Application of Co-bioprocessing Techniques (Enzymatic Hydrolysis and Fermantation) for Improving the Nutritional Value of Wheat Bran as Food Functional Ingrediens

Last time the food industry pays the great attention to questions, connected with changing existing technologies for raising the efficacy of the raw materials complex processing and increasing the output of high-quality products and food ingredients with a minimal amount of waste. Cereal crops are the most reach source of functional ingredients and main component in the human food ration. The technological process of cereal crops processing at enterprises is closely connected with creating a great number of secondary raw material resources and its further utilization.For confirming the efficacy of using secondary products of grain processing as cheap raw material resources of dietary fiber and physiologically functional ingredients, there is characterized the accessibility of their biotransformation that gives a possibility to get biologically active substances of different chemical nature with a wide spectrum of physiological effects.Secondary products of cereal crops processing (bran) are multi-component substrates, formed of different histological layers of wheat grains after comminution, consisted of (external pericarp, internal pericarp, grain coat, hyaline and aleurone layer of a grain coat).Wheat bran is rich in dietary fiber, nutritive and phytochemical substances, that is why, it is most often used for feeding animals. But for today there are important proofs of using it in the food industry.The development of new innovative technologies, modern achievements in microbiology and biotechnology have an important value for secondary products of grain processing, because they allow to conduct directed technological processes at the qualitatively new level that provides using soft regimes of vegetable raw materials processing, allowing to preserve natural biologically active substances and nutrients.The modeling of the combined complex processing that includes enzymatic hydrolysis and fermentation by microorganisms improves technological, sensor and also nutritive and physiologically functional properties of wheat bran at the expanse of: bioavailability increase of phenol compounds, vitamins and minerals, assimilability of proteins and decrease of the content of anti-nutritive compounds.Enzymatic preparations allow to use vegetable raw materials rationally, to intensify technological processes, in such a way increasing the output of biologically active substances and to widen the assortment of created products. The process of wheat bran formation results in increasing the nutritional value, enriching the biopolymeric complex with probiotic microorganisms and prebiotic substances.Based on the structural peculiarities and multicomponent composition of wheat bran, presented and studied in the article, it has been established, that the use of the directed modification allows to get functional ingredients and products with set properties that influence the human health favorably. So, wheat bran must be used not only in agriculture as a cattle fodder, but also in the food industry

ПОЖИВНЕ СЕРЕДОВИЩЕ ДЛЯ ПІДРАХУНКУ КІЛЬКОСТІ ЖИТТЄЗДАТНИХ КЛІТИН БІФІДОБАКТЕРІЙ У ПРОДУКТАХ ХАРЧУВАННЯ ТА ПРЕПАРАТАХ ПРОБІОТИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ

In this experimental work we explored the possibility of using soybean–lactase semi liquid medium with different contents of soybean whey  to count the number viable cells of bifidobacteria. According to the research, we were selected samples lactose medium with the addition of 3 – 5 %. It was recommended to use for control the amount for viable bifidobacteria in food  and for control the biologically active supplements used in medicine for the prevention and correction of dysbacteriosis.  В данной экспериментальной работе исследована возможность использования соево–лактозной полужидкой среды с различным содержанием соевой сыворотки для подсчета количества жизнеспособных клеток бифидобактерий. По результатам исследований были отобраны образцы лактозной среды с добавлением от 3 – 5 % соевой сыворотки, которые можно рекомендовать использовать как для контроля количества жизнеспособных бифидобактерий в продуктах питания, так для контроля биологически активных препаратов, используемых в медицине для коррекции и профилактики дисбактериозов.В даній експериментальній роботі досліджено можливість використання соєво–лактозного напіврідкого середовища з різним вмістом соєвої сироватки для підрахунку кількості життєздатних клітин біфідобактерій. За результатами досліджень були відібрані зразки лактозного середовища з додаванням від 3 – 5 % соєвої сироватки, які можна рекомендувати для контролю кількості клітин біфідобактерій відповідно у продуктах та біологічно–активних препаратах пробіотичного призначення, що використовуються в медицині для корекції та профілактики дисбактеріозів. &nbsp

