Главная \ Пробиотики \ Микроэлементный состав \ Инновационность пробиотиков

Об инновационности разработок пробиотиков с микроэлементами

РАЗРАБОТКА БАКТЕРИАЛЬНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ С МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ

Новый подход к разработке йодированных и селенированных продуктов за счет использования ферментной системы пробиотических микроорганизмов.

Новый подход к разработке йодированных и селенированных продуктов за счет использования ферментной системы пробиотических микроорганизмов.

Прим.: Следует отметить, что предлагаемые нашей компанией бактериальные концентраты с микроэлементами появились на Российском рынке относительно недавно. Однако многие потребители сразу же отметили их высокую эффективность при профилактике и лечении алиментарных заболеваний, нормализации микробиоценоза кишечника, укреплении иммунитета и т.д. Кроме того, полученные в последнее время  сведения о результатах применения данных биоконцентратов в лечебно-профилактических целях, указывают на необходимость их более широкого использования в комплексной терапии различных заболеваний, особенно иммунологической природы. Все это требует отдельных исследований, которые безусловно будут проведены. В данном же разделе описаны моменты, послужившие исходными основаниями для разработки инновационных бактериальных препаратов, а также результаты экспериментов, подтверждающие эффективность разработок.

Многие  иногда спрашивают, в чем уникальность пробиотиков с микроэлементами, ведь существует масса препаратов, содержащих йод, селен, железо и т.п. Понимаем, что вся эта биодоступность микроэлементов, их органическая форма, связанное состояние и т.д. с первого раза не понятны потребителям. Однако попробуем объяснить некоторые детали более подробно…

Ну во-первых, на сегодняшний день отсутствуют препараты на основе пробиотических микроорганизмов, обогащенных микроэлементами, в частности йодом и селеном. Конечно, ранее уже были разработаны способы получения микроорганизмов, обогащенных селеном, но эукариотических, полученных путем культивирования дрожжей. Однако все эти способы имели ряд недостатков: там либо значительно повышались трудозатраты из-за использования в качестве источника селена его диоксида (SeO2), являющегося летучим соединением, либо из-за неуправляемости процесса получалось нестабильное содержания селена в дрожжах, что абсолютно неприемлемо.

В отношении йода ранее также проводились подобные работы. Известен способ производства йодированного молочного белка – казеина, предусматривающий йодирование тирозина, содержащегося в казеине, под воздействием однохлористого йода, а также способ получения йодированного кефира, предусматривающий внесения источника йода – йодказеина с дальнейшим процессом сквашивания и ферментации. Однако в первом случае даже регулярное потребление йодказеина не решает проблему гипертиреоза, т.к. даже при достаточном поступлении йода в организм извне, его усвояемость может значительно снизиться из-за нарушений в функционировании органов пищеварительной системы, а во втором случае биологическая ценность продукта элементарно снижается из-за отсутствия пробиотических микроорганизмов, способных приживаться в ЖКТ.

Так вот, полученные результаты свидетельствуют, что бифидо- и пропионовокислые бактерии являются наиболее перспективными объектами для биотехнологического получения органических форм йода и селена, что повышает биодоступность данных микроэлементов и значительно понижает их токсичность.

СЕЛЕНИРОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ

Необходимо подчеркнуть, что большая часть селена в животных тканях присутствует в виде селенометионина и селеноцистеина, т.е. органическая форма селена заключена в химической связи с аминокислотами

селеноцистеинселенометионинСЕЛЕНПРОПИОНИКСОрганический селен. Проведенные исследования показали, что при наращивании биомассы пробиотических микроорганизмов в питательной среде на основе творожной сыворотки, содержащей селен, образуются селенсодержащие аминокислоты, повышаются антимутагенные свойства и экзополисахаридный потенциал бифидобактерий и пропионовокислых бактерий. Как видно из таблицы 1, внесение  питательную среду селенита натрия не снижает рост пробиотических микроорганизмов, количество жизнеспособных клеток остается на высоком уровне и к концу культивирования составляет 1011-1012 КОЕ в 1 см3. Следует отметить, что более высокую устойчивость к селену проявляют пропионовокислые бактерии.

Таблица 1 - Влияние селенита натрия на рост пропионовокислых бактерий

Доза селенита натрия, мкг/мл
Количество жизнеспособных клеток пропионовокислых бактерий, КОЕ/см3
Продолжительность культивирования, час.
6
12
18
24
Контроль, без селена
8*106
8*109
2*1010
4*1012
5
3*106
1*1010
5*1010
6*1012
10
9*106
9*109
1*1010
7*1012
15
1*106
4*108
9*109
8*1012
20
8*106
7*109
3*1010
3*1012

С учетом удовлетворения суточной потребности взрослого человека в селене количество вносимого в питательную среду селенита натрия установлено из расчета 15-20 мкг/мл. При этом достигается активный рост микроорганизмов.

