Разработка БАД-синбиотика

Ухудшение экологической обстановки, избыточная концентрация иммунодепрессивных и аллер-гизирующих факторов создают неблагоприятные предпосылки как для развития и формирования человека, так и для его преждевременного старения.

В настоящее время одним из перспективных способов укрепления здоровья является применение биологически активных добавок (БАД). Пробиотические БАД характеризуются ярко выраженными антагонистическими функциями и эффективны в составе терапии и профилактики ряда заболеваний желудочно-кишечного тракта, сопровождающихся нарушениями эндоэкологии.

Наиболее значимыми представителями микрофлоры человека как по удельному весу в составе микробиоценозов, так и по их многофункциональной роли в поддержании гомеостаза макроорганизма являются бифидобактерии [1, 2]. Для улучшения выживаемости и приживаемости в желудочнокишечном тракте микробных клеток в составе БАД важно присутствие веществ немикробного происхождения, стимулирующих и активизирующих метаболизм полезной микрофлоры. В связи с этим актуальным является создание БАД, представляющим собой комбинацию про- и пребиотиков, в которой они оказывают взаимно усиливающее воздействие на физиологические функции и процессы обмена веществ в организме человека.

Цель работы – разработка бифидосодержащего БАД-синбиотика.

Для достижения поставленной цели были проведены исследования влияния:

• –    концентрации ферментного препарата β-галактозидазы на рост бифидобактерий и образование олигосахаридов;

• –    массовой дозы лактозы в питательной среде на накопление биомассы бифидобактерий.

В качестве объектов исследования взяты чистые культуры бифидобактерий B. longum B 379 М.

За основу питательной среды для накопления биомассы бифидобактерий брали творожную сыворотку, предварительно обработанную ферментным препаратом β - галактозидазы. Были рассмотрены следующие концентрации ферментного препарата: 1 Е/мл, 2 Е/мл, 4 Е/мл. Для стабилизации действия фермента в сыворотку вносили MgCl 2 и буферные соли, позволяющие поддерживать рН в пределах 6,87,0. Гидролиз проводили в течение 2 ч. По окончании действия фермента в сыворотку вносили пептон – источник азотистого питания, в качестве редуцирующего вещества – аскорбиновую кислоту, для создания условий, близких к анаэробным, – агар-агар, источником углеродного питания служила лактоза сыворотки. В качестве инокулята использовали 48-часовую культуру B. longum, полученную на среде Blaurock. Массовая доля инокулята составляла 5%. Контролем служила среда без обработки препаратом β-галактозидазы.

Известно, что in vitro бифидобактерии нуждаются в факторах роста. В настоящее время определен ряд веществ (бифидус – факторы), способных при малых концентрациях стимулировать рост бифидо- бактерий. К их числу относятся олигосахариды. Поэтому на первом этапе исследований изучали влияние концентрации ферментного препарата р-галактозидазы на образование олигосахаридов. Гидролиз проводили в течение 2 ч. Полученные результаты представлены на рисунке 1.

Рис.1. Влияние концентрации р-галактозидазы на образование моно- и олигосахаридов

Как видно из представленных данных, наибольшее количество олигосахаридов образуется при концентрации р-галактозидазы 2 Е/мл и составляет 14,34%. Дальнейшее повышение концентрации фермента до 4 Е/мл не приводит к пропорциональному увеличению олигосахаридов. Следует отметить, что реакция гидролиза сопровождается образованием большего количества глюкозы, чем галактозы. Это свидетельствует об использовании галактозы в синтезе олигосахаридов.

Далее было изучено влияние ферментного препарата β-галактозидазы на накопление биомассы бифидобактерий (рис.2).

Время, ч

—♦—контроль -е-4Емп —*-2Емл — 1 Е ми

Рис. 2. Влияние концентрации ферментного препарата на рост бифидобактерий

Полученные результаты свидетельствуют, что обработка сыворотки в-галактозидазой заметно улучшает рост бифидобактерий. Показатели контрольного варианта намного ниже.

При сравнении опытных образцов видно, что с повышением дозы вносимого препарата в-галактозидазы до 2 Е/мл наблюдается прямо пропорциональная зависимость между дозой ферментного препарата и интенсивностью роста бифидобактерий. Дальнейшее увеличение дозы в-галактозидазы до 4 Е/мл приводит к нарушению данной зависимости.

Таким образом, приведенные выше данные свидетельствуют о том, что обработка сыворотки р-галактозидазой из расчета 2 Е/мл сопровождается максимальным накоплением в среде олигосахаридов и стимулирует рост бифидобактерий.

Известно, что субстратом р-галактозидазы является лактоза. Концентрация субстрата существенно влияет на скорость протекания ферментативной реакции. С учетом этого для изучения влияния концен- трации лактозы в сыворотке на рост клеток бифидобактерий проводились опыты при концентрации лактозы 10, 15 и 20% (рис. 3).

Рис. 3. Влияние массовой дозы лактозы на рост бифидобактерий

Анализ полученных данных (рис. 3) показал, что наращивание биомассы во всех образцах выше, чем в контрольном. Однако максимальный рост биомассы отмечается при концентрации лактозы в среде 15%, о чем свидетельствует наибольшая разница в значениях оптической плотности между контрольным и опытными образцами. Повышение массовой дозы лактозы до 20% сопровождается торможением развития бифидобактерий.

Результаты проведенных исследований позволили установить, что при концентрации лактозы в сыворотке 15% и дозе ферментного препарата 2 Е/мл достигается максимальный рост биомассы клеток бифидобактерий.

При сравнении полученных данных с результатами культивирования бифидобактерий на гидроли-затно-молочной среде (рис. 4) было отмечено, что в опытном варианте количество жизнеспособных клеток на два порядка выше, 1011 КОЕ в 1 см3, а продолжительность наращивания биомассы сократилась от 48 до 40 ч.

Рис. 4. Влияние состава питательной среды на рост бифидобактерий

Таким образом, было установлено, что обработка среды препаратом β-галактозидазы позволяет получить высокое количество клеток в биомассе и значительно сократить процесс культивирования бифидобактерий.

Полученные результаты были использованы при разработке БАД-синбиотика, характеристика которого представлена в таблице.

Таблица

Характеристика БАД-синбиотика

Показатели	Характеристика
Продолжительность культивирования, ч	40
рН	6,6 – 7,0
Выход биомассы, %	1,5 – 2,0
Количество клеток бифидобактерий в 1 см3, КОЕ, не менее	1011
Объем продукта (см3), в котором не допускаются, а БГКП (колиформы) S. aureus	2 2
Патогенные микроорганизмы (в т.ч. сальмонеллы)	10
Дрожжи, КОЕ/см3, не более	5
Плесени, КОЕ/см3, не более	5
Микроскопический препарат	Коккоидные и диплококкоидные формы

Как видно из представленных данных, синтез галактоолигосахаридов, полученных в результате ферментативного гидролиза лактозы творожной сыворотки, позволил получить биологически активную добавку, характеризующуюся высоким содержанием жизнеспособных клеток бифидобактерий. Присутствие олигосахаридов в биологически активной добавке обеспечит эффект синбиотика за счет создания благоприятных условий для развития бифидобактерий при ее употреблении.