Изучение витаминсинтезирующей и антиоксидантной активности микробного консорциума

Введение . Воздействие на организм различных вредных факторов (физических, биологических и социальных стрессоров) может спровоцировать процесс произвольного радикального окисления. Свободные радикалы могут образовываться вследствие нормального обмена веществ [1]. Не интенсивные окислительные процессы с участием активных форм кислорода относят к процессам естественного метаболизма организма человека [2–4]. Активизация свободнорадикального окисления наблюдается при патологиях. Это связано с тем, что свободные радикалы при биохимическом взаимодействии с другими веществами повреждают их и превращают в свободные радикалы. Одним из способов прерывания реакционной цепи является взаимодействие свободных радикалов с веществами, способными отдавать им свободные электроны при этом сохранять свою стабильность. Скорость развития реакционной цепи будет зависеть от количества свободных и гибнущих радикалов [4, 5]. В условиях естественного метаболизма имеются механизмы, поддерживающие развитие окислительных процессов на постоянном уровне [5–7]. К ним относятся:

– ферменты супероксиддисмутаза и каталаза, вызывающих снижение количества активных форм кислорода, а также глутатионпероксидаза и глутатионредуктаза, утилизирующие продукты окисления (перекиси);

– эндо-антиоксиданты, присутствующие в организме человека (стероидные гормоны, карнозин, глутатион простагландин и т. д.;

– экзо-антиоксиданты, получаемые человеком с пищей (витамины, минеральные вещества, ненасыщенные жирные кислоты) [7, 8].

Кисломолочные продукты смешанного брожения известны своими лечебными свойствами, обусловленными уникальным составом молока и микрофлоры. Известно, что в молоке все питательные вещества содержатся в сбалансированной и легкоусвояемой форме. Помимо питательных веществ молоко содержит иммуномодулирующие белковые вещества (лактоферрин, ангиогенин, иммуноглобулины, лизоцим), поли-ненасыщенные жирные кислоты и витамины.

Пептиды, такие как лактоферрин и ангиогенин, вовлечены в систему естественного иммунитета, обладают каталитической активностью, способствующей стабильности клетки при воздействии свободных радикалов. Полиненасы-щенные жирные кислоты, содержащиеся в молоке, являются естественными источниками противовоспалительных эйкозаноидов [9, 10].

Аскорбиновая кислота и ее производные способны прерывать реакционные цепи, отдавая электроны соответствующим акцепторам. Так, присутствие аскорбиновой кислоты в эритроцитах защищает гемоглобин от разрушающего действия окислителей [11].

Содержание аскорбиновой кислоты в кобыльем молоке составляет 8 мг/100 г [12], в коровьем молоке – 0,05–0,35 мг/100 г [13, 14]. При сквашивании кобыльего молока содержание витамина С увеличивается до 13,6 мг/100 г [9], что вполне позволяет отнести кумыс к антиоксидантному продукту.

Продукты жизнедеятельности многокомпонентного состава микрофлоры курунги и кумыса формируют лечебный коктейль, состоящий из витаминов, аминокислот, пептидов и бактериоционов, которые несомненно влияют на развитие окислительно-восстановительных процессов организма человека.

В последние годы возрос интерес к кисломолочным продуктам профилактического дейст- вия. Одним из путей удовлетворения потребительского спроса является создание способа производства кисломолочных продуктов, таких как курунга и кумыс, c гарантированными лечебными свойствами.

Курунга и кумыс – это родственные продукты, только для производства курунги используют коровье молоко. Ранее нами была разработана биотехнология микробного консорциума, идентичного по своему составу микрофлоре курунги и кумыса. Доказана стабильность его состава, высокая биохимическая активность, в т. ч. антибиотическая по отношению к патогенным и условнопатогенным микроорганизмам [14, 15].

Цель исследования – изучение динамики аскорбиновой кислоты и антиоксидантной активности при ферментации коровьего молока микробным консорциумом.

