Насыщение дрожжевых клеток микронутриентами

 

Реальное положение и проблемы в области питания населения Украины состоят в обеспечение рациона человека необходимыми витаминами. Все большую актуальность приобретает необходимость повышения содержания витаминов в пищевом рационе, например, путем витаминизации пищевых продуктов массового потребления[1].

Микронутриентный состав рациона населения можно корректировать, такимиспособами: повышением выхода муки с возможностью включения в неё всех частей алейроновой прослойки и зародышей, наиболее богатых минеральными веществами, витаминами, белками; добавлением в муку высших сортов отрубей, которые прошли заблаговременное обработки для повышения усвоениявеществ, содержащихся в них; добавлением химических препаратов, витаминов, минеральных веществ и аминокислот в муку высшего сорта, которую получают из чистого эндосперма. Преимуществами последнего способа является точность корректировки минерального состава исходных продуктов, а также то, что микроколичества добавок не меняют существенно технологический процесс. Это дает возможность обогащать микронутриентами хлебобулочные изделия широкого ассортимента [2].

Культивирования дрожжей Saccharomycescerevisiae, насыщения дрожжевых клеток железом и последующее отделение биомассы от питательной среды можно успешно применять для предупреждения железодефицитной анемии. При этом биомасса дрожжевых клеток содержит 1-1,5% железа от сухого вещества. Дрожжевые клетки обогащаясь железом путем введения в питательную среду цитрата железа - 0,299 г/л и 0,248 г/л соли Мора [3]. Состав сред для анализа накопления железа показан в таблице 1.

Таблица 1 - Состав питательных сред

Среда №1 (контроль)	Глюкоза - 20 г/л
Среда №2	Глюкоза - 20 г/л; Цитрат железа – 0,299 г/л
Среда №3	Глюкоза - 20 г/л; Соль Мора – 0,248 г/л

 

           Изучение динамики накопления ионов железа клетками дрожжей требовало исследования количественного содержания железа как внутри клетки, так и в культуральной жидкости. С целью определения внутриклеточного содержания железа был проведен метод термолиза отмытых от остатков культуральной жидкости дрожжевых клеток. Поэтому было использовано двукратное отмывания клеток [3].

           Пробы для микроскопирования отбирали с периодичностью 4, 24 часа. Анализ количества мертвых и разрушенных дрожжевых клеток после термолиза показал, что в пробе, которая была отобрана после 4 часов культивирования выросла на 98%. К концу культивирования, после 24 часов количество мертвых и разрушенных клеток после термолиза составила 100%, эти показатели свидетельствуют о том, что процесс термолиза состоялся полностью.

           Для определения общего содержания железа в пробе использовали колориметрический метод с ортофенантролином который основан на реакции ортофенантролина с ионами двухвалентного железа в области рН 3-9 с образованием комплексного соединения, окрашенного в оранжево-красный цвет. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации железа. Для этого измеряли оптическую плотность растворов и по калибровочному графику находили концентрацию железа в пробе.

           Пробы для определения оптической плотности растворов отбирали с периодичностью 0, 4, 24 ч культивирования. Полученные результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Уровень накопления железа в клетках дрожжей

Время культивирования	Среда	Концентрация железа, мг/мл
0 часов		0,005
4 часа	Среда №1	0,0055
	Среда №2	0,0057
	Среда №3	0,0084
24 часа	Среда №1	0,006
	Среда №2	0,007
	Среда №3	0,0095

 

      Таким образом, уровень накопления железа в дрожжевых клетках достигает максимума на 4-й час культивирования на среде, содержащей соль Мора, как источник железа. Это можно объяснить тем, что соль Мора более растворима, чем другие источники железа, таким образом железо быстро растворилось и поглотилось дрожжевыми клетками.

Уровень накопления железа в клетках дрожжей, которые культивировали на среде в которое добавляли цитрат железа достиг своего максимума на 4-24 час культивирования. Это связано с тем, что цитрат железа имеет меньшую степень растворимости, поэтому железо медленнее поступало к клеткам дрожжей.

Итак, проблема оптимальной обеспеченности населения микронутриентами в современных условиях требует качественно новых подходов и решений. Надежным путем, который гарантирует эффективное решение этой проблемы является улучшение минерально-витаминного состава хлеба внесением цитрата железа.

Цитрат железа является лучшим источником для аккумуляции ионов железа дрожжевыми клетками, поскольку данный источник имеет меньшую степень растворимости, что обеспечивает длительный эффект при лечении железодефицитной анемии и обеспечивает меньшую токсичность.Внесение цитрата железа не ухудшает качество готовых изделий и позволяет улучшить микронутриентный состав хлеба [2].

Введение в рецептуру хлебобулочных изделий микроэлементов позволит не только обогатить продукты питания, но и поддержать гомеостаз организма, что явится профилактикой развития некоторых заболеваний.

Список литературы

1. Коровина Н. А. Витамины и микроэлементы в практике врача-педиатра. РМЖ. – 2011. – Т.19, №29. – С. 48.

