CC BY
17
Научни трудове на Съюза на учените в България-Пловдив. Серия В. Техника и технологии, естествен ии хуманитарни науки, том XVI., Съюз на учените сесия "Международна конференция на младите учени" 13-15 юни 2013. Scientific research of the Union of Scientists in Bulgaria-Plovdiv, series C. Natural Sciences and Humanities, Vol. XVI, ISSN 1311-9192, Union of Scientists, International Conference of Young Scientists, 13 - 15 June 2013, Plovdiv.
ЛИОФИЛИЗИРАН ПОЛИБАКТЕРИАЛЕН ПРОДУКТ ОТ ЛАКТОБАЦИЛИ С ЧОВЕШКИ ПРОИЗХОД
доц.Светлана Минкова „Ел Би Булгарикум"ЕАД, София
Freeze-dried polybacterial product with Lactobacilli of human origin
Svetlana Minkova PhD "LB Bulgaricum" Plc, Sofia
Recent trends in nutrition require foods to provide not only the necessary nutrients, but also specific substances that are beneficial to health. The importance of Lactobacilli for improving the probiotic characteristics of the products is well-known. In the present study Lactobacilli strains were isolated from healthy volunteers. After identification, the microorganisms were characterized by some technological parameters and the ability to create product was determined. Therefore, various combinations of strains were determined and survival and shelf life of each combination was observed. A technology for new polybacterial lyophilized product was developed.
Съвременните тенденции в храненето изискват хранителните продукта да доставят на организма не само необходимите хранителни съставки, но и специфични вещества, които влияят благотворно върху здравето. Значението на Лактобацилите за подобряването на пробиотичните характеристики на продуктите е добре известен факт. В настоящото изследване бяха изолирани Лактобацили от здрави доброволци. След идентификация, микроорганизмите бяха охарактеризирани според някои технологични показатели и възможността за създаване на продукт бе изследвана. Разработени са различни комбинаци от щамове, като бе определена преживяемостта и успешното съвместно култивиране на всяка комбинация. Бе разработена технология за произвадството на нов полибактериален лиофилизиран продукт.
Материали и методи:
За изолирането на лактобацилите бяха използвани фекални проби на здрави доброволци, като пробите бяха съхранявани и обработвани в анаеробни условия /N2:CO2:H2 85%;10%:5%/. Общо бяха събрани 13 проби от доброволци със средна възраст 34 години, от които 8 мъже и 5 жени. Идентифицирането проведохме следвайки системния ход от определителя на микроорганизми на Бърджи, метода за идентификация на проф. Митсуока и IDF стандарт 146:1991. За целта бяха използвани ситетични хранителни булъонни и агарови среди на OXOID, Merck, Wako, Sigma. За определяне на въглехидратния метаболизъм бяха
използвани тестовете на bioMERIEUX API 20A и API 50CH, а оптически активната форма на млечната киселина продуцирана от тестваните микроорганизми с помощта на готови китове на Boehringer-Mannheim, следвайки инструкциите на производителите.
Беше определена способността на идентифицираните щамове за коагулация на стерилно микробиорогично мляко/Oxoid/, подходящата температура на култивиране/37 или 42оС/ и броят жизнеспособни бактерии /MRS/Oxoid/ .
Лиофилизацията на микроорганизмите бе извършена на промишления лиофилизатор на „Ел Би Булгарикум" при следните условия: замразяване за 2,00-2,30часа до температура минус 35оС - 40оС. Основната сублимация протичаше в условията на вакуум при налягане около 25-30Pa и температура от минус 20оС до минус 25оС. Доизсушаването протичаше при още по-дълбок вакуум от 5 до 10 Pa и температура плюс 32оС. Сред завършване на процеса вакуумът в сублимационната камера беше нарушаван с азот.
С получените сухи монокултури се разработиха 5 различни варианта на продукт, като монокултурите и комбинациите от тях се охарактеризираха по общ брой микроорганизми от всеки вид преди лиофилизация, веднага след производството им и по време на съхранението им за 3, 6 и 12 месеца при две температури на съхранение минус 18оС и плюс 20 оС.
Резултати и обсъждане
В резултат на проведената работа по изолиране на подходящи микроорганизми бяха изолирани над 450 колонии, от които следвайки по-горе описания път бяха идентифицирани като Лактобацили 51броя микроорганизми. Търсените микроорганизми не бяха открити в пробите на най-младия участник - 14 гошишна тийнейджърка, на 37 годишен мъж и на 52 годишна жена. Това най-вероятно е свързано с начина на хранене, прекарани скорошни заболявания или лечение с антибиотици. Според някои изследователи /2, 6/ в микробната популация на чревния тракт на човека от млечно-киселите бактерии най-често присъстват представителите от гпупата на L.acidophilus, L.salivarius, L.casei, L.plantarum и L.fermentum. При проведения експеримент като Лактобацили бяхаидентифицирани общо 51 микроорганизма, представители на: Lactobacillus helveticus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus para. paracasei 1, Lactobacillus para. paracasei 2 и Lactobacillus para. paracasei 3. Най-многобройна бе групата на Lactobacillus helveticus 22 щама, а най- малка, тази на Lactobacillus salivarius само един представител. /Граф.1/
Микроорганизмите, принадлежащи към Lactobacillus para. paracasei 1, Lactobacillus para. paracasei 2 и Lactobacillus para. paracasei 3 според съвременните молекулярно-билогични изследвания се отнасят към групата на Lactobacilus casei, която по този начин става втора - 21 броя микроорганизми.