Объекты и методы. Для исследования использовали молоко, ферментируемое микробным консорциумом (образец 1). Для получения микробного консорциума проводили культивирование комбинированной закваски, состоящей из кефирной закваски + L. Acidophilus + L. Bulga-ricus + L. Helveticus в соотношении 1 : 0,5 : 0,5 : 0,5 соответственно в течение 72 ч при рН 3,5–4. В результате культивирования при критических для выживания микроорганизмов условиях активной кислотности среды формируется микробный консорциум, включающий: Lactobacillus plantarum, Lactobacillus pentosus, Lactobacillus paraplantarum, Lactobacillus parabrevis, Lactobacillus brevis, Lactobacillus kefiri, Lactobacillus hilgardii, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus casei, Lactobacillus pontis, Lactobacillus reuter, Lactobacillus fermen-tum, Lactobacillus amylolyticus, Lactobacillus bul-garicus, Lactobacillus hamsteri, Lactobacillus cripatus, Lactobacillus helveticus, Torula, Saccha-romyces cartiloginosus, Saccharomyces lactis и Асetobacter aceti.

В качестве контрольных образцов использовали пастеризованное коровье молоко, ферментируемое исходной комбинированной закваской: кефирная закваска + L. Acidophilus + L. Bulgaricus + L. Helveticus в в соотношении 1 : 0,5 : 0,5 : 0,5 соответственно (образец 2) и кефирной закваской (образец 3).

Содержание аскорбиновой кислоты определяли по ГОСТ 30627.2-98. Содержание антиоксидантов – амперометрическим методом при помощи жидкостного хромотографа «ЦветЯру-за-01-АА».

Результаты и их обсуждение. Изучение ви-таминсинтезирующей активности проводили в процессе ферментации молока указанными выше образцами. Обезжиренное коровье молоко предварительно пастеризовали при 86 ± 2 °С с выдержкой 10 мин и охлаждали до температуры ферментации 30 ± 2 °С. В подготовленное молоко вносили 5 % закваски. Полученные данные представлены на рисунке 1.

Продолжительность сквашивания,час

о

Молоко, заквашенное микробным консорциумом

Молоко, заквашенное комбинированной закваской

Молоко, заквашенное кефирной закваской

Рис. 1. Динамика аскорбиновой кислоты в сквашиваемом молоке

Из рисунка 1 видно, что во всех образцах наблюдается активное накопление аскорбиновой кислоты в течение первых 8 ч ферментации молока. Так, содержание аскорбиновой кислоты в образце 1 увеличилось на 1,84 мг/100 г; в образце 2 – на 1,54 и образце 3 – на 1,04 мг/100 г.

Установлено, что дальнейшее культивирование контрольных образцов вызывало уменьшение скорости накопления аскорбиновой кислоты. Несколько иной характер изменения содержания аскорбиновой кислоты наблюдали в образце 1. В течение 24 ч культивирования содержание ас-

Вестник КрасГАУ. 2024. № 1 корбиновой кислоты увеличилось на 2,74 мг/100 г. в сравнении с исходным значением.

Сочетание биологической активности пробиотических культур с выраженной антиоксидантной активностью их метаболитов представляет большой интерес.

Изучение антиоксидантных свойств образцов проводили в течение 3 дней созревания при 14 ± 2 °С после 8-часовой ферментации молока при 30 ± 2 °С. Результаты исследования представлены на рисунке 2.

Продолжительность созревания, час

Рис. 2. Динамика антиоксидантной активности образцов в процессе созревания:

1 – молоко, заквашенное микробным консорциумом; 2 – молоко, заквашенное комбинированной закваской; 3 – молоко, заквашенное кефирной закваской

Из рисунка 2 видно, что образец 1 обладает наиболее выраженной антиоксидантной активностью 0,35 мг/г. В процессе созревания антиоксидантный потенциал в образце 1 увеличился на 0,025 мг/г. Антиоксидантная активность в образце 2 и образце 3 на третьи сутки созревания уменьшилась на 0,1 и 0, 2 мг/г соответственно.

По нашим данным, продукт, полученный заквашиванием молока микробный консорциумом, обладает выраженными антиокислительными свойствами в сравнении с контрольными образцами. В процессе созревания в нем продолжался рост антиоксидантной активности.

Заключение. Полученные результаты доказывает, что стрессовые условия получения микробного консорциума включает механизмы, повышающие витаминсинтезирующую активность формируемого симбиотического сообщества микроорганизмов и сдерживающие накопление свободных радикалов. Разработанный способ получения микробного консорциума позволяет создать биологически активную основу для производства курунги и кумыса.