Определение биотического потенциала в картофеле и яблоках

В современных рыночных условиях важным фактором играет время и быстрота реакции, поэтому в основном применяют экспресс-исследования для определения показателей качества и безопасности в продуктах питания.

Инфузории, в частности Tetrahymena

pyriformis , благодаря своей высокой чувствительности к различным изменениям среды, являются удобной моделью для проведения биотестов. Использование инфузорий позволяет оценить не только наличие патогенных микроорганизмов, но и общую биологическую активность продукта, что особенно важно для

This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License

Джабакова А.Э. и др. Вестник ВГУИТ, 2025, Т. 87, №. 1, С. 168-174

оценки свежести и качества овощей и фруктов.

Метод биотестирования имеет ряд известных преимуществ перед тестированием объектов на животных [1]:

• •    быстрота проведения анализа [2];

• •    большой спектр применения (определения безопасности, безвредности, токсичности; биологической активности функциональных ингредиентов, полноценности пищевых продуктов, кормов, неспецифической активности лекарственных составов; биологический мониторинг разнообразных экологических систем) [3-9];

• •    недорогая стоимость методики;

• •    улавливают ультрамалые концентрации токсигенов;

• •    нет этической стороны вопроса при их использовании в исследовании;

• •    не используется дорогое и специфическое оборудование.

Применение методов биотестирования на инфузориях может позволить не только контролировать качество продуктов на различных этапах их производства и хранения, но и выявлять потенциальные риски для здоровья потребителей. Биотический потенциал, определяемый как совокупность биологически активных веществ и микроорганизмов, способных влиять на здоровье человека, является важным показателем качества продуктов.

Проведение биотестов на инфузориях включает в себя анализ их жизнедеятельности в присутствии исследуемых продуктов, что позволяет оценить влияние различных факторов на их биологическую активность. В частности, тест реакцией может быть изменения в морфологии, подвижности и скорости размножения

Для определения усваиваемости продуктов питания используют сложные и трудоемкие методы, которые подразумевают использование либо дорогостоящего оборудования, либо получения результата нужно ждать долгое время [11].

В качестве альтернативного метода применяют метод биотестирования, в том числе с использованием инфузорий. Определяют качественное значение усваиваемости по количеству прироста микроорганизмов, а также по ряду других показателей.

Цель работы - сравнительная оценка биотического потенциала продуктов питания на примере яблока и картофеля.

Материалы и методы

Объектами исследования являлись картофель и яблоки, купленные в магазине. Для определения биотического потенциала в образцах была использована следующая схема исследования рисунок 1. За основу проведения исследования была взята схема методики по ГОСТ 31674 «Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения общей токсичности» [12] с использованием инфузорий Tetrahymena pyriformis . Так как объектом исследования являются фрукты и овощи, поэтому были изменены некоторые этапы из методики. В основном это касается пробоподготовки.

Приготовление питательной среды (ПС) / Preparation of growth medium

Внесение в ПС образцов / Bringing the samples into the growth medium

Инкубирование микроорганизмов / Incubation of microorganisms

Пробоподготовка / Preparation

•Измельчение продукта до гомогенного состояния / Grinding the product to a homogeneous state

•Отбор продукта (пюре) / Selection of product (mash)

Внесение микроорганизмов / Introduction of microorganisms

Определение биотического потенциала / Determination of biotic potential

Рисунок 1. Схема проведения исследования

Dzhabakova A.E. et al. Proceedings of VSUET, 2025, vol. 87, no. 1, pp. 168-174

Figure 1. Stages of the study

В этап пробоподготовки входит измельчение продукта до гомогенного состояния и отбор, полученной суспензии (пюре). Последние этапы были также изменены, так как в нашей работе было необходимо получить данные по биотическому потенциалу (БП). Кроме этого, после приготовления ПС, в нее необходимо внести определенное количество исследуемых образцов. Для определения БП в образцах необходимо получить данные о количестве микроорганизмов после инкубирования.

БП рассчитывается по формуле 1:

БП =

/ t 2000

где Nt – количество микроорганизмов, культивируемых в среде на основе экспериментальных образцов; t – продолжительность инкубирования, ч.

В связи с тем, что у Tetrahymena pyriformis сходны по основным параметрам обмена веществ с высшими животными, поэтому их применяют для определения перевариваемости и усвояемости продуктов [10]. Применение метода биотестирования позволяет рассчитать такие показатели как БП и стандартизированная относительная биологическая ценность (СОБЦ) продукта.

Получение образцов: для исследования необходимо было измельчить образцы картофеля и яблок по отдельности. Далее отбирали пюре в необходимом количестве каждого образца (данные представлены в таблице 1).

