Chernaya, Anastasia

Cherno, Nataliya

Kapustyan, Antonina

Капустян, Антонина

Черная, Анастасия

Черно, Наталия

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University

129 Міжнародна науково-технічна конференція «Стан і перспективи харчової науки та промисловості»  УДК 637.136.3:579.234.016:577.152 Наталия Черно, Антонина Капустян, Анастасия Черная Одесская национальная академия пищевых технологий, Украина  ПОЛУЧЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ КЛЕТОЧНЫХ СТЕНОК ПОЛИВИДОВОЙ БАКТЕРИАЛЬНОЙ ЗАКВАСКИ ФЕРМЕНТАТИВНЫМ СПОСОБОМ  Nataliya Cherno, Antonina Kapustyan, Anastasia Chernaya THE BIOLOGICALLY ACTIVE COMPONENTS OBTAINING FROM CELL WALLS OF POLYSPECIFIC BACTERIAL  STARTER BY ENZYMATIC METHOD   Роль молочнокислых бактерий в питании значительна и разнообразна. Их использование в качестве компонентов пробиотических диетических добавок позволяет восстановить здоровый пищеварительный процесс и стабилизировать состояние иммунной системы. За иммунотропные свойства молочнокислых бактерий отвечают минимальные структурные фрагменты пептидогликанов клеточных стенок – мурамилдипептиды (МДП). Использование целых микробных клеток в качестве пробиотиков и иммунотропных агентов часто является малоэффективным, поскольку они подвергаются агрессивному воздействию сред пищеварительного тракта. Расщепление мембран клеточных стенок молочнокислых бактерий в процессе пищеварения является непредсказуемым и хаотичным, что не позволяет получить регулярные продукты деградации пептидогликанов из целых микробных клеток – МДП и его производых. МДП распознается внутриклеточными Nod 2 подобными рецепторами организма хозяина и инициирует сигнальный каскад реакций, приводящий к синтезу иммунокомпетентными клетками провоспалительных цитокинов и активации механизмов иммунологической защиты организма.  Мурамилпептиды постоянно попадают в организм животных и человека в результате деградации клеточных стенок бактерий и содержатся во многих тканях в малых концентрациях оказывая различные нