Food Biotechnology 4 Т. №1 2022 issn 2686-7982
Download 173.42 Kb. Pdf ko'rish
|
bifidogennye-svoystva-ekstraktov-prorostkov-yachmenya
|
B. bifidum 20 в питательной среде с экстрактами
проростков ячменя без обработки СВЧ-излуче- нием. Максимальную разницу по оптической плотности между образцами 7 и 8 регистрирова- ли через 14–15 ч культивирования (0,670 ед. оп. пл.), а с образцом 9 – после 13 ч культивирования (0,260 ед. оп. пл.). Анализ полученных данных позволил устано- вить следующее: адаптация бифидобактерий в лаг-фазу в питательной среде с экстрактами проростков ячменя после СВЧ-обработки сокра- щается в два раза по сравнению с нативной пита- тельной средой. Экстракты проростков ячменя, подвергнутые СВЧ-обработке в течение 11 мин мощностью 0,42 кВт, стимулируют размножение бифидобактерий в периодической бактериаль- ной культуре, что сопровождается нарастанием оптической плотности среды. Бифидобактерии обладают большим набором ферментов, разлагающих сахара, вследствие чего выделяются органические кислоты, кото- рые играют важную роль в поддержании ста- бильности кишечного микробиома и здоровья человека в целом [8]. Вследствие этого многие олиго- и полисахариды рассматриваются как би- фидогенные факторы, стимулирующие рост и размножение бифидофлоры [5; 7]. Исследование биохимического профиля по- казало, что пробиотический штамм B. bifidum 791 обладал способностью ферментировать D-галактозу, D-глюкозу, D-фруктозу, D-раффинозу, L-арабинозу, D-трегалозу; не проявлял биохи- мической активности к таким углеводам, как D-сахароза, D-мальтоза, D-ксилоза, D-трегалоза, D-мелецитоза, D-рамноза, инулин и к спиртам – дульцитолу, эритролу, салицину, D-сорбитолу, инозиту, D-маниту. Штамм B. bifidum 20, в отли- чие от B. bifidum 791, не ферментировал раффи- нозу и арабинозу, что отображает особенности штаммов, формирующихся при микроэкологи- ческих нарушениях в кишечном микробиоме. В остальном их биохимические свойства были схожими и соответствовали видовому описанию B. bifidum. Как известно, продолжительность лаг-фазы и скорость размножения бактерий в фазе экспо- ненциального роста зависят от состава среды [13; 14]. Например, обогащение среды глюкозой и фруктозой приводит к эффекту стимуляции у Escherichia coli, Lactobacillus spp. [13]. Механизм стимуляции можно описать следующим образом. У бактерий при большом количестве питатель- ных веществ возрастает скорость синтеза РНК и ДНК, они увеличиваются в размере и содержат больше рибосом. После формирования в лаг-фа- зе нового физиологического состояния у бакте- рий возрастает скорость деления [14]. Прове- денное исследование показало, что добавление экстрактов ячменя, обработанных СВЧ-облучени- ем, делает фазу адаптации бифидобактерий ми- нимальной. Это обусловлено с тем, что СВЧ-об- лучение способствует накоплению в проростках растений широкого набора сахаров. Среди са- харов обнаружены глюкоза, манноза, трегалоза и метаболически активные формы углеводов – фосфорилированные глюкоза и рибоза. Имен- но сахара в период адаптации используются би- фидобактериями как субстраты для подготовки к последующему делению, т. е. являются «би- фидогенными» факторами. Поскольку взятые для исследования штаммы бифидобактерий несколько отличались друг от друга по биохими- ческой активности и адаптационным свойствам, то скорость их размножения была разной. В от- ношении B. bifidum 791 зарегистрирован явный эффект стимуляции их размножения. Экстракты из проростков ячменя, обработан- ного СВЧ-лучами мощностью 0,42 и 0,70 кВт, стимулировали размножение штаммов пробио- тического происхождения в экспоненциальную фазу. При этом отмечены стабильные показате- Пищевая биотехнология Food Biotechnology 60 Т. 7 № 1 2022 ISSN 2686-7982 (Online) ISSN 2500-1922 (Print) ли оптической плотности в стационарной фазе преимущественно при добавлении экстракта ячменя с максимальной мощностью обработки. Возможно, это объясняется тем, что под воз- действием СВЧ-излучения в зернах происходит активизация ферментов, приводящая к нако- плению значительного количества спирта трие- тола – сильнейшего восстановителя дисульфид- ных связей, т. е. проявляются антиоксидантные свойства. Антиоксидантная защита бифидобак- терий в стационарной фазе, когда накаплива- ются органические кислоты и иные продукты метаболизма микроорганизмов, способствует сохранению популяции бифидобактерий. Появ- ление при СВЧ-воздействии 0,70 кВт в экстрак- тах микрозелени галактозы, которая входит в состав галактоолигосахаридов – стимуляторов роста бифидобактерий с доказанным эффектом, обусловливает высокую оптическую плотность периодической бактериальной культуры. Сти- муляция размножения штаммов B. bifidum 20 происходила при добавлении экстракта из про- ростков ячменя, который предварительно обра- батывали СВЧ-лучами мощностью 0,42 кВт, при этом содержание триетола было максимальным, что косвенно свидетельствовало о функциональ- ных нарушениях собственных антиоксидантных систем бактерий. Заключение Установлена перспективность предваритель- ного экспонирования СВЧ-излучением семян ячменя с целью получения экстрактов микро- зелени с выраженными пребиотическими свой- ствами. Экстракты проростков ячменя, особым образом подготовленных к посеву, возможно использовать в продуктах функционального питания для стимулирования размножения по- стоянных представителей кишечной микробио- ты – бифидобактерий. Также они могут быть использованы в биотехнологических процессах для сокращения времени адаптации бифидобак- терий при культивировании их в периодической культуре для формирования высокой плотности популяции в стационарную фазу роста. Преимущество злаковых ростков как пищевых ингредиентов заключается в том, что они легко и экономически эффективно могут быть произ- ведены на простом оборудовании, благодаря доступным расходным материалам и быстро- му развитию, которое варьирует от нескольких дней (пророщенное зерно) до двух недель (мик- розелень). Это, в свою очередь, предоставляет уникальную возможность промышленного мас- штабирования пищевых ингредиентов с дока- занными положительными эффектами. Библиографический список 1. Мерцалова С.Л., Мерцалов И.О. Основные тенденции функ- ционального питания в современном мире // Научные записки ОрелГИЭТ. 2021. № 37 (1). С. 65–68. 2. Блюм Г.Э. Кишечный микробиом – основной фактор поддержа- ния здоровья и развития болезней человека // Российский жур- нал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2017. Т. 27, № 5. С. 4–10. DOI: https://doi.org/10.22416/1382-4376-2017- 27-5-4-10. 3. Моргачева Д.А., Диникина Ю.В., Тошина Ю.К., Белогурова М.В. Роль микробиома в патогенезе инфекционного и иммуноло- гического повреждения желудочно-кишечного тракта у детей с онкогематологическими заболеваниями // Онкогематология. 2021. Т. 16, № 2. С. 86–93. DOI: https://doi.org/10.17650/1818-8346- 2021-16-2-86-93. 4. Шабалдин А.В., Шабалдина Е.В., Симбирцев А.С. Особенности микробиома верхних отделов респираторного тракта у детей с рецидивирующими респираторными заболеваниями // Ин- фекция и иммунитет. 2017. Т. 7, № 4. С. 341–349. DOI: https://doi. org/10.15789/2220-7619-2017-4-341-349. 5. Ардатская М.Д. Пробиотики, пребиотики и метабиотики в коррекции микроэкологических нарушений кишечника // Ме- дицинский совет. 2015. № 13. С. 94–99. DOI: https://doi. org/10.21518/2079-701X-2015-13-94-99. Bibliography 1. Mertsalova, S.L.; Mertsalov, I.O. Osnovnye Tendencii Funkcion- al’nogo Pitaniya v Sovremennom Mire [Main Trends of Functional Nutrition in the Modern World]. Nauchnye Zapiski OrelGIE’T. 2021. No. 37 (1). Pp. 65–68. 