermophilus ВКПМ В-10089

Гвоздика
песчаная

Кокки

6

120

L. caseiВКПМВ-8730

Фекалии
поросят

Палочки

9

235

L.paracaseiВКПМВ-10092

Квашеная
капуста

Палочки

9

343

Lbm. gallinarum ВКПМВ-10131

Кефирный
грибок

Палочки

5,8

300

Lbm.gallinarum ВКПМВ-10132

Гвоздика
песчаная

Палочки

6

337

Lbm. gallinarum ВКПМВ-10133

Мальва
приземистая

Палочки

6

357

Lbm.gallinarumВКПМВ-10134

Кефирный
грибок

Палочки

6,8

288

Lbm. helveticus М-14

Самоквасное молоко

Палочки

6

311

Lbm. helveticusМ-16

Самоквасное молоко

Палочки

5,5

325

Str. salivariusМ-9

Самоквасное молоко

Кокки

6

125

Str. salivariusМ-11

Самоквасное молоко

Кокки

6

119

Как показывают данные таблицы 1, штаммы лактобактерий отличаются источником выделения, разнообразны по морфологии, имеют различную кислотообразующую способность.

Содержание в кисломолочных продуктах живых клеток молочнокислых бактерий является одним из основных показателей их качества.

Установлено, что в образцах молока, сквашенного штаммами молочнокислых бактерий микробное число является высоким и составляет 109 - 1010 клеток. Столь высокая популяция живых микроорганизмов способна осуществлять выраженное антагонистическое воздействие на нежелательную микрофлору желудочно-кишечного тракта.

Одним из основных микробиологических показателей, по результатам которого можно судить о лечебно-профилактических свойствах того или иного штамма, является антагонистическая активность. Поэтому изучению данного показателя в наших исследованиях придавалось большое значение. Результаты исследований антагонистической активности 17местных штаммов молочнокислых бактерий, приведены в таблице 2.

Таблица 2. Антагонистическая активность лактобактерий к тест-микробам (зона стерильности, мм)  n=10

Штамм

лактобактерий

Тест-микроб

Escherihia

coli

Staphilococcus aureus

Proteus

vulgaris

Ent. duransВКПМ В-8731

24

26

19

Ent. durans ВКПМ В-10093

26

21

20

Ent. hirae ВКПМB-9069

26

24

18

Ent. hirae ВКПМB-10088

26

24

16

Ent. hirae ВКПМ В-10090

20

23

20

Ent. hirae ВКПМ В-10091

25

25

13

Str. thermophilus ВКПМ В-10089

17

23

17

L. caseiВКПМВ-8730

30

29

23

L.paracaseiВКПМВ-10092

26

22

15

Lbm. gallinarum ВКПМВ-10131

25

35

29

Lbm.gallinarum ВКПМВ-10132

28

23

29

Lbm. gallinarum ВКПМВ-10133

25

21

17

Lbm.gallinarumВКПМВ-10134

34

26

28

Lbm. helveticus М-14

28

28

27

Lbm. helveticusМ-16

31

29

26

Str. salivariusМ-9

25

25

19

Str. salivariusМ-11

24

25

21

Анализ данных таблицы 2 свидетельствует о том, что лактобактерии обладают неодинаковой способностью ингибировать рост патогенной и условно-патогенной микрофлоры, что необходимо учитывать при подборе пробиотических препаратов для профилактики и лечения тех или иных возбудителей болезней. Так, зона стерильности по отношению к Escherichiacoliсоставила от 17 до 34 мм, Staphilococcusaureus– от 21 до 35 мм, Proteusvulgaris– от 13 до 29 мм.

Наибольшую антагонистическую активность в отношении большинства представителей патогенной и условно-патогенной микрофлоры проявляют штаммы Lbm. gallinarumВКПМ В-10131, Lbm. gallinarumВКПМ В-10132, Lbm. gallinarumВКПМ В-10134,  L. caseiВКПМ В-8730, Lbm. helveticusМ-14, Lbm. helveticusМ-16.

В последние годы в науке о питании получило развитие новое направление – так называемое функциональное питание.

Результаты, полученные в ходе проведенных исследований, позволили считать возможным и целесообразным использование чистых культур молочнокислых микроорганизмов селекции НИИ биотехнологии Горского ГАУ для приготовления бактериальных заквасок, пробиотических препаратов и кисломолочных продуктов функционального назначения.

