Біотехнологія селенвмісних пробіотиків
Вантажиться...
Файли
Дата
2017
Автори
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
ОНАХТ
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата технічних наук за спеціальністю 03.00.20 – Біотехнологія.
Дисертаційна робота присвячена науковому обгрунтуванню і розробці технологій отримання селенвмісних пробіотиків та препаратів наноселену.
Проведено підбір рацiнального джерела селену для його біотрансформації культурами лакто - та біфідобактерій. Таким джерелом обрано селеніт натрію (Na2SeO3). Визначено, що рацiнальним середовищем накопичення селенвмісної біомаси лактобактурій є середовище із сирної сироватки. Виявлено пригнічуючий вплив концентрацій 5−20 мкг/см3 на динаміку накопичення мікроорганізмів. Досліджено процес асимiляції та біотрансформації селеніту натрію мікроорганізмами. Встановлено пряму залежність між масовою часткою Na2SeO3 в середовищі культивування та вмістом органічного селену, накопиченого мікроорганізмами. Проведено досліди по визначенню життєздатності селенвмісних мікроорганізмів в умовах in vitro шлунково-кишкового тракту та їх антибіотикорезистентність.
Проведено підбір умов, які б забезпечували максимальне руйнування бактеріальних клітин та вивiльнення наноструктур селену для його отримання. Доведено, що такими умовами є комбінований вплив концентрованої соляної кислоти, заморожуваня та дія мікрохвильового поля. За допомогою методу пікселів визначено розміри наноструктур.
На основі отриманих даних створено селенвмісні препарати на основі селензбагачених пробіотиків та препарат наноструктурований селен. Досліджено мікробіологічні, органолептичні та фізико-хімічні властивості отриманих продуктів. Розроблено технологічні схеми отримання продуктів. Наведено економічне обґрунтування виробництва селенвмісних біологічно активних добавок. Проведені медико-біологічні дослідження.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 03.00.20. - Биотехнология. Диссертация посвящена научному обоснованию и разработке технологий получения селенсодержащих пробиотиков и препаратов селена. На первом этапе проведен подбор оптимального источника селена для его биотрансформации культурами лакто- и бифидобактерий. В качестве исследуемых неорганических источников селена использовали селенистую кислоту (H2SeO4), селенат натрия (Na2SeO4) та селенит натрия (Na2SeO3), которые добавляли в среду культивирования, непосредственно перед инокуляцией микроорганизмов. С помощью флуориметрического метода определено количественное содержание аккумулированного микроорганизмами селена. Для культуры лактобактерий составляло 370 мкг/г, а для бифидобактерий – 355 мкг/г. Проведен подбор питательных сред для исследуемых культур лакто- и бифидобактерий. Показателями характеризующими накопление биомассы микроорганизмов были КОЕ/см3, оптическая плотность, удельная скорость роста, длительность генерации. В течение всего процесса культивирования микроорганизмов по выше указанным показателям определяли динамику накопления культур лакто- и бифидобактерий. Определено, что оптимальной средой накопления селенсодержащей биомассы лактобактерий является среда с творожной сыворотки (творожная сыворотка, молоко, нартий уксуснокислый, сульфат магния, кукурузный экстракт), для бифидобактерий – кукурузно-лактозная среда (лактоза, пептон, цитрат натрия, калий фосфорнокислый, натрий фосфорнокислый, аскорбиновая кислота, кукурузный экстракт, вода). Определено угнетающее влияние концентраций селенита натрия 5−20 мкг/см3 на динамику накопления микроорганизмов лактобактерий и 3−20 мкг/см3 – для бифидобактерий. С помощью флуориметричесского метода, с использованием 2,3-диаминонафталина, исследован процесс ассимиляции и биотрансформации селенита натрия исследуемыми микроорганизмами. Определена прямая зависимость между массовой долей Na2SeO3 в среде культивирования и содержанием органического селена накопленного микроорганизмами. При добавлении 0,5 мкг/см3 селенита натрия в среду культивирования лактобактерий, количество органического селена в биомассе составляло 105 мкг/г, для бифидобактерий