Питательная среда для культивирования бифидобактерий на основе соевой сыворотки

РАЗРАБОТКА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ НА ОСНОВЕ СОЕВОЙ СЫВОРОТКИ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ БИФИДОБАКТЕРИЙ

Разработана питательная среда для культивирования бифидобактерий на основе соевой сыворотки

Установлено, что олигосахариды соевой сыворотки стимулируют рост бифидобактерий и повышают их удельную скорость роста. Отмечено, что с увеличением дозы соевой сыворотки  повышается скорость роста клеток бифидобактерий и максимального значения достигает при 100%-ной концентрации сыворотки. При этом количество жизнеспособных клеток бифидобактерий составляет 10¹² КОЕ в 1 см³, что на порядок выше, чем в контрольном образце. Подобрана оптимальная доза глюкозы и других компонентов в питательной среде, обеспечивающая активный рост бифидобактерий.

Введение

В странах Востока соя давно заменяет продукцию животноводства, из нее готовят сыр, творог, молоко, сухие растительные сливки. Соевое молоко – уникальный продукт растительного происхождения, поскольку содержит большое количество водорастворимых белков альбуминов и псевдоглобулинов, являющихся источником незаменимых аминокислот, таких как лизин, валин, метионин и др.

По количеству липидов соевое молоко сопоставимо с полужирным коровьим. Основная их часть – ненасыщенные жирные кислоты, необходимые для здоровья человека. По содержанию витамина РР, железа и калия соевое молоко превосходит молоко животного происхождения. За счет наличия таких веществ, как лецитин и изофлавоны, которые приносят большую пользу для здоровья человека, употребление этого напитка благоприятным образом сказывается на общем состоянии человека.

Углеводы в сое представлены растворимыми сахарами – глюкозой, фруктозой, сахарозой, гидролизуемыми полисахаридами – крахмалом и нерастворимыми структурными полисахаридами – гемициллюлозой, пектиновыми веществами. Особый интерес представляют олигосахара сои – рафиноза и стахиоза, так как являются необходимым субстратом для полноценного функционирования микрофлоры кишечника.

Поскольку соевое молоко характеризуется полным отсутствием лактозы, оно является незаменимым продуктом детского питания в случае возникновения аллергических реакций, связанных с непереносимостью молочного сахара – лактозы, вызванных отсутствием или снижением активности лактазы в слизистой кишечника. Лактазная недостаточность также сопровождается дисбактериозом, препятствующим формированию нормального биоценоза в кишечнике, и тем самым требует адекватной профилактики и коррекции препаратами пробиотической направленности.

На основании вышеизложенного была изучена возможность применения соевой сыворотки при приготовлении питательной среды для производства гипоаллергенного бактериального концентрата бифидобактерий.

Цель работы – разработать питательную среду на основе соевой сыворотки для культивирования бифидобактерий.

Материалы и методы исследований

Экспериментальные исследования проводились в лаборатории малого инновационного предприятия (МИП) «Бифивит» при ФГБОУ ВО «Восточно-Сибирский государственный университет технологии и управления».

Объектом исследований служил штамм бифидобактерий Bifidobacterium longum DK-100, полученный из Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИ «Генетика», активизированный биотехническим методом, разработанным в ВСГУТУ.

Для культивирования бифидобактерий применяли питательную среду на основе соевой сыворотки с добавлением буферных солей, пептона и агара. Соевую сыворотку готовили из соевого молока, для этого на 1 л воды брали 90 г соевой муки и кипятили в течение 10 мин. В приготовленное соевое молоко вносили хлористый магний и отделяли сыворотку от образовавшегося сгустка. Из полученной сыворотки готовили три образца питательной среды, рассматривая следующие соотношения сыворотки и воды: 100:0; 70:30 и 50:50.

Для определения кинетических параметров анализировали кривые роста бактерии в координатах А₄₉₀-Т, где А₄₉₀-ОП культуральной жидкости при 490 нм; Т – время культивирования. Удельную скорость роста µ находили как тангенс угла наклона прямой в координатах ln А₄₉₀ –Т. Измерения оптической плотности проводили на KF-77 при λ=490 нм.

