|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
NaCl и щелочной реакции среды
Одним из требований, предъявляемым к заквасочным культурам для производства функциональных продуктов с пробиотическими свойствами на основе микроорганизмов – нормальных представителей микрофлоры кишечника человека, является способность данных микроорганизмов к адгезии. Косвенными показателями способности микроорганизмов приживаться в организме человека является их устойчивость к желчи, фенолу, поваренной соли и щелочной реакции среды. В связи с этим была изучена устойчивость ассоциатов и разработанного на их основе микробного консорциума к веществам желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Результаты исследований представлены в таблице 8. Таблица 8 Изучение устойчивости ассоциатов заквасок и разработанного
Обозначения: (+) – отсутствие чувствительности к исследуемым свойствам, (–) – наличие чувствительности к исследуемым свойствам.
Как видно их табл. 8. ассоциаты несколько отличались друг от друга по развитию на средах с разной массовой долей поваренной соли, желчи и по отношению к щелочной реакции сред, что свидетельствует об их различной выживаемости в условиях желудочно-кишечного тракта человека. В результате поведенных исследований установлено, что разработанный микробный консорциум более устойчив ко всем концентрациям веществ желудочно-кишечного тракта, по сравнению с исходными ассоциатами. Данный факт может рассматриваться, как косвенный показатель лучшей способности микроорганизмов разработанного консорциума колонизировать желудочно-кишечный тракт человека.
2.7. Исследование резистентности микроорганизмов Известно, что резистентность микроорганизмов к антибиотикам является важнейшим фактором, определяющим пробиотические свойства. В связи с этим в дальнейших исследованиях была изучена природная устойчивость ассоциатов заквасок и разработанного на их основе консорциума к ряду антибиотиков, успешно применяемых для лечения различных заболеваний, таких, как бензилпенициллин, ампициллин, эритромицин, гентамицин, левомицетин, стрептомицин, оксациллин, линкомицин, тетрациклин. Результаты исследований представлены в таблице 9. Таблица 9 Изучение резистентности ассоциатов
Проведенные исследования свидетельствуют, что из изученных ассоциатов микроорганизмов и их консорциума наибольшей природной устойчивостью обладают: – к бензилпенициллину (100 000 ед/см3) – КП и разработанный микробный консорциум; – к ампициллину (500 мкг/см3) – разработанный микробный консорциум; – к левомицетину (2500 мкг/см3) – КП и разработанный микробный консорциум; – к стрептомицину (10000 мкг/см3) – разработанный микробный консорциум; – к эритромицину (2000 мкг/см3) – разработанный микробный консорциум; – к гентамицину (80 мкг/см3) – разработанный микробный консорциум; – к тетрациклину (1000 мкг/см3) – КТСБ и разработанный микробный консорциум; – к оксациллину (5 мкг/см3) – КП, КТСБ, разработанный микробный консорциум; – к линкомицину (0, 03 мкг/см3) – КП, КТСБ, разработанный микробный консорциум. Таким образом, наибольшую устойчивость ко всем антибиотикам проявил разработанный микробный консорциум, КП устойчив к 4 антибиотикам из 9, КТСБ – к 3 из 9. Это свидетельствует о росте резистентности микроорганизмов консорциума к антибиотикам по сравнению с исходными ассоциатами, что, вероятно, обусловлено приобретением новой генетической информации, которую несут клетки микроорганизмов консорциума за счет передачи плазмид (бактериальных внехромосомных молекул ДНК) в процессе трансдукции и коньюгации не только близкородственным видам, но и родам бактерий, учитывая тот факт, что многие плазмиды несут гены, способные осуществлять свой собственный перенос в другие клетки. Из литературных источников [6] известно, что некоторые штаммы молочнокислых бактерий способны проводить независимый коньюгационный перенос плазмид. Плазмиды, как и другие генетические системы, характеризуются большей степенью нестабильности, чем хромосомная ДНК, поэтому изменения их биотехнологических свойств может быть связано с перестройкой геномов, вызываемой различными факторами, например, изменением температуры культивирования. Распространению устойчивости способствует также наличие в плазмиде нескольких маркеров устойчивости к антибиотикам, которые могут комбинироваться между собой, обновляя генетическое содержание плазмиды. Это позволяет популяции микроорганизмов лучше противостоять различным антибиотикам. Данные, представленные в таблице 9, свидетельствуют, что ассоциаты, за исключением КП (к эритромицину), проявляют устойчивость к терапевтическим концентрациям исследуемых антибиотиков. Важно отметить, что микробный консорциум обладает более выраженной резистентностью, которая значительно выше, чем у ассоциатов и устойчив к терапевтическим концентрациям всех исследуемых антибиотиков. Выявленные особенности поведения микроорганизмов консорциума и использование его в производстве биопродукта позволит оказывать более выраженный терапевтический эффект при антибиотикотерапии, а также расширить ассортимент пробиотических биопродуктов для различных возрастных групп населения.
2.8. Исследование морфологических особенностей Механизм действия лактобактерий и пропионовокислых бактерий является многофакторным. Метаболиты бактериальных клеток оказывают на макроорганизм воздействие комплексом образуемых ими биологически активных веществ, которые усиливают пробиотический эффект [6, 134]. В настоящее время изучено достаточное количество фактов, свидетельствующих о сложности процессов, протекающих внутри бактериальной популяции, в которой клетки находятся в постоянном взаимодействии. Микробный консорциум можно рассматривать как предельный случай межклеточного взаимодействия. И как показали наши исследования, нахождение микроорганизмов в составе консорциума создает им определенные преимущества, например, повышение биотехнологических свойств, антибиотической активности, резистентности к антибиотикам и др. Согласно литературным данным, адаптация к факторам внешней среды обеспечивается механизмами, гарантирующими стабильность микробного консорциума. К таким механизмам относят межклеточную когезию или агрегацию бактерий. Целью наших исследований являлось выяснение роли физиологических взаимодействий (агрегации или когезии) клеток для инициации роста пропионовокислых бактерий в микробном консорциуме (рис.13).