Видове Лактобацили изолирани от фекални проби
Граф. 1
о
ill..
Получените резултати могат да се свържат с огромното разнообразие на факторите влияещи върху състава на микробиотата. Добре известно и описано в литературата/3, 5/ е влиянието на фактори като режимът на хранене, инфекциите, стресът, възрастта, климатът, расата и генетичните предпоставки на индивида.
Способността на селекционираните Лактобацили да коагулират млякото е един от факторите определящи възможността за тяхното по-лесно и ефективно промишлено приложение. От тестваните 51 микроорганизма 7 не коагулираха млякото при никоя от двете тествани температури , а 26 се развиваха с достатъчно натрупване на млечна киселина при 37оС, като най-многобройни бяха представителите на групата на L.casei, и L.plantarum. Поради тези резултати бе прието култивирането на Лактобацилите да става при 37оС, вместо при технологично по-комфортната температура от 42оС.
Преживяемостта на пробиотичните бактерии в стомашно-чревния тракт и способността им да го колонизират определят до голяма степен възможността за благотворно влияние върху здравето на гостоприемника. Поради това от особено значение е количеството на активните бактерии, попадащо в човешкото тяло. Определянето на общия брой микроорганизми за всеки щам след ферментациата, пророди значителни изменениа в състава на средата за култивиране. Бяха подтвърдени съобщения на различни автори относно щамова специфика и висока чувствителност спрямо съставките на хранителната среда на Лактобацилите. „Ел Би Булгарикум" има десетилетни традиции в изследването на влиянието на средата върху Лактобацили изолирани от домашно приготвено млечни продукти. Прилагайки този опит подтвърдихме още веднъж изключително силната щамова , а не видова зависимост. Не бе установена корелация между източникът на изолиране и културалните специфики на тестваните микроорганизми.
С огред предоставянето на консуматора на широкоспектърен пробиотичен продукт бше направен опит за създаването на групи от тестваните Лактобацили. Изследвахме и влиянието на количеството от всеки микроорганизъм. Като най-устойчиви бяха установени 3 варианта от по пет вида Лактобацили, които бяха както следва:
I вариант - Lactobacillus para. paracasei 1, Lactobacillus para. paracasei 2, Lactobacillus acidophilus, и два щама на Lactobacillus helveticus
I 1вариант - Lactobacillus para. paracasei 1 /Lb 27/ Lactobacillus plantarum,/Lb 2/
Lactobacillus acidophilus/Lb 22/, Lactobacillus helveticus /Lb 23/ и Lactobacillus salivarius /Lb 8/
III вариант - Lactobacillus para. paracasei 3, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus acidaphilus и два щама на Lactobacillus helvetucus .
Резултатите от проведените изследвания върху преживяемостта на всеки от тестваните микроорганизми на Вариант I са представени в Табл.1
Преживяемост по време на производство и съхранение на Лактобацили от Вариант I
Табл.1
вариант I преди след Съхран 1ение мин ус 18оС
лиофил гизапия 3м 6м 12м
Lb 8 Lb 27 Lb 22 7,8х 109 5,7х1010 6,5х108 5,4х 108 8,7х109 8,9х107 4,6х108 8,1х108 2,3х107 1,6х108 5,8х108 7,4х106 2,1х107 1,9х108 2,1х105
Lb 2 7,6х108 9,1х107 6,2х107 3,1х107 8,2х106
Lb 23 3,5х109 8,9х108 6,3х108 4,4х108 1,6х108
Установеното съотношение за всеки вид от различните варианти беше определен в пределите на 5-20% от общата маса
Проведените изследвания върху преживяемостта на микроорганизмите от трите варианта на пробиотичен продукт по време на съхранението му за период от 12 мсеца отново показаха чувствителността на микроорганизмите към влиянието на кислорода и темрепатурата.. И в трите тествани варианта общия брой микроорганизми е достатъчно висок /108/ за гарантирането на пробиотичния ефект на продукта. Подади най-високата преживяемост на микрорганизмите за промишлено произвадство бе предпочетен Вариант II.
Преживяемост на Лактобацили по време на съхранение на готовия продукт
Граф.2
Библиография:
1. Гаудана 2010: Gaudana SB, Dhanani AS, Bagchi T Probiotic attributes of Lactobacillus strains isolated from food and of human origin. Br J Nutr. 2010 Jun;103(11):1620
2. проф. Христо Чомаков 2007: Пробиотици минало, настоящеи бъдеще издателство Ес принт ISBN: 978-954-91913-3-2
3. Киртзалиду2011: Kirtzalidou E, Pramateftaki P, Kotsou M, Kyriacou A. Screening for lactobacilli with probiotic properties in the infant gut microbiota Anaerobe. 2011 Dec;17(6):440-3.
4. Фостер 2011:Foster LM, Tompkins TA, Dahl WJ A comprehensive post-market review of studies on a probiotic product containing Lactobacillus helveticus R0052 and Lactobacillus rhamnosus R0011. Benef Microbes. 2011
5. Артур Оуенханд 2002 :Arthur C. Ouwehand, Seppo Salminen, Erika Isolauri Probiotics: an overview of beneficial effects Antonie van Leeuwenhoek August 2002, Volume 82, Issue 1-4, pp 279-289
6. Митсуока 1992: Mitsuoka T. Lactic Acid Bacteria 1992 1, 69-114