2. Blyum, G.E’. Kishechnyj Mikrobiom – Osnovnoj Faktor Podderzhani- ya Zdorov’ya i Razvitiya Boleznej Cheloveka [Intestinal Microbiome as the Main Factor in Maintaining Health and Human Diseases Development]. Rossijskij Zhurnal Gastroe’nterologii, Gepatologii, Koloproktologii. 2017. Vol. 27. No. 5. Pp. 4–10. DOI: https://doi. org/10.22416/1382-4376-2017-27-5-4-10. 3. Morgacheva, D.A.; Dinikina, Yu.V.; Toshina, Yu.K.; Belogurova, M.V. Rol’ Mikrobioma v Patogeneze Infekcionnogo i Immunologich- eskogo Povrezhdeniya Zheludochno-Kishechnogo Trakta u Detej s Onkogematologicheskimi Zabolevaniyami [Microbiome Role in the Pathogenesis of Infectious and Immunological Damage to the Gas- trointestinal Tract in Children with Oncohematological Diseases]. Onkogematologiya. 2021. Vol. 16. No. 2. Pp. 86–93. DOI: https://doi. org/10.17650/1818-8346-2021-16-2-86-93. 4. Shabaldin, A.V.; Shabaldina, E.V.; Simbircev, A.S. Osobennosti Mikrobioma Verxnix Otdelov Respiratornogo Trakta u Detej s Re- cidiviruyushhimi Respiratornymi Zabolevaniyami [Microbiome Features of the Upper Respiratory Tract in Children with Recurrent Respiratory Diseases]. Infekciya i Immunitet. 2017. Vol. 7. No. 4. Pp. 341–349. DOI: https://doi.org/10.15789/2220-7619-2017-4-341-349. Пищевая биотехнология Food Biotechnology 61 Т. 7 № 1 2022 ISSN 2686-7982 (Online) ISSN 2500-1922 (Print) 6. Ashaolu, T.J. Immune Boosting Functional Foods and Their Mech- anisms: A Critical Evaluation of Probiotics and Prebiotics. Biomed- icine & Pharmacotherapy. 2020. Vol. 130. Article Number: 110625. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2020.110625. 7. Rivero-Urgell, M.; Santamaria-Orleans, A. Oligosaccharides: Application in Infant Food. Early Human Development. 2001. Vol. 65. Suppl. 2. Pp. S43-S52. DOI: https://doi.org/10.1016/s0378- 3782(01)00202-x. 8. Захарова Ю.В., Леванова Л.А. Современные представления о таксономии, морфологических и функциональных свойствах бифидобактерий // Фундаментальная и клиническая медицина. 2018. Т. 3, № 1. С. 90–101. DOI: https://doi.org/10.23946/2500-0764- 2018-3-1-90-101. 9. Galieni, A.; Falcinelli, B.; Stagnari, F.; Datti, A.; Benincasa, P. Sprouts and Microgreens: Trends, Opportunities, and Horizons for Novel Re- search. Agronomy. 2020. Vol. 10. Iss. 9. Article Number: 1424. DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy10091424. 10. Falcinelli, B.; Benincasa, P.; Calzuola, I.; Gigliarelli, L.; Lutts, S.; Marsili, V. Phenolic Content and Antioxidant Activity in Raw and Denatured Aqueous Extracts from Sprouts and Wheatgrass of Einkorn and Emmer Obtained under Salinity. Molecules. 2017. Vol. 22. Iss. 12. Article Number: 2132. DOI: https://doi.org/10.3390/ molecules22122132. 11. Kaur, N.; Singh, B.; Kaur, A.; Yadav, M.P.; Singh, N.; Ahlawat, A.K.; Singh, A.M. Effect of Growing Conditions on Proximate, Mineral, Amino Acid, Phenolic Composition and Antioxidant Properties of Wheatgrass from Different Wheat (Triticum Aestivum L.) Varieties. Food Chemistry. 2021. Vol. 341, Part 1. Article Number: 128201. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128201. 12. Соболева О.М., Кондратенко Е.П., Сухих А.С. Биохимическая ак- тивность эндосперма проростков ячменя после предваритель- ной СВЧ-обработки // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Химия. Биология. Фармация. 2021. № 2. С. 34–42. 13. Каменская Е.П., Вагнер В.А., Камаева С.И. Исследование со- вместного развития пробиотиков и пивных дрожжей в техноло- гии хлебного кваса с фруктозо-глюкозным сиропом // Ползунов- ский вестник. 2020. № 1. С. 78–84. DOI: https://doi.org/10.25712/ ASTU.2072-8921.2020.01.016. 