2. Антонюк М. М. Збагачення пшеничного хлібамікронутрієнтами // Науковіпраці НУХТ. – 2003. – №14. – С. 51-53.

3. Овсянникова Т. А., Кричковская Л.В., Дубонсов В.Л. Обогащение дрожжей микроэлементами // Пищевая промышленность: наука и технологии. – 2014. - №2. – С. 56-58.

4. Скурихина И. М. Таблицы химического состава и калорийности продуктов питания. - М.: ДеЛипринт, 2007. – С. 276.

 

Кондрашевская К.Р., Ключка И.В., студенты IV курса факультета биотехнологии и экологического контроля Национального университета пищевых технологий, г. Киев, Украина, [e-mail], [e-mail]

Научный руководитель: Пирог Т.П., проф., д.б.н., зав. каф. биотехнологии и микробиологии факультета биотехнологии экологического контроля Национального университета пищевых технологий, г. Киев, Украина, [e-mail]

 

РОЛЬ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ, СИНТЕЗИРОВАННЫХ NOCARDIA VACCINII ИMB  B-7405 НА ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДАХ, В ДЕСТРУКЦИИ БАКТЕРИАЛЬНЫХ И ДРОЖЖЕВЫХ БИОПЛЕНОК

Введение. Ранее [1] было установлено, что поверхностно-активные вещества (ПАВ) Nocardia vaccinіi ИМВ В-7405 проявляют широкий спектр биологических свойств, в частности, они обладают антимикробной и антиадгезивной активностью. В настоящее время помимо исследования антиадгезивных свойств микробных ПАВ перспективным является изучение их роли в разрушении биопленок патогенных микроорганизмов, обладающих повышенной резистентностью к известным биоцидам. Так, например, формирование биопленок бактериями Escherichia coli может способствовать развитию различных острых и хронических заболеваний [2].

Следует отметить, что микробные ПАВ имеют ряд преимуществ по сравнению с их химическими аналогами, в частности, биодеградабельность и нетоксичность. Кроме того, для получения микробных ПАВ можно использовать дешевые промышленные отходы (технический глицерин, отработанное масло) [3], что существенно снижает их себестоимость.

Цель работы – исследовать способность ПАВ N. vacсinii ИМВ В-7405, синтезированных на промышленных отходах, разрушать микробные биопленки.

Методы исследования. Основной объект исследования – штамм N. vaccinii ИМВ В-7405, зарегистрированный в Депозитарии микроорганизмов Института микробиологии и вирусологии им. Д.К. Заболотного Национальной академии наук Украины под номером ИМВ В-7405. Бактерии выращивали в колбах на качалке (320 об/мин) при 30 °С в течение 120 часов в базовой жидкой минеральной среде следующего состава (г/л): NaNO₃ – 0,5; MgSO₄×7H₂O – 0,1; СaCl₂×H₂O – 0,1; KH₂PO₄ – 0,1; FeSO₄×7H₂O – 0,001, дрожжевой автолизат – 0,5 % (по объему). В качестве источника углерода и энергии использовали 2 % (по объему) очищенного и технического глицерина, подсолнечного масла (рафинированного, после жарки картофеля «По-селянски» и «Фри», мяса). Для исследований использовали раствор ПАВ, выделенных экстракцией смесью Фолча (хлороформ, метанол – 2:1 с добавлением 1М НСІ) из супернатанта культуральной жидкости. Степень разрушения биопленок тест-культур определяли спектрофотометрическим методом. В качестве тест-культур использовали штаммы E scherichia coli ИЕМ-2, Bacillus subtilis БТ-2, Pseudomonas sp. PS-17 и Candida albicans Д-6 с коллекции живых культур кафедры биотехнологии и микробиологии Национального университета пищевых технологий.

Основные результаты. Установлено, что поверхностно-активные вещества N. vaccinii ИМВ В-7405, синтезированные на техническом глицерине или отработанных маслах, способны разрушать биопленки тест-культур. При этом степень деструкции зависела от природы источника углерода в среде культивирования штамма ИМВ В-7405 и концентрации ПАВ (таблица). Отметим, что разрушение бактериальных биопленок на 30 – 60 % в присутствии ПАВ, полученных на техническом глицерине, достигалось при концентрации 150 – 300 мкг/мл, что существенно выше, чем после обработки ПАВ, синтезированных на отработанном масле (40 – 80 мкг/мл). Наиболее эффективными по отношению к E. coli ІЕМ-2 и B. subtilis БТ-2 оказались ПАВ, синтезированные на отработанном после жарки картофеля «По-селянски» масле: степень разрушения биопленок составляла 53–71 %. Максимальная деструкция биопленки C. albicans Д-6 (37 %) наблюдалась при обработке ПАВ (80 мкг/мл), полученными на отработанном после жарки мяса масле.

 

Таблица - Разрушение биопленок микроорганизмов после обработки раствором ПАВ Nocardia vaccinii ИMB B-7405