а) КТСБ (Streptococcus salivarius subsp. thermophilus, Lactobacillus delbrukii subsp. bulgaricus)
б) КП (Propionibacterium freudenreichii (подвиды shermanii, globosum)
в) консорциум КТСБ и КП
Рис. 13. Микроскопическая картина ассоциатов КТСБ (а), КП (б) и их консорциума (в) В результате проведенных исследований (рис. 13 в) были установлены большие скопления клеток пропионовокислых и молочнокислых бактерий, что свидетельствует о когезии клеток в микробном консорциуме. Следует отметить меньшую агрегацию клеток молочнокислых и пропионовокислых бактерий в ассоциатах (рис.13 а, б). Агрегация клеток микроорганизмов, входящих в консорциум, демонстрирует их способность к многоклеточной организации, что характерно для бактерий в их природных местах обитания, например, в желудочно-кишечном тракте человека. В результате проведенных исследований установлено, что в сравнении с ассоциатами микробный консорциум имеет ряд несомненных преимуществ: – консорциум обладает более высокой антагонистической активностью к возбудителям кишечных инфекций, что очень важно для создания пробиотических продуктов и повышения их качества и безопасности; – характеризуется высокой резистентностью к антибиотикам, устойчивостью к фенолу, желчи, поваренной соли, щелочной реакции среды; – высокое количество витамина В12, продуцируемого микробным консорциумом, позволит получить биопродукты для профилактики анемии.
2.9. Разработка биотехнологии производства На основании установленных ранее оптимальных параметров получения микробного консорциума с широким спектром антимикробной активности была разработана биотехнология производства биопродукта «Омский-1». Технологическая схема производства биопродукта «Омский-1» представлена на рисунке 14, аппаратурная схема технологического процесса биопродукта «Омский-1» – на рисунке 15. Биотехнология производства биопродукта «Омский-1» предусматривает следующую последовательность операций: – приемка и подготовка сырья; – составление смеси, нормализация; – гомогенизация, пастеризация и охлаждение; – заквашивание микробным консорциумом; – сквашивание и охлаждение; – розлив, упаковка и маркировка.
Приемка и подготовка сырья ↓ Составление смеси, нормализация ↓ Подогрев t = (60±5)°С ↓ Гомогенизация Р = (15±2, 5) МПа ↓ Пастеризация t = (95±2)°С, τ = 5-10 мин ↓ Охлаждение до t заквашивания t =( 35±1)°С ↓ Заквашивание микробным консорциумом (КТСБ и КП 1: 7), перемешивание t = (35±1)°С, τ = 20-30 мин ↓ Сквашивание t = (35±1)°С, τ =(5, 4±0, 1)ч, К=(97, 0±2, 0)˚ Т ↓ Охлаждение t =(17±1)°С Розлив, упаковывание, маркирование ↓ Охлаждение продукта t = (4±2)°С ↓ Хранение t = (4±2)°С
Рис. 14. Технологическая схема производства биопродукта «Омский-1»
При приемке и подготовке сырья молоко принимают по массе и качеству, установленному ОТК (лабораторией) предприятия. Очистку молока осуществляют на центробежных молокоочистителях, после чего молоко охлаждают до температуры (4±2)°С. При необходимости допускается хранить молоко до использования при температуре (4±2)°С, но не более 6 часов. Молоко нормализуют по массовой доле жира. Нормализацию проводят путем добавления сливок или обезжиренного молока к цельному молоку или с помощью сепаратора-нормализатора. При использовании сепаратора-нормализатора молоко подогревают до температуры (40±5)°С. Затем нормализованную смесь подогревают в теплообменнике до температуры (60±5)°С и направляют на гомогенизацию. Гомогенизацию проводят при давлении (15±2, 5) МПа. Пастеризуют смесь при температуре (95±2)°С с выдержкой от 5 до 10 минут. После выдержки смесь охлаждают до температуры заквашивания (35±1)°С. Заквашивают смесь консорциумом микроорганизмов в резервуарах для кисломолочных напитков с охлаждаемой рубашкой, снабженной специальными мешалками, обеспечивающими равномерное и тщательное перемешивание смеси с закваской. Для лучшего перемешивания смеси с закваской заполнение резервуара смесью производят при включенной мешалке. Перемешивание заканчивают через 20 минут после заполнения резервуара. Сквашивание производят при температуре (35±1)°С. Окончание сквашивания определяют по образованию молочного сгустка кислотностью (97, 0±2, 0) ˚ Т. Продолжительность сквашивания составляет (5, 4±0, 1) часов. По окончании сквашивания биопродукт охлаждают до температуры (17±1)º С, разливают при непрерывном перемешивании в герметичную потребительскую тару, упаковывают в транспортную тару и направляют в холодильную камеру. Розлив одной емкости с заквашенной смесью должен быть закончен в течение 20-30 мин. В холодильной камере биопродукт охлаждают до температуры (4±2)°С, после чего технологический процесс считается законченным и продукт готов к реализации.
Раздел 3. РАЗРАБОТКА БИОТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА БИОПРОДУКТА - СИНБИОТИКА ДЛЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПИТАНИЯ |
Последнее изменение этой страницы: 2017-04-13; Просмотров: 664; Нарушение авторского права страницы