14. Дорошенко Ю.В. Кинетические характеристики роста микроор- ганизмов перифитона систем гидробиологической очистки // Актуальные вопросы биологической физики и химии. 2019. Т. 4, № 3. С. 435–439. 5. Ardatskaya, M.D. Probiotiki, Prebiotiki i Metabiotiki v Korrekcii Mikroe’kologicheskix Narushenij Kishechnika [Probiotics, Preb- iotics and Metabiotics in the Microecological Intestinal Disor- ders Correction]. Medicinskij Sovet. 2015. No. 13. Pp. 94–99. DOI: https://doi.org/10.21518/2079-701X-2015-13-94-99. 6. Ashaolu, T.J. Immune Boosting Functional Foods and Their Mech- anisms: A Critical Evaluation of Probiotics and Prebiotics. Biomed- icine & Pharmacotherapy. 2020. Vol. 130. Article Number: 110625. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biopha.2020.110625. 7. Rivero-Urgell, M.; Santamaria-Orleans, A. Oligosaccharides: Application in Infant Food. Early Human Development. 2001. Vol. 65. Suppl. 2. Pp. S43-S52. DOI: https://doi.org/10.1016/s0378- 3782(01)00202-x. 8. Zakharova, Yu.V.; Levanova, L.A. Sovremennye Predstavleniya o Taksonomii, Morfologicheskix i Funkcional’nyx Svojstvax Bifido- bakterij [Modern Ideas about the Taxonomy, Morphological and Functional Properties of Bifidobacteria]. Fundamental’naya i Klin- icheskaya Medicina. 2018. Vol. 3. No. 1. Pp. 90–101. DOI: https://doi. org/10.23946/2500-0764-2018-3-1-90-101. 9. Galieni, A.; Falcinelli, B.; Stagnari, F.; Datti, A.; Benincasa, P. Sprouts and Microgreens: Trends, Opportunities, and Horizons for Novel Re- search. Agronomy. 2020. Vol. 10. Iss. 9. Article Number: 1424. DOI: https://doi.org/10.3390/agronomy10091424. 10. Falcinelli, B.; Benincasa, P.; Calzuola, I.; Gigliarelli, L.; Lutts, S.; Marsili, V. Phenolic Content and Antioxidant Activity in Raw and Denatured Aqueous Extracts from Sprouts and Wheatgrass of Einkorn and Emmer Obtained under Salinity. Molecules. 2017. Vol. 22. Iss. 12. Article Number: 2132. DOI: https://doi.org/10.3390/ molecules22122132. 11. Kaur, N.; Singh, B.; Kaur, A.; Yadav, M.P.; Singh, N.; Ahlawat, A.K.; Singh, A.M. Effect of Growing Conditions on Proximate, Mineral, Amino Acid, Phenolic Composition and Antioxidant Properties of Wheatgrass from Different Wheat (Triticum Aestivum L.) Varieties. Food Chemistry. 2021. Vol. 341, Part 1. Article Number: 128201. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.128201. 12. Soboleva, O.M.; Kondratenko, E.P.; Suxix, A.S. Bioximicheskaya Ak- tivnost’ E’ndosperma Prorostkov Yachmenya posle Predvaritel’noj SVCh-Obrabotki [Biochemical Activity of the Barley Seedlings En- dosperm after Preliminary Microwave Treatment]. Vestnik Voro- nezhskogo Gosudarstvennogo Universiteta. Seriya: Ximiya. Biologi- ya. Farmaciya. 2021. No. 2. Pp. 34–42. 13. Kamenskaya, E.P.; Vagner, V.A.; Kamaeva, S.I. Issledovanie Sovmestnogo Razvitiya Probiotikov i Pivnyx Drozhzhej v Tex- nologii Xlebnogo Kvasa s Fruktozo-Glyukoznym Siropom [Joint Development Study of Probiotics and Brewer’s Yeast in the Tech- nology of Bread Kvass with Fructose-Glucose Syrup]. Polzunovskij Vestnik. 2020. No.1. Pp. 78–84. DOI: https://doi.org/10.25712/ ASTU.2072-8921.2020.01.016. 14. Doroshenko, Yu.V. Kineticheskie Xarakteristiki Rosta Mikroorgan- izmov Perifitona Sistem Gidrobiologicheskoj Ochistki [Periphyton Microorganisms Growth Characteristics of the Hydrobiological Pu- rification Systems]. Aktual’nye Voprosy Biologicheskoj Fiziki i Ximii. 2019. Vol. 4. No. 3. Pp. 435–439. Пищевая биотехнология Food Biotechnology 62 Т. 7 № 1 2022 ISSN 2686-7982 (Online) ISSN 2500-1922 (Print) Информация об авторах / Information about Authors Захарова Юлия Викторовна Zakharova, Yulia Viktorovna Download 173.42 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|