Продовольчі ресурси. 2023. N 20. Стаття 02 — Інститут продовольчих ресурсів НААН України

Деталі: Опубліковано: Середа, 02 серпня 2023, 17:49; Перегляди: 137

2 ВПЛИВ МАГНІТНОГО ПОЛЯ ТА РН СЕРЕДОВИЩА НА ЕФЕКТИВНІСТЬ СОРБЦІЇ КЛІТИН РОДУ LACTOBACILLUS [ENG]
https://doi.org/10.31073/foodresources2023-20-02
Даниленко С. Г., Чаленко М. А., Маринченко Л. В., Потемська О. І., Решетняк Л. Р., Копилова К. В.
Сторінки: 18-27
Короткий огляд
Предмет. Адсорбція пробіотичних культур Lactobacillus acidophilus, зокрема штамів 27 і Narine, і Lactobacillus plantarum, на високодисперсному кремнеземі. Мета. Метою цього дослідження було вивчення впливу магнітного поля напруженістю 0,03 та 0,09 Тл та pH середовища на ефективність клітинної адсорбції пробіотичних штамів Lactobacillus. Методи. У цьому дослідженні застосовували мікробіологічні та біотехнологічні методи. Як сорбенти використовували гідрогелі на основі високодисперсного кремнезему «Ентеросгель» та «Токсин.NET». Для створення магнітного поля використовували ніодимові магніти з напруженістю 0,03 Тл і 0,09 Тл. Ефективність адсорбції оцінювали за виживаністю клітин пробіотичних культур після адсорбції на препаратах гідрогелів за впливу магнітного поля та у разі створеного за допомоги додавання кислоти або лугу рН. Функціональні властивості отриманих композитних препаратів оцінювали за терміном отримання згустку після сквашування молока та його кислотністю. Результати. Результати дослідження показали, що іммобілізовані клітини Lactobacillus acidophilus на гідрогелі метилкремнієвої кислоти мали посилений захист не тільки від жорстких умов шлунково-кишкового тракту (низький рН і вплив жовчі), але й від магнітних полів інтенсивністю 0,03 Тл і 0,09 Тл, які, в цілому, негативно впливали на нативні (не іммобілізовані) клітини. Функціональна активність іммобілізованих таким способом на гідрогелі на основі високодисперсного кремнезему «Ентеросгель» клітин, оцінена за кислотністю та терміном утворення згустків, була лише незначно знижена: до 4,3-11,3%, натомість вміст клітин знизився суттєвіше – у середньому на 20%. Це підтверджує припущення про те, що оцінка виживаності клітин чашковим методом Коха не повністю відповідає реальному стану клітин. Визначено також, що проведення адсорбції в діапазоні рН нижче 4 є недоцільним, найкращими умовами для адсорбції L. plantarum було значення рН в діапазоні від 6 до 7. Сфера застосування результатів. Результати досліджень можуть бути використані для розробки комплексних пробіотичних препаратів на основі високодисперсного кремнезему, що може бути доцільним для збереження функціональності пробіотичних клітин, використовуваних для заквашувальвих культур або у виробництві БАДів із вмістом корисних мікроорганізмів.
Ключові слова: високодисперсний кремнезем, пробіотики, лактобактерії, адсорбція, магнітне поле, pH, виживаність, сквашування молока.
Бібліографія
1. Dodoo, C. C., Wang, J., Basit, A. W., Stapleton, P., Gaisford, S. (2017). Targeted delivery of probiotics to enhance gastrointestinal stability and intestinal colonisation. International Journal of Pharmaceutics, 530(1-2), 224–229. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2017.07.068.
2. Li, Z., Behrens, A. M., Ginat, N., Tzeng, S. Y., Lu, X., Sivan, S., Langer, R., Jaklenec, A. (2018). Biofilm-Inspired encapsulation of probiotics for the treatment of complex infections. Advanced Materials, 30 (51), e 1803925. https://doi.org/10.1002/adma.201803925.
3. Geng, W., Jiang, N., Qing, G.-Y., Liu, X., Wang, L., Busscher, H. J., Tian, G., Sun, T., Wang, L.-Y., Montelongo, Y., Janiak, C., Zhang, G., Yang, X.-Y., & Su, B.-L. (2019). Click reaction for reversible encapsulation of single yeast cells. ACS Nano, 13(12), 14459–14467. https://doi.org/10.1021/acsnano.9b08108.
4. Danylenko S., Romanchuk I., Marynchenko L. (2021) Immobilization of probiotic cultures with enterosorbents based on highly dispersed silica. Journal of Microbiology, Biotechnology and Food Sciences, 11(2). https://doi.org/10.15414/jmbfs.3334.
5. Danylenko, S., Marynchenko, L., Bortnyk, V., Potemska, O., Nizhelska, O. (2022). Use of highly dispersed silica in biotechnology of complex probiotic product based on bifidobacteria. Innovative Biosystems and Bioengineering, 6(1), 16–24. https://doi.org/10.20535/ibb.2022.6.1.256179.
6. Marynchenko L., Nizhelska O., Kurylyuk A., Naumenko S., Makara V. (2020) Observed effects of electromagnetic fields action on yeast and bacteria cells attached to surfaces. 2020 IEEE 40th International Conference on Electronics and Nanotechnolo-gy (ELNANO), Kyiv, Ukraine, 22-24 April. 603-608. https://doi.org/10.1109/ELNANO50318.2020.9088883.
7. Nizhelska, O., Marynchenko, L., Makara, V., Naumenko, S., & Kurylyuk, A. (2018). The stabilizing effect of magnetic field for the shape of yeast cells saccharomyces cerevisiae on silicon surface. Innovative Biosystems and Bioengineering, 2 (4), 278–286. https://doi.org/10.20535/ibb.2018.2.4.151881.
8. Wei, H., Geng, W., Yang, X.-Y., Kuipers, J., van der Mei, H. C., Busscher, H. J. (2022). Activation of a passive, mesoporous silica nanoparticle layer through attachment of bacterially-derived carbon-quantum-dots for protection and functional enhancement of probiotics. Materials Today Bio, 100293. https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2022.100293.
9. Jesionowski, T., Krysztafkiewicz, A. (1999). Properties of highly dispersed silicas precipitated in an organic medium. Journal of Dispersion Science and Technology, 20(6), 1609–1623. https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2022.10029.
10. Pope, E. J. (1995). Gel encapsulated microorganisms: Saccharomyces cerevisiae – Silica gel biocomposites. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 4, 225-229. https://doi.org/10.1007/BF00488377.
11. Campostrini, R., Carturan, G., Caniato, R., Piovan, A., Filippini, R., Innocenti, G., Cappelletti, E. M. (1996). Immobilization of plant cells in hybrid sol-gel materials. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 7(1-2), 87–97. https://doi.org/10.1007/BF00401888
12. Irkitova, A. N., Matsyura, A. V. (2017). Ecological and biological characteristics of Lactobacillus acidophilus. Ukrainian Journal of Ecology, 7(4), 214-230. https://doi.org/10.15421/2017_109.
13. Brányik, T., Kuncová, G., Páca, J., Demnerová, K. (1998). Encapsulation of microbial cells into silica gel. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 13, 283-287. https://doi.org/10.1023/A:1008655623452.