ПОЖИВНЕ СЕРЕДОВИЩЕ ДЛЯ КУЛЬТИВУВАННЯ БАКТЕРІЙ РОДУ BIFIDOBACTERIUM НА ОСНОВІ РОСЛИННОЇ СИРОВИНИ

In this paper we were studied the effect of different mass fraction of soy whey as a part of the culture medium for the development and accumulation of the biological active of the probiotic strain Bifidobacterium longum. Microbiological studies revealed that 3% of the mass fraction of soybean whey in lactose medium, most effective for culturing and accumulation biomass  of bacteria species Bifidobacterium longum for use in the food industry.It is also recommended to use lactose medium supplemented with 4% and 5% of the soya whey for culturing the test strain to produce biologically active drugs used in medicine for the prevention and correction of dysbacteriosis  В данной работе изучено влияние массовой доли соевой ,сыворотк  в составе питательной среды на развитие и изменение биологической активности пробиотических бактерий рода Bifidobacterium Проведенные микробиологические исследования позволили установить, что 3% соевой сыворотки в лактозной среде являеется эффективным для культивирования и накопления биомассы бифидобактерий с целью использования в пищевой промышленности. Также рекомендовано, использование лактозной среды с добавлением 4 – 5 % массовой доли соевой сыворотки для культивирования исследуемых микроорганизмов с целью получения биологически активных препаратов, используемых в медицине для коррекции и профилактики дисбактериозов.У даній роботі вивчено вплив різної масової частки соєвої сироватки у складі живильного середовища на розвиток та зміну біологічної активності пробіотичних бактерій роду Bifidobacterium. Проведені мікробіологічні дослідження дозволили встановити, що 3% соєвої сироватки у лактозному середовищі ефективно відображається на культивуванні та накопиченні біомаси бактерій роду Bifidobacterium з метою використання в харчовій промисловості. Також рекомендовано використання лактозного середовища з додаванням 4 – 5 % соєвої сироватки для культивування досліджуваного штаму з метою отримання біологічно активних препаратів, що використовуються в медицині для корекції та профілактики дисбактеріозів. &nbsp

Безвідходна біотехнологія отримання симбіотика і метабіотика на основі Вifidobacterium longum – Я 3 та Propionibacterium shermanii – 4

In order to eliminate dysbiotic violations of microbiota of the human gastrointestinal tract probiotics are used. However, in recent years data has been accumulated on the reduction of the effectiveness of classical probiotics, especially against antibiotic therapy, so a promising group of probiotics of a metabolic type is gaining popularity. Metabiotics contain metabolic products or structural components of probiotic microorganisms. The purpose of experimental work was to develop a technology of non-waste production using a culture fluid of probiotic microorganisms as raw material for the creation of a cell-free probiotic. The objects of the study were cultures of microorganisms of the Museum of the Department of Biochemistry, Microbiology and Nutrition Physiology ONAFT Вifidobacterium longum – Ya 3, Propionibacterium shermanii – 4, the culture fluid of these probiotic strains. Subject of research - structural elements of metabolic activity of probiotic microorganisms, organoleptic, physico-chemical and microbiological indices. After co-cultivating B. longum – I 3 + P. shermanii-PS 4 in a lactose medium with the addition of soy serum at a temperature of (34 ± 1) °C for 24 hours with a titre of at least 1 1010 CFU/cm3, a culture medium supernatant was obtained by centrifugation at 8000 rpm for 20 minutes and further filtration because of bacterial filters in aseptic conditions. The bifidogenic growth stimulator was purified from the microbial biomass residue by vacuum filtration using bacterial filters (Millipore, 0.22 μm). Its determination was carried out by gas-liquid chromatography using the GC-16A «Shimadzu» (Japan) gas chromatograph with the possibility of temperature programming up to 330 °C, flame-ionization detector and software «GC solution». The content of 1,4-dihydroxy-2-naphthoic acid in the supernatant of the consortium Вifidobacterium longum – Ya 3, Propionibacterium shermanii – 4 in the amount of 4.1 mg/liter was determined. The principle of technological schemes of non-waste production of biologically active additives based on the classical and metabolic probiotic developed.Для усунення дисбіотичних порушень мікробіоти шлунково-кишкового тракту людини використовують препарти пробіотики. Однак в останні роки накопичуються дані про зниження ефективності класичних пробіотиків, особливо на фоні антибіотикотерапії, тому популярності набуває перспективна група пробіотиків метаболітного типу. Метабіотики містять продукти метаболізму чи структупні компоненти пробіотичних мікроорганізмів. Метою експериментальної роботи стала розробка технології безвідходного виробництва, використовуючи культуральну рідину пробіотичних мікроорганізмів як сировину для створення безклітинного пробіотика. Об’єкти дослідження – культури мікроорганізмів музею кафедри біохімії, мікробіології і фізиології харчування ОНАХТ Вifidobacterium longum – Я 3, Propionibacterium shermanii – 4, культуральна рідина зазначених пробіотичних штамів. Предмет дослідження – структурні елементи метаболічної активності пробіотичних мікроорганізмів, органолептичні,фізико-хімічні і мікробіологічні показники. Після сумісного культивування B. longum – Я 3 + P. Shermanii – PS 4 на лактозному середовищі з додаванням соєвої сироватки за температури (34 ± 1) °С протягом 24 год з титром не менше 1 1010 КУО/см3, отримували супернатант культуральної рідини шляхом центрифугування при 8000 об/хв протягом 20 хв і подальшого фільтрування через бактеріальні фільтри в асептичних умовах. Біфідогенний стимулятор росту очищували від залішків мікробної біомаси за допомогою вакуум-фільтраціі із застосуванням бактеріальних фільтрів (Millipore, 0,22 мкм). Його визначення проводили за методом газово-рідинної хроматографії з використання газового хроматографа GC-16А «Shimadzu», Японія з можливістю програмування температури до 330 °С, полум’яно-іонізаційним детектором і програмним забезпеченням «GC solution». Визначено вміст 1,4-дигидроксі-2-нафтоїнової кислоти у супернатанті консорціуму Вifidobacterium longum – Я 3, Propionibacterium shermanii – 4 у кількості 4,1 мг/л. Розроблено принципопі технологічні схеми безвідходного виробництва біологіно активних добавок на основі класичного та метаболітного пробіотика

Dormant non-culturable Mycobacterium tuberculosis retains stable low-abundant mRNA

BACKGROUND: Dormant Mycobacterium tuberculosis bacilli are believed to play an important role in latent tuberculosis infection. Previously, we have demonstrated that cultivation of M. tuberculosis in K(+)-deficient medium resulted in generation of dormant cells. These bacilli were non-culturable on solid media (a key feature of dormant M. tuberculosis in vivo) and characterized by low metabolism and tolerance to anti-tuberculosis drugs. The dormant bacteria demonstrated a high potential to reactivation after K(+) reintroduction even after prolonged persistence under rifampicin. In this work, we studied the transcriptome and stability of transcripts in persisting dormant bacilli under arrest of mRNA de novo synthesis. RESULTS: RNA-seq-based analysis of the dormant non-culturable population obtained under rifampicin exposure revealed a 30–50-fold decrease of the total mRNA level, indicating global transcriptional repression. However, the analysis of persisting transcripts displayed a cohort of mRNA molecules coding for biosynthetic enzymes, proteins involved in adaptation and repair processes, detoxification, and control of transcription initiation. This ‘dormant transcriptome’ demonstrated considerable stability during M. tuberculosis persistence and mRNA de novo synthesis arrest. On the contrary, several small non-coding RNAs showed increased abundance on dormancy. Interestingly, M. tuberculosis entry into dormancy was accompanied by the cleavage of 23S ribosomal RNA at a specific point located outside the ribosome catalytic center. CONCLUSIONS: Dormant non-culturable M. tuberculosis bacilli are characterized by a global transcriptional repression. At the same time, the dormant bacilli retain low-abundant mRNAs, which are considerably stable during in vitro persistence, reflecting their readiness for translation upon early resuscitation steps. Increased abundance of non-coding RNAs on dormancy may indicate their role in the entry into and maintenance of M. tuberculosis dormant non-culturable state. ELECTRONIC SUPPLEMENTARY MATERIAL: The online version of this article (doi:10.1186/s12864-015-2197-6) contains supplementary material, which is available to authorized users

Quorum Sensing Influences Vibrio harveyi Growth Rates in a Manner Not Fully Accounted For by the Marker Effect of Bioluminescence

The light-emitting Vibrios provide excellent material for studying the interaction of cellular communication with growth rate because bioluminescence is a convenient marker for quorum sensing. However, the use of bioluminescence as a marker is complicated because bioluminescence itself may affect growth rate, e.g. by diverting energy. quorum mutants. growth rate can be either positive or negative and includes both bioluminescence-dependent and independent components. Bioluminescence tends to slow growth rate but not enough to account for the effects of quorum sensing on growth rate

Iron Behaving Badly: Inappropriate Iron Chelation as a Major Contributor to the Aetiology of Vascular and Other Progressive Inflammatory and Degenerative Diseases

The production of peroxide and superoxide is an inevitable consequence of aerobic metabolism, and while these particular "reactive oxygen species" (ROSs) can exhibit a number of biological effects, they are not of themselves excessively reactive and thus they are not especially damaging at physiological concentrations. However, their reactions with poorly liganded iron species can lead to the catalytic production of the very reactive and dangerous hydroxyl radical, which is exceptionally damaging, and a major cause of chronic inflammation. We review the considerable and wide-ranging evidence for the involvement of this combination of (su)peroxide and poorly liganded iron in a large number of physiological and indeed pathological processes and inflammatory disorders, especially those involving the progressive degradation of cellular and organismal performance. These diseases share a great many similarities and thus might be considered to have a common cause (i.e. iron-catalysed free radical and especially hydroxyl radical generation). The studies reviewed include those focused on a series of cardiovascular, metabolic and neurological diseases, where iron can be found at the sites of plaques and lesions, as well as studies showing the significance of iron to aging and longevity. The effective chelation of iron by natural or synthetic ligands is thus of major physiological (and potentially therapeutic) importance. As systems properties, we need to recognise that physiological observables have multiple molecular causes, and studying them in isolation leads to inconsistent patterns of apparent causality when it is the simultaneous combination of multiple factors that is responsible. This explains, for instance, the decidedly mixed effects of antioxidants that have been observed, etc...Comment: 159 pages, including 9 Figs and 2184 reference

SURVIVAL, INDUCTION AND RESUSCITATION OF Vibrio cholerae FROM THE VIABLE BUT NON-CULTURABLE STATE IN THE SOUTHERN CARIBBEAN SEA

The causative agent of cholera, Vibrio cholerae, can enter into a viable but non-culturable (VBNC) state in response to unfavorable conditions. The aim of this study was to evaluate the in situ survival of V. cholerae in an aquatic environment of the Southern Caribbean Sea, and its induction and resuscitation from the VBNC state. V. cholerae non-O1, non-O139 was inoculated into diffusion chambers placed at the Cuare Wildlife Refuge, Venezuela, and monitored for plate, total and viable cells counts. At 119 days of exposure to the environment, the colony count was < 10 CFU/mL and a portion of the bacterial population entered the VBNC state. Additionally, the viability decreased two orders of magnitude and morphological changes occurred from rod to coccoid cells. Among the aquatic environmental variables, the salinity had negative correlation with the colony counts in the dry season. Resuscitation studies showed significant recovery of cell cultivability with spent media addition (p < 0.05). These results suggest that V. cholerae can persist in the VBNC state in this Caribbean environment and revert to a cultivable form under favorable conditions. The VBNC state might represent a critical step in cholera transmission in susceptible areas