Для приготовления нового вида сметаны «Лакомка» сливки сквашивали закваской из штаммов молочнокислых микроорганизмов Ent. duransВКПМ В-8731, Ent. hirae ВКПМ B-9069 и Str. thermophilusВКПМ В-10089. Сметана обладает выраженным ароматом, с приятным вкусом, консистенция густая, однородная, цвет белый. Массовая доля жира составила 20%, массовая доля белка – 2,5%, титруемая кислотность – 70ºТ. Продукт обладает антагонистической активностью по отношению к условно-патогенным и патогенным микроорганизмам, о чем свидетельствует высокая зона стерильности (25 мм по отношению к Stаph. аureusи 23 мм к E. coli), при КОЕ микроорганизмов в 1 мл готового продукта на конец срока годности 1010 клеток. Таким образом, сметану «Лакомка» можно рекомендовать для профилактики и лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта.

При производстве простокваши из пахтыиспользовали штаммы молочнокислых бактерий Ent. hiraeВКПМ В-9069,Ent. duransВКПМ В-8731 и Str. thermophilusВКПМ В-10089. Установлено, что массовая доля сухих веществ в готовом продукте составила 9,5%, жира – 0,5%, белка – 3,2%, углеводов – 4,7%. Количество микроорганизмов в 1 мл сквашенного молока 1010 клеток. Энергетическая ценность – 37 ккал. Основная ценность данного продукта заключается в высокой биологической ценности состава и в низкой калорийности. Благодаря наличию в своем составе живых пробиотических лактобактерий, холина, лецитина,ненасыщенных жирных кислот, она помогает в лечении хронических и острых гастритов, болезней печени, почек, желудочно-кишечного тракта, показана при ожирении, рекомендована для всех возрастов, а особенно, для детей и пожилых людей.

Для производства кисломолочного продукта функционального питания «Селен+» использовали штаммыEnt. duransВКПМ В-8731, Ent. hirae ВКПМ-В 10091 и Str. thermophilusВКПМ В-10089. Продукт представляет собой белую однородную массу сметанообразной консистенции, вкус и аромат чистые, кисломолочные. Кислотность продукта - 80?Т, массовая доля жира – 0,5%, массовая доля белка – 2,8%, калорийность – 35 ккал. Продукт обладает высокой антагонистической активностью по отношению к Stаph.аureus(26 мм) и E.coli(25 мм) при КОЕ/см3 – 1010, что свидетельствует о его лечебно-профилактических свойствах. Наличие в продукте селексена направлено на улучшение функционального состояния сердечно-сосудистой системы, нормализацию холестеринового обмена, повышение функциональной активности антиоксидантной системы организма.

Разработана технология получения кисломолочного продукта функционального питания, обогащенного йодом на основе штаммов лактобактерий Ent. duransВКПМ В-10093, Ent. hiraeВКПМ В-10090 и Ent. duransВКПМ В-8731. Полученный продукт имеет молочно-белый цвет; консистенция однородная; вкус и запах – чистый, кисломолочный. Массовая доля сухих веществ в готовом продукте - 9,2%, жира – 0,5%, белка – 2,9%, добавки «Йод-актив» – 0,05%, кислотность – 85оТ. Антагонистическая активность по отношению к Stаph.аureusи E.coli– 26 мм, при КОЕ/см3 – 1010. Энергетическая ценность готового продукта - 35 ккал. Продукт может использоваться для профилактики и лечения дисбактериоза и других заболеваний желудочно-кишечного тракта и йододефицитных заболеваний.

В производстве кисломолочного продукта функционального питания, обогащенного клетчаткой использовали культуры штаммов лактобактерий Str. thermophilus ВКПМ В-10089 и Ent. duransВКПМ В-8731. Врезультате проведенных исследований установлено, что массовая доля жира в продукте составила 0,5%, белка – 2,9%, кислотность – 70оТ. Энергетическая ценность составляет 35 ккал. Готовый продукт обладает лечебно-профилактическими свойствами, благодаря содержанию микрокристаллической целлюлозы (МЦК) – 0,05% и высокой антагонистической активности по отношению к Stаph.аureus(26 мм) и E.coli(24 мм)при КОЕ в 1 мл продукта 1010.

В желудочно-кишечном тракте МЦК образует стабильный коллоидный гель или дисперсию. Ее частицы, поглощая влагу, набухают и адсорбируют компоненты продуктов распада и токсины. Прием МЦК препятствует всасыванию холестерина в кровяное русло и способствует выделению из организма холестерина. Продвигаясь по желудочно-кишечному тракту, МЦК активизирует секретную и двигательную функцию тонкого и толстого кишечника.

Для приготовления сыра лечебно-профилактического назначения использовали закваску из чистых культур лактобактерий LactococcuscaseiВКПМ В-8730 и LactobacteriumgallinarumВКПМ В-10132. Поверхность готового сыра ровная, со следами серпянки, консистенция мягкая, в меру плотная, однородная, на разрезе без рисунка, вкус и аромат чистые, кисломолочные. Массовая доля влаги - 52%, жира – 24%, белка – 20%. Использование лактобактерий L. caseiВКПМ В-8730 и Lbm. gallinarum ВКПМ В-10132 при производстве сыра, обладающих высоким антагонизмом в отношении Stаph.аureus(29 мм) и E.coli(30 мм), позволяет повысить его биологическую ценность и лечебно-профилактические свойства.

Разработана технология приготовления из обезжиренного коровьего молока молочнокислой пасты «Галинарин» с использованием культур Lbm.gallinarumВКПМ В-10131 и Lbm.gallinarumВКПМ В-10134. Продукт имеет приятный вкус, однородную пастообразную консистенцию, массовая доля жира составляет 0,5%, белка - 18%, влаги - 60%, кислотность – 90°Т, обладает высокой антагонистической активностью по отношению к Staph.aureusи E.coli(зона сте­рильности 34 и 33 мм) при количестве клеток живых молочнокислых микроорганизмов в 1 мл продукта 1010 клеток.

Полученные результаты исследования свойств лактобактерий позволяют считать возможным использование чистых культур молочнокислых микроорганизмов селекции НИИ биотехнологии ФГБОУ ВПО «Горский ГАУ» для приготовления пробиотических препаратов и кисломолочных продуктов функционального назначения, с целью профилактики и лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта и обмена веществ.

Литература:

1. Соловьева И.В. и др. Изучение биологических свойств новых штаммов рода Lactobacillus. Общая биология. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2010. – № 2 (2). – С. 462–468.
2. Фумиаки Абэ. Критерии выбора пробиотика. Молочная промышленность, 2010. – № 5. – С. 21.
3. Карычева О.В. Новые культуры для кисломолочных продуктов в ассортименте компании «Христиан Хансен». Молочная промышленность, 2007. – № 11. – С. 28.

0
Your rating: None Average: 7.8 (4 votes)
Comments: 11

Telepneva Lyudmila Georgiyevna

Уважаемые авторы этой очень интересной и актуальной статьи! Каждая экологическая ниша характеризуется своим, только ей присущим, составом микроорганизмов, чутко реагирующим на внешнее воздействие. Именно в силу этого свойства бактерий, принадлежащих к одному и тому же виду. меняются от штамма к штамму. Поэтому очень важно знать и об изменениях , постоянно происходящих в ЖКТ макроорганизмов, проживающих в этой же экологической нише, чтобы уменьшить на него воздействие патогенов. В связи с повышение уровня радиации, вызвавшего изменение роста и числа микрокапилляров ЖКТ, а также нервных стрессов - постоянных и нежелательных спутников современного человека, способствующих снижению числа клеток Лангерганса и прочих дендритных клеток организма, ваша работа стала сверхактуальной. Желаю Вам и всем Вашим близким здоровья и новых творческих успехов. С уважением Телепнева Людмила Георгиевна.

Kabisov Ruslan Gelbertovich

Спасибо за проявленный интерес и теплые пожелания. Подбор культур молочнокислых бактерий для бактериотерапии вели по антибиотической активности. Применение различных видов кисломолочных бактерий и их комбинаций позволяет увеличить ассортимент и разнообразить вкусовые качества лечебных и диетических продуктов. С уважением Руслан Кабисов.

Ermolaeva Svetlana Vyacheslavovna

Работа интересная. Проблема экологии питания сегодня достаточно актуальна. А здесь разработано конкретное практическое применение. Желаю успеха. Ермолаева Светлана

Azmaiparashvili maia

Работа в прикладной бионауке и биотехнологиях сравнительно новое, трудное и интересное дело. Основной принцип биотехнологий предполагает: состав пищевых продуктов, основные физико-химические свойства и показатели, пищевые ценности, технологические процессы обработки и сохранения пищи и влияние на качество. Желаю успехов в этой необходимой работе.

Kabisov Ruslan Gelbertovich

Большое спасибо за проявленный интерес, тщательный анализ доклада и пожелания.

Arestova Inessa

Важность данной работы не вызывает сомнений. Особенно импонирует тот факт, что авторы принимают во внимание эколого-географические особенности при выделении штаммов чистых культур молочнокислых бактерий и производстве функциональных пищевых продуктов. С уважением, Арестова Инесса.

Kabisov Ruslan Gelbertovich

Спасибо за проявленный интерес. Установленно, что штаммы, выделенные из тех регионов, в которых используются, с большей вероятностью приспосабливаются к местному сырью. Следует также отметить, что используемые штаммы лактобактерий выделены из различных природных субстратов экологически чистых районов горных территорий РСО-Алания.

Мадатова Валида Миталибовна

Работа интересная. Необходимо внедрить в производство для лечения и предотвращения заболеваний, касающихся пищеварительного тракта.

Kabisov Ruslan Gelbertovich

Спасибо за комментарий. Пробиотические добавки уже внедрены на птицефабрике "Михайловская" и свинокомплексе "Кировский" РСО-Алания.