Известно, что селенит-ионы при поступлении в клетку прокариот восстанавливаются до селеноводорода и его алкильных производных, которые потом включаются в серусодержащие аминокислоты, а затем в селенопротеины с образованием органических форм селена. Согласно современным представлениям селен поступает в клетку с участием тех  же транспортных систем, что и сера, и включается в обмен серы, заменяя ее в метионине и цистеине. 

селеноцистеин Применительно к остатку селеноцистеина механизм такого включения детально исследован. Установлено, что он определяется наличием в составе мРНК триплета UGA в сочетании со специфическим нетранслируемым  петлевым фрагментом Se-CYS. В процессе включения остатка селеноцистеина в белок участвует специфическая сериновая UGA-тРНК длиной 95 нуклеотидов и 4 фактора трансляции Sel-A, В, С и D. У прокариот этот нуклеотидны участок расположен в непосредственной близости от триплета UGA в отличие от эукариот. Селенсодержащие белки входят в состав внутриклеточной гидрофильной макромолекулярной (белковой) фракции биомассы. Следует отметить, что селенометионин не синтезируется высшими организмами и единственным источником является биомасса прокариот и дрожжей. Вероятно этим объясняется способность бифидобактерий и пропионовокислых бактерий, как микроорганизмов прокариотической природы, накапливать селен. 

В ходе экспериментальных исследований было установлено, что обогащение пробиотических микроорганизмов в процессе культивирования селенитом натрия способствует повышению их антимутагенной активности (см. фиг. 3). При обогащении селеном антимутагенная активность пробиотических микроорганизмов повышается и достигает максимального значения 83% для пропионовокислых бактерий и 59,6% для бифидобактерий при концентрации селенита натрия 20 мкг/мл.

Влияние селенита натрия на антимутагенную активность пропионовокислых бактерий (1) и бифидобактерий (2)

4. влияние селенита натрия на антимутагенную активность бифидо- и пропионовокислых бактерий

Также при обогащении селеном происходит накопление в продукте экзополисахаридов (ЭПС), обеспечивающих увеличение вязкости и влагоудерживающей способности биомассы, что повышает выход готового продукта.  Как видно из табл. 3, с увеличением концентрации селенита натрия в среде культивирования пробиотических микроорганизмов наблюдается постепенное увеличение концентрации экзополисахаридов и вязкости культуральной жидкости. Следует отметить, что биосинтез ЭПС у пропионовокислых бактерий выше на 67%, чем у бифидобактерий.

Подробнее по теме см.:

ЙОДИРОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТ

способ получения йодированных продуктов

Органический йод - это йод, находящийся в химической связи с каким-либо органическим веществом (аминокислоты, сахара, полисахариды)

Здесь авторами изобретения решалась задача о возможности использование ферментной системы пробиотических микроорганизмов для йодирования с целью производства продуктов, не только содержащих органический йод, но и оказывающих положительное влияние на состояние желудочно-кишечного тракта.

Как известно, реакция йодирования может протекать при расщеплении белков. Фермент, выделяемые пробиотическими микроорганизмами, способны расщеплять белки питательной среды до аминокислот, в т.ч. до тирозина и гистидина и др. Последние способны образовывать с йодом прочные соединения. Реакция йодирования может проходить и при синтезе белков микроорганизмами.

Также анализ литературных данных показал, что нарушение функций щитовидной железы возникают при некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, например при недостаточной всасываемости йода в тонком отделе кишечника. Поэтому исследования были направлены на устранение самой причины йодной недостаточности.

Технический результат изобретения заключается в повышении усвояемости йода организмом, сохранение высокого содержания йода в продукте при хранении, а также в повышении биологической ценности и антимутагенной активности готовых продуктов. Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в качестве инокулята используют закваску пропионовокислых бактерий штамм P.Shermanii freudenreichii subsp. Shermanii. (или закваску бифидобактерий bifidobacterium longum 379M).