Определение количества клеток бифидобактерий проводили методом предельных разведений на среде ГМК по ТУ 10-02-02-789-192-95.

Результаты исследований

Для оценки влияния соевой сыворотки на рост бифидобактерий сравнивали средние удельные скорости роста культур (µ_ср.), рассчитанные на отрезке фаз экспоненциального роста. бактерий при температуре культивирования 37°С Контролем служил бактериальный концентрат бифидобактерий на основе творожной сыворотки. Результаты представлены на рисунке 1.

Из рисунка 1 видно, что с увеличением концентрации соевой сыворотки повышается удельная скорость роста бифидобактерий, максимальная скорость роста наблюдается в питательной среде, приготовленной на основе соевой сыворотки.

В процессе культивирования проводили количественный учет клеток бифидобактерий в питательных средах, содержащих вышеуказанные концентрации соевой сыворотки. Результаты исследований представлены на рисунке 2.

Рисунок 1 - Влияние различных доз соевой сыворотки на скорость роста бифидобактерий

Рисунок 2 - Влияние дозы соевой сыворотки на рост клеток бифидобактерий

Из рисунка 2 видно, что наибольшее количество жизнеспособных клеток бифидобактерий наблюдается в питательной среде на основе соевой сыворотки и составляет 2·10¹² КОЕ в 1 см³, что на порядок выше, чем в средах с концентрацией соевой сыворотки 70 и 50%.

Согласно полученным данным можно сделать вывод о том, что максимальная скорость роста и количество клеток бифидобактерий отмечены на питательной среде на основе соевой сыворотки.

Далее проводились исследования по подбору оптимальной дозы глюкозы. Результаты исследований представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 – Влияние дозы глюкозы на рост бифидобактерий

Из данных, приведенных на рисунке 3, видно, что максимальная скорость роста клеток бифидобактерий наблюдается при внесении 1% глюкозы. Дальнейшее увеличение дозы приводит к незначительному снижению удельной скорости роста. При этом количество жизнеспособных клеток бифидобактерий составляет 3·10¹² КОЕ в 1 см³ . По результатам исследований был установлен состав питательной среды для производства бактериального концентрата на основе соевой сыворотки, представленный в таблице.

Таблица 1.  Состав питательной среды для наращивания биомассы бифидобактерий

Выводы

В результате проведенных исследований разработана питательная среда на основе соевой сыворотки для производства бактериального концентрата. Установлено, что олигосахариды соевой сыворотки стимулируют рост бифидобактерий и повышают их удельную скорость роста.

Библиография

1. Хамагаева И.С. Метаболизм пробиотических микроорганизмов: учеб.-метод. пособие. - Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2010.- 112 с.

2. Петибская В.С. Соя: химический состав и использование. - Майкоп: ОАО «Полиграф Юг», 2012. – 432 с.

3. Бедных Б.С., Раманаускас Р.И. Молочные продукты для питания детей с лактазной недостаточностью // Молочная промышленность. - 2015. - № 4. - С. 38-40.

4. Садовая Т.Н. Культивирование некоторых штаммов бифидобактерий на синтетической среде с соевой сывороткой // Материалы II Междунар. науч. конф. студентов и молодых ученых. - М., 2003. - С. 183-184.

5. Климов Л.Я. Диетотерапия лактазной недостаточности у детей грудного возраста с использование безлактозных молочных смесей // Вопросы детской диетологии. - 2008. - № 6. - С. 40-44.

6. Култугильдина Г.Ф. Исследование возможности применения соевых белковых препаратов в производстве продуктов - аналогов десертов на молочной основе // Материалы II Междунар. науч. конф. студентов и молодых ученых. - М., 2003. - С. 195-197.

7. Чимонина И.В., Цыбульская А.А. Анализ воздействия сои и соевых продуктов на организм человека // Кант. - 2014. - № 2. - С. 93-96.

Источник: Хамагаева И.С., Замбалова Н.А., Марадудина И.П. Разработка питательной среды на основе соевой сыворотки для культивирования бифидобактерий // Вестник ВСГУТУ. 2018. № 1 (68) – С.36-40.

Дополнительно см.: Оптимизация питательной среды для получения гипоаллергенного биопрепарата