Fomina Natalya Vasilevna

Уважаемые Авторы! Очень заинтересовал Ваш доклад. Планируется ли использование кисломолочных продуктов, разработанных НИИ биотехнологии ФГБОУ ВПО "Горский ГАУ" в комплексной терапии (диетотерапии) пациентов с заболеваниями желудочно-кишечного тракта и нарушениями обмена веществ? Заранее благодарна.

Kabisov Ruslan Gelbertovich

Спасибо за проявленный интерес. На сегодняшний день в НИИ биотехнологии Горского ГАУ выпускается "биомолоко" на основе чистых культур местных штаммов пробиотических лактобактерий, которое с успехом применяется для профилактики и лечения дисбактериоза и других заболеваний желудочно-кишечного тракта.
Comments: 11

Telepneva Lyudmila Georgiyevna

Уважаемые авторы этой очень интересной и актуальной статьи! Каждая экологическая ниша характеризуется своим, только ей присущим, составом микроорганизмов, чутко реагирующим на внешнее воздействие. Именно в силу этого свойства бактерий, принадлежащих к одному и тому же виду. меняются от штамма к штамму. Поэтому очень важно знать и об изменениях , постоянно происходящих в ЖКТ макроорганизмов, проживающих в этой же экологической нише, чтобы уменьшить на него воздействие патогенов. В связи с повышение уровня радиации, вызвавшего изменение роста и числа микрокапилляров ЖКТ, а также нервных стрессов - постоянных и нежелательных спутников современного человека, способствующих снижению числа клеток Лангерганса и прочих дендритных клеток организма, ваша работа стала сверхактуальной. Желаю Вам и всем Вашим близким здоровья и новых творческих успехов. С уважением Телепнева Людмила Георгиевна.

Kabisov Ruslan Gelbertovich

Спасибо за проявленный интерес и теплые пожелания. Подбор культур молочнокислых бактерий для бактериотерапии вели по антибиотической активности. Применение различных видов кисломолочных бактерий и их комбинаций позволяет увеличить ассортимент и разнообразить вкусовые качества лечебных и диетических продуктов. С уважением Руслан Кабисов.

Ermolaeva Svetlana Vyacheslavovna

Работа интересная. Проблема экологии питания сегодня достаточно актуальна. А здесь разработано конкретное практическое применение. Желаю успеха. Ермолаева Светлана

Azmaiparashvili maia

Работа в прикладной бионауке и биотехнологиях сравнительно новое, трудное и интересное дело. Основной принцип биотехнологий предполагает: состав пищевых продуктов, основные физико-химические свойства и показатели, пищевые ценности, технологические процессы обработки и сохранения пищи и влияние на качество. Желаю успехов в этой необходимой работе.

Kabisov Ruslan Gelbertovich

Большое спасибо за проявленный интерес, тщательный анализ доклада и пожелания.

Arestova Inessa

Важность данной работы не вызывает сомнений. Особенно импонирует тот факт, что авторы принимают во внимание эколого-географические особенности при выделении штаммов чистых культур молочнокислых бактерий и производстве функциональных пищевых продуктов. С уважением, Арестова Инесса.

Kabisov Ruslan Gelbertovich

Спасибо за проявленный интерес. Установленно, что штаммы, выделенные из тех регионов, в которых используются, с большей вероятностью приспосабливаются к местному сырью. Следует также отметить, что используемые штаммы лактобактерий выделены из различных природных субстратов экологически чистых районов горных территорий РСО-Алания.

Мадатова Валида Миталибовна

Работа интересная. Необходимо внедрить в производство для лечения и предотвращения заболеваний, касающихся пищеварительного тракта.

Kabisov Ruslan Gelbertovich

Спасибо за комментарий. Пробиотические добавки уже внедрены на птицефабрике "Михайловская" и свинокомплексе "Кировский" РСО-Алания.

Fomina Natalya Vasilevna

Уважаемые Авторы! Очень заинтересовал Ваш доклад. Планируется ли использование кисломолочных продуктов, разработанных НИИ биотехнологии ФГБОУ ВПО "Горский ГАУ" в комплексной терапии (диетотерапии) пациентов с заболеваниями желудочно-кишечного тракта и нарушениями обмена веществ? Заранее благодарна.

Kabisov Ruslan Gelbertovich

Спасибо за проявленный интерес. На сегодняшний день в НИИ биотехнологии Горского ГАУ выпускается "биомолоко" на основе чистых культур местных штаммов пробиотических лактобактерий, которое с успехом применяется для профилактики и лечения дисбактериоза и других заболеваний желудочно-кишечного тракта.
PARTNERS
 
 
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
Would you like to know all the news about GISAP project and be up to date of all news from GISAP? Register for free news right now and you will be receiving them on your e-mail right away as soon as they are published on GISAP portal.