Таблица 1.

Получение ПС с экспериментальными образцами картофеля и яблока

Table 1.

Preparation of growth medium with experimental samples of potato and apple

Продукт / Product	Номер образца / Sample number	Количество продукта, добавленного в ПС, г, на 100г питательной среды / Amount of product added to growth medium, g, per 100g of nutrient medium
Яблоко/ Apple	1–1	0,5
	1–2	1
	1–3	2
	1–4	4
Картофель / Potato	2–1	0,5
	2–2	1
	2–3	2
	2–4	4

После приготовления исследуемую среду стерилизовали, переносили в стерильные пробирки по 9 см3 и вносили по 1 см3 ПС с инфузориями. Исследуемую среду готовили для культивирования микроорганизмов с целью их подсчета после определенного времени инкубирования. Контрольным образцом являлась ПС, которую также стерилизовали и переносили в стерильные пробирки в соотношении ПС: инфузории 9:1 соответственно. Хранение образцов осуществлялось при комнатной температуре в темном месте в течение 48 ч. Подсчет осуществляли микрокопированием с помощью камере Горяева визуально в десяти полях зрения. При необходимости проводилось разведение образцов для удобства подсчета микроорганизмов. Это также учитывалось при расчете количества инфузорий. Эксперимент повторяли трижды. Для быстрой записи данных на месте и получения графических зависимостей применялось приложение Quality СНЕСК [13]. Приложение позволило быстро обработать данные, рассчитать необходимые значения и визуализировать, полученную информацию.

Результаты и их обсуждение

Для определения БП для начала осуществляли подсчет микроорганизмов во всех образцах. По истечении времени культивирования получились следующие данные, представленные на рисунке 2.

Наибольший рост микроорганизмов среди модифицированных образцов наблюдается там, где содержание продукта составило 1 г. Наименьшее количество микроорганизмов для образцов с яблоком – содержание продукта 4 г, для образцов с картофелем – содержание продукта 0,5 г.

Это зависит от химического состава продуктов, которые были дополнительно внесены в ПС. В основном в яблоках и картофеле присутствуют углеводы, которые стимулируют быстрый рост микроорганизмам. На рисунке 3 представлен химический состав по основным нутриентам картофеля и яблока взятым из открытых источников [14].

Они также присутствуют в составе ПС (глюкоза). Однако в картофеле большая часть углеводной части представлена крахмалом, а в яблоках – группа простых сахаров. Крахмал также влияет на повышение вязкости среды, хоть и не значительно относительно добавления его количества в ПС. Инфузории подвижные микроорганизмы и наличие физических препятствий в виде волокон, а также увеличение вязкости раствора отрицательно сказывается на их размножении.

После подсчета микроорганизмов были рассчитаны БП для образцов, данные представлены на рисунке 4.

□ Контрольный образец / Reference sample

■ Картофель / Potato

■ Яблоко / Apple

Количество инфузорий после 48 ч инкубирования, тыс. шт. / Number of infusoria after 48 h of incubation, thousand pcs.

Рисунок 2. Количество микроорганизмов в модифицированных ПС

Figure 2. Number of microorganisms in modified growth medium

Monosaccharide Dietary fibre and disaccharide

• ■ Картофель / Potato ■ Яблоко / Apple

  
  
  

  Рисунок 3. Химический состав картофеля и яблока

  Figure 3. Chemical composition of potato and apple

  

  □ Контрольный образец / Reference sample

  ■ Картофель / Potato

  ■ Яблоко / Apple

  Биотический потенциал / Biotic potential

  
  

Рисунок 4. Биотический потенциал в модифицированных ПС

Figure 4. Biotic potential in modified growth medium

Dzhabakova A.E. et al. Proceedings of VSUET, 2025, vol. 87, no. 1, pp. 168-174

Значение БП в прямой корреляции от количества микроорганизмов, получившихся после инкубации по формуле 1. Поэтому очертания графиков на рисунках 2 и 4 совпадают по всем образцам между собой. Также наблюдается схожесть в графиках между образцами с картофелем и яблоком, однако не в количественных значениях.

Заключение

При сравнении полученных результатов выявилась сильная зависимость значения биотического потенциала от химического состава добавляемых в питательную среду продуктов, а также от их количества. Имеет смысл продолжить исследование по определению БП конкретных

Выражается огромная благодарность Леоновой Ирине Борисовне за предоставленные образцы микроорганизмов, за помощь в работе с микроорганизмами. Выражается огромная благодарность Шабуровой Любовь Николаевне за помощь в осуществлении исследований, за предоставление оборудования, а также за проявленный живой интерес к проведению исследований с инфузориями.