Отличительными признаками изобретения являются новые условия осуществления процесса ферментации, а именно внесение в питательную среду раствора йодистого калия и заквашивание закваской на чистых культурах пробиотических микроорганизмов. Использование пробиотических микроорганизмов, которые являются регуляторами микробиоценоза кишечника, от деятельности которого зависит состояние всего организма, позволит наладить механизм проникновения йода в щитовидную железу, обеспечит поступление в организм лучше усваиваемой органической (!) форм йода.

Результаты исследования показали, что при внесении раствора йодистого калия в среду, содержащую тирозин, гистидин, происходит реакция замещения йода в бензольном кольце ароматических аминокислот.

аминокислоты гистидин и тирозин

В результате экспериментальных исследований установлено, что культуральная жидкость и клетки пропионовокислых бактерий и бифидобактерий обладают антимутагенным действием в отношении мутагенеза, индуцируемого 4-нитрохинолин-N-оксидом. Наиболее сильное антимутагенное действие обнаружено у культуральной жидкости и клеток пропионовокислых бактерий, достигающее соответственно 35% и 71, 6% ингибирования. Возможно это объясняется тем, что пропионовокислые бактерии синтезируют значительные количества антиокислительных ферментов: супероксиддисмутазы, пероксидазы и каталазы. Одновременное присутствие этих ферментов позволяет клетке удалять супероксидные и пероксидные радикалы, образованные в окислительных реакциях.

  Эксперименты на крысах

Для подтверждения эффективности способа производства йодированных продуктов на основе бактериальных концентратов пропионовокислых бактерии и бифидобактерий была также проведена экспериментальная проверка последних на крысах линии Вистар. О степени усвояемости йода судили по содержанию тиреоидных гормонов в сыворотке крови и гистоморфологическим исследованиям щитовидных желез крыс Вистар.

Wistar

мерказолил В экспериментах введение мерказолила животным в дозе 25 мг/кг в течении 14 дней привело к гипотиреозу. Результат показали, что применение йодированных концентратов в течении 14 дней способствует восстановлению показателей тироксина трийодтиронина в сыворотке крови до уровня таковых интактных животных при мерказолиловом гипотиреозе. Введение йодированных концентратов более эффективно по сравнению с введением «КI 200». Наличие данного эффекта можно объяснить тем, что ферментная система микроорганизмов способствует более полному усвоению йода организмом животных.

Отмечено, что действие йодированного концентрата пропионовокислых бактерий более эффективно по сравнению с йодированным концентратом бифидобактерий, т.к. содержание связанного тироксина и трийодтиронина у первого выше. Возможно это объясняется тем, что пероксидаза, синтезируемая пропионовокислыми бактериями, катализирует реакцию присоединения йода.

Также следует отметить, что применение йодированных бактериальных концентратов  в дозе 50 мкг/кг в течении двух недель восстанавливает у животных функциональную зависимость щитовидной желез до уровня интактных животных.

ЙОДПРОПИОНИКСИТАК: использование закваски на чистых культурах пропионовокислых бактерий и бифидобактерий способствует образованию прочных (!) йодсодержащих органических соединений, которые хорошо усваиваются организмом, и содержащийся в их составе йод участвует в образовании тиреоидных гормонов. Кроме того, разработанные продукты обладают высокой биологической ценностью и антимутагенной активностью.

Подробнее по теме см.:

Так была обоснована новизна и изобретательский уровень при разработке «Йодпропионикса», «Селенпропионикса» и кисломолочных йодированных и селенированных продуктов

По вопросу инновационности разработок см. также:

Будьте здоровы!

 

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

  1. ПРОБИОТИКИ
  2. ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
  3. БИФИКАРДИО
  4. КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
  5. ПРОПИОНИКС
  6. ЙОДПРОПИОНИКС
  7. СЕЛЕНПРОПИОНИКС
  8. БИФИДОБАКТЕРИИ
  9. ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
  10. ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
  11. СИНБИОТИКИ
  12. АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
  13. АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
  14. АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
  15. МИКРОФЛОРА КИШЕЧНОГО ТРАКТА
  16. МИКРОФЛОРА И ФУНКЦИИ МОЗГА
  17. ПРОБИОТИКИ И ХОЛЕСТЕРИН
  18. ПРОБИОТИКИ ПРОТИВ ОЖИРЕНИЯ
  19. МИКРОФЛОРА И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
  20. ПРОБИОТИКИ и ИММУНИТЕТ
  21. ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
  22. ДИСБАКТЕРИОЗ
  23. МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
  24. ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
  25. ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
  26. АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
  27. СИНТЕЗ ЛЕТУЧИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
  28. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
  29. АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
  30. ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
  31. ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
  32. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
  33. НОВОСТИ

влево