данный показатель составлял 97,5 мкг/г. При добавлении 20 мкг/см3 селенита натрия в биомассе лактобактерий количество органического селена составило 4698 мкг/г, а для бифидобактерий – 3149 мкг/г, соответственно. Определена антибиотикорезистентность исследуемых пробиотических селенсодержащих культур и культур исследуемых микроорганизмов не содержащих селен. Наибольшую чувствительность микроорганизмы проявляли к тетрациклину, несколько меньше − к бензопенициллину и практически не отмечено чувствительность к полимиксину. Определено, что содержание органического селена в микроорганизмах не вызывает повышение их чувствительности к действию антибиотиков, что является важным в процессе приема селенсодержащих препаратов на фоне антибиотикотерапии. Проведены опыты по определению выживаемости селенсодержащих микроорганизмов в условиях ЖКТ. Проведены опыты in vitro по определению влияния среды желудка и влияния желчи, в процессе прохождения препаратов селенсодержащих пробиотиков через отделы желудочно-кишечного тракта. Проведен подбор условий, обеспечивающих разрушение бактериальных клеток, для получения наноструктур селена. Такими условиями являются комбинированное воздействие концентрированной соляной кислоты, замораживания и действия микроволнового поля. С помощью метода пикселей определены размеры наноструктур селена. На основе полученных данных созданы селенсодержащие биологически активные добавки из селенобогащенных пробиотиков, а также наноструктурированный селен. Исследованы микробиологические, органолептические и физико-химические свойства полученных продуктов. По микробиологическим показателям содержание лактобактерий в препарате «Селенолакт» составил 2,0 × 109 КОЕ/см3 (количество органического селена в продукте − 195 ± 1 мкг/г) количественное содержание бифидобактерий в препарате «Бифисел» на уровне 4,4 × 108 КОЕ/см3 (количество органического селена в продукте – 200 ± 1 мкг/г) количественное содержание лактобактерий в препарате «Селенобифилакт» на уровне 1,0 × 109 КОЕ/см3, а бифидобактерий − 1,2 × 108 КОЕ/см3 (количество органического селена в продукте − 202,5 ± 1 мкг/г). Разработан препарат на основе наноструктур селена с содержанием селена 180 ± 1 мкг/г. На основе разработанных селенсодержащих препаратов получено кисломолочные продукты функционального назначения с пробиотической дозой культур лакто- и бифидобактерий. Разработаны технологические схемы получения продуктов, которые включают следующие этапы: культивирование на среде из творожной сыворотки (для лактобактерий) и кукурузно-лактозной среде (для бифидобактерий); отделение селенсодержащей биомассы микроорганизмов; промывание селенсодержащей биомассы; добавление защитной среды; лиофильное высушивание. Разработаная биотехнологическая схема получения препарата «Наноселениум», что состоит из культивирования лактобактерий на среде из сырной сыворотки, отделение селенсодержащей биомассы микроорганизмов, промывание биомассы, добавление концентрованной HCl с последующей выдержкой в течение 4 суток, замораживание в условиях морозильной камеры, в течение суток, воздействие микроволновым полем (10-15 хвилин), вакуум фильтрацию и высушивание. Приведены экономическое обоснование производства селенсодержащих биологически активных добавок. Разработана нормативная документация по получению препарата «Селенолакт» (ТУ У 24.14-02071062-001:2016 та ТІ), «Бифисел» (ТУ У 24.14-02071062-002:2016 та ТІ), «Селенобифилакт» (ТУ У 24.14-02071062-003:2016 та ТІ), «Наноселениум» (ТУ У 24.14-02071062-004:2016 та ТІ). Проведена исследовательно-промышленная апробация разработанной биотехнологии получения функциональных ингредиентов на предприятии ООО НПО «Ариадна» (г. Одесса). Проведены медико-биологические исследования функциональных ингредиентов. В процессе эксперимента определено, что препараты характеризуются высокими пробиотическими и антиоксидантными свойствами и не вызывают негативного воздействия на состояние здоровья исследуемых мышей. Не было обнаружено статистически значимых изменений массы тела мышей исследовательских групп, по сравнению с контролем.
Thesis for scientific degree of candidate of technical sciences on specialty – 03.00.20. – Biotechnology. The dissertation is devoted to scientific justification and development of technology of getting selenium-containing probiotics and selenium-containing preparats. In the first stage held the selection of optimal source of selenium for its biotransformation by cultures of lactobacilli and bifidobacteria. Such a source is sodium selenite (Na2SeO3). It was determined that the optimal medium accumulation of selenium-containing biomass is laktobacillus medium is a cheese whey. It was defined depressing effect concentrations of sodium selenite 5−20 g / cm3 on the dynamics of accumulation microorganisms. It was investigated the process of assimilation and biotransformation sodium selenite by microorganisms. It was determined a direct correlation between the content Na2SeO3 in the culture medium and the content of organic selenium accumulated by microorganisms. Experiments were performed to determine the survival rate of selenium-containing microorganisms in the conditions of the digestive tract and their antibiotic resistance. Spend a selection of conditions to ensure the destruction of bacterial cells to produce selenium nanostructures. These conditions are the combined effects of concentrated hydrochloric acid, freeze and microwave field action. The method defined pixel size selenium nanostructures. On the basis of the data set selenium dietary supplements from selenium containing probiotics, as well as the preparation of selenium nanostructures. Investigated microbiological, organoleptic and physico-chemical properties of the products obtained.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 03.00.20. - Биотехнология. Диссертация посвящена научному обоснованию и разработке технологий получения селенсодержащих пробиотиков и препаратов селена. На первом этапе проведен подбор оптимального источника селена для его биотрансформации культурами лакто- и бифидобактерий. В качестве исследуемых неорганических источников селена использовали селенистую кислоту (H2SeO4), селенат натрия (Na2SeO4) та селенит натрия (Na2SeO3), которые добавляли в среду культивирования, непосредственно перед инокуляцией микроорганизмов. С помощью флуориметрического метода определено количественное содержание аккумулированного микроорганизмами селена. Для культуры лактобактерий составляло 370 мкг/г, а для бифидобактерий – 355 мкг/г. Проведен подбор питательных сред для исследуемых культур лакто- и бифидобактерий. Показателями характеризующими накопление биомассы микроорганизмов были КОЕ/см3, оптическая плотность, удельная скорость роста, длительность генерации. В течение всего процесса культивирования микроорганизмов по выше указанным показателям определяли динамику накопления культур лакто- и бифидобактерий. Определено, что оптимальной средой накопления селенсодержащей биомассы лактобактерий является среда с творожной сыворотки (творожная сыворотка, молоко, нартий уксуснокислый, сульфат магния, кукурузный экстракт), для бифидобактерий – кукурузно-лактозная среда (лактоза, пептон, цитрат натрия, калий фосфорнокислый, натрий фосфорнокислый, аскорбиновая кислота, кукурузный экстракт, вода). Определено угнетающее влияние концентраций селенита натрия 5−20 мкг/см3 на динамику накопления микроорганизмов лактобактерий и 3−20 мкг/см3 – для бифидобактерий. С помощью флуориметричесского метода, с использованием 2,3-диаминонафталина, исследован процесс ассимиляции и биотрансформации селенита натрия исследуемыми микроорганизмами. Определена прямая зависимость между массовой долей Na2SeO3 в среде культивирования и содержанием органического селена накопленного микроорганизмами. При добавлении 0,5 мкг/см3 селенита натрия в среду культивирования лактобактерий, количество органического селена в биомассе составляло 105 мкг/г, для бифидобактерий данный показатель составлял 97,5 мкг/г. При добавлении 20 мкг/см3 селенита натрия в биомассе лактобактерий количество органического селена составило 4698 мкг/г, а для бифидобактерий – 3149 мкг/г, соответственно. Определена антибиотикорезистентность исследуемых пробиотических селенсодержащих культур и культур исследуемых микроорганизмов не содержащих селен. Наибольшую чувствительность микроорганизмы проявляли к тетрациклину, несколько меньше − к бензопенициллину и практически не отмечено чувствительность к полимиксину. Определено, что содержание органического селена в микроорганизмах не вызывает повышение их чувствительности к действию антибиотиков, что является важным в процессе приема селенсодержащих препаратов на фоне антибиотикотерапии. Проведены опыты по определению выживаемости селенсодержащих микроорганизмов в условиях ЖКТ. Проведены опыты in vitro по определению влияния среды желудка и влияния желчи, в процессе прохождения препаратов селенсодержащих пробиотиков через отделы желудочно-кишечного тракта. Проведен подбор условий, обеспечивающих разрушение бактериальных клеток, для получения наноструктур селена. Такими условиями являются комбинированное воздействие концентрированной соляной кислоты, замораживания и действия микроволнового поля. С помощью метода пикселей определены размеры наноструктур селена. На основе полученных данных созданы селенсодержащие биологически активные добавки из селенобогащенных пробиотиков, а также наноструктурированный селен. Исследованы микробиологические, органолептические и физико-химические свойства полученных продуктов. По микробиологическим показателям содержание лактобактерий в препарате «Селенолакт» составил 2,0 × 109 КОЕ/см3 (количество органического селена в продукте − 195 ± 1 мкг/г) количественное содержание бифидобактерий в препарате «Бифисел» на уровне 4,4 × 108 КОЕ/см3 (количество органического селена в продукте – 200 ± 1 мкг/г) количественное содержание лактобактерий в препарате «Селенобифилакт» на уровне 1,0 × 109 КОЕ/см3, а бифидобактерий − 1,2 × 108 КОЕ/см3 (количество органического селена в продукте − 202,5 ± 1 мкг/г). Разработан препарат на основе наноструктур селена с содержанием селена 180 ± 1 мкг/г. На основе разработанных селенсодержащих препаратов получено кисломолочные продукты функционального назначения с пробиотической дозой культур лакто- и бифидобактерий. Разработаны технологические схемы получения продуктов, которые включают следующие этапы: культивирование на среде из творожной сыворотки (для лактобактерий) и кукурузно-лактозной среде (для бифидобактерий); отделение селенсодержащей биомассы микроорганизмов; промывание селенсодержащей биомассы; добавление защитной среды; лиофильное высушивание. Разработаная биотехнологическая схема получения препарата «Наноселениум», что состоит из культивирования лактобактерий на среде из сырной сыворотки, отделение селенсодержащей биомассы микроорганизмов, промывание биомассы, добавление концентрованной HCl с последующей выдержкой в течение 4 суток, замораживание в условиях морозильной камеры, в течение суток, воздействие микроволновым полем (10-15 хвилин), вакуум фильтрацию и высушивание. Приведены экономическое обоснование производства селенсодержащих биологически активных добавок. Разработана нормативная документация по получению препарата «Селенолакт» (ТУ У 24.14-02071062-001:2016 та ТІ), «Бифисел» (ТУ У 24.14-02071062-002:2016 та ТІ), «Селенобифилакт» (ТУ У 24.14-02071062-003:2016 та ТІ), «Наноселениум» (ТУ У 24.14-02071062-004:2016 та ТІ). Проведена исследовательно-промышленная апробация разработанной биотехнологии получения функциональных ингредиентов на предприятии ООО НПО «Ариадна» (г. Одесса). Проведены медико-биологические исследования функциональных ингредиентов. В процессе эксперимента определено, что препараты характеризуются высокими пробиотическими и антиоксидантными свойствами и не вызывают негативного воздействия на состояние здоровья исследуемых мышей. Не было обнаружено статистически значимых изменений массы тела мышей исследовательских групп, по сравнению с контролем.
Thesis for scientific degree of candidate of technical sciences on specialty – 03.00.20. – Biotechnology. The dissertation is devoted to scientific justification and development of technology of getting selenium-containing probiotics and selenium-containing preparats. In the first stage held the selection of optimal source of selenium for its biotransformation by cultures of lactobacilli and bifidobacteria. Such a source is sodium selenite (Na2SeO3). It was determined that the optimal medium accumulation of selenium-containing biomass is laktobacillus medium is a cheese whey. It was defined depressing effect concentrations of sodium selenite 5−20 g / cm3 on the dynamics of accumulation microorganisms. It was investigated the process of assimilation and biotransformation sodium selenite by microorganisms. It was determined a direct correlation between the content Na2SeO3 in the culture medium and the content of organic selenium accumulated by microorganisms. Experiments were performed to determine the survival rate of selenium-containing microorganisms in the conditions of the digestive tract and their antibiotic resistance. Spend a selection of conditions to ensure the destruction of bacterial cells to produce selenium nanostructures. These conditions are the combined effects of concentrated hydrochloric acid, freeze and microwave field action. The method defined pixel size selenium nanostructures. On the basis of the data set selenium dietary supplements from selenium containing probiotics, as well as the preparation of selenium nanostructures. Investigated microbiological, organoleptic and physico-chemical properties of the products obtained.
Опис
Зикова, Н. С.
Біотехнологія селенвмісних пробіотиків [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук : спец. 03.00.20 "Біотехнологія" / Зикова Наталія Сергіївна ; наук. кер. Л. В. Капрельянц ; Одес. нац. акад. харч. технологій. - Одеса : ОНАХТ, 2017. - 26 с. : табл., рис.
Ключові слова
лактобактерії, біфідобактерії, пробіотики, селен, функціональний продукт, лактобактерии, бифидобактерии, пробиотики, функциональный продукт, lactic acid bacteria, bifidobacteria, probiotics, selenium, functional product