Оптимизация питательной среды для получения гипоаллергенного биопрепарата

Врожденное или приобретенное снижение активности лактазы, фермента пристеночного пищеварения, расщепляющего молочный сахар – лактозу, а также непереносимость молочных белков встречаются достаточно часто. Но наибольшую значимость данная проблема имеет для детей раннего возраста, так как молоко для них – основной источник питания.

Снижение активности лактазы может быть обусловлено генетически и передаваться по наследству, а также в большей степени определяется этнической принадлежностью человека. Так, в Швеции и Дании непереносимостью лактозы страдают 3% детей, в Англии - 20-30%, в России лактазной недостаточностью страдают порядка 18-20% детей [1].

В основе лечения лактазной недостаточности лежит исключение из рациона питания молочных продуктов, содержащих лактозу, что может вызвать дисбактериоз кишечника. В связи с этим необходима обязательная терапия, направленная на коррекцию микробного состава кишечника. Для этого повсеместно применяются пробиотические препараты, активно участвующие в восстановлении нормофлоры организма.

Вопросы использования бифидобактерий в составе бактериальных препаратов имеют большое значение в повышении иммунного статуса и общей резистентности организма. Бифидобактерии характеризуются большой потребностью в питательных веществах, поэтому подбор эффективной питательной среды, соответствующей потребностям бифидобактерий, является одной из основных задач в производстве бактериальных концентратов [2].

Ранее на кафедре «Технология молочных продуктов. Товароведение и экспертиза товаров» была разработана технология производства концентрата бифидобактерий с использованием питательной среды на основе молочной сыворотки, содержащей высокое количество жизнеспособных клеток бифидобактерий, но в связи c остаточным содержанием в нем лактозы и молочных белков не может быть рекомендован для лечения дисбактериоза у детей, страдающих непереносимостью лактозы и молочного белка. Таким образом, актуальной задачей является разработка гипоаллергенного бактериального концентрата, не содержащего лактозу и белки молока.

Рисовый отвар издавна используется в детском питании и в качестве укрепляющего вещества для организма. В состав рисового отвара входят сложные углеводы, белки, сбалансированные по аминокислотному составу, кроме того, в его состав входят минеральные вещества, витамины группы В, витамины Е и Н [3].

В связи с этим была исследована возможность применения питательной среды на основе рисового отвара с добавлением глюкозы, буферных солей и аскорбиновой кислоты для культивирования бифидобактерий.

Цель работы – оптимизировать питательную среду для получения гипоаллергенной БАД.

Материалы и методы исследований

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

Объектом исследований служил 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 рисового отвара с внесением ростовых компонентов. Для приготовления отвара было выбрано соотношение: 150 г риса на 2 л воды, затем его выдерживали при температуре 100±2 ̊ С в течение 30-40 мин.

Рост биомассы бифидобактерий определяли фотоколориметрическим методом на KF -77 при λ=540 нм;

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

Результаты исследований

На первом этапе исследований изучали влияние рисового отвара на биохимическую активность бифидобактерий. Для этого использовали разные соотношения отвара и воды: 80:20; 70:30; 60:40. Контролем служил бактериальный концентрат бифидобактерий на водной основе. Об интенсивности нарастания биомассы судили по величине оптической плотности. Результаты представлены на рисунке 1.

Из данных рисунка 1 видно, что при внесении рисового отвара в количестве 70% отмечено значительное повышение оптической плотности. При дальнейшем увеличении дозы до 80% оптическая плотность повышается незначительно.

Об активности биохимических процессов судили и по количеству жизнеспособных клеток бифидобактерий. Результаты исследований представлены на рисунке 2.

Рисунок 1 - Влияние различных доз рисового отвара на рост биомассы бифидобактерий

■ контроль

60° о рисового отвар а ■ "0° орисового отвара ■ 80° орисового отвара

Продолжительность культивирования, ч

Рисунок 2 - Количественный учет бифидобактерий

Как следует из рисунка 2, при дозе рисового отвара 70% количество жизнеспособных клеток бифидобактерий через 12 ч культивирования составляет 1×1010 КОЕ в 1 см3, тогда как в контрольном образце – 1×107 КОЕ в 1 см3.

Анализ данных, представленных на рисунках, показал, что оптимальная доза внесения рисового отвара в количестве 70% стимулирует интенсивное накопление биомассы бифидобактерий и обеспечивает наиболее высокое количество жизнеспособных клеток по сравнению с контрольным образцом.

Полученные результаты позволили оптимизировать питательную среду с использованием рисового отвара (табл.).

Таблица

Состав питательной среды для наращивания биомассы бифидобактерий

Компоненты	Количество в питательной среде на водной основе, г	Количество в питательной среде на основе рисового отвара, г
Рисовый отвар	-	700
Вода	1000	300
Глюкоза	15	15
Магний хлористый	0,3	0,3
Натрий лимоннокислый трехзамещенный	1,0	1,0
Калий фосфорнокислый однозамещенный	0,5	0,5
Аскорбиновая кислота	0,1	0,1
Пептон	5,0	5,0
Агар	1,25	-

Так как отвар содержит высокое количество высокомолекулярных полисахаридов, из питательной среды на основе рисового отвара был исключен агар, что позволяет улучшить органолептические свойства концентрата и снизить его себестоимость.

Выводы

В результате проведенных исследований доказано, что разработанная питательная среда обладает высокими пребиотическими свойствами. Установлено, что введение рисового отвара в питательную среду повышает биохимическую активность бифидобактерий и интенсифицирует процесс нарастания биомассы, что способствует сокращению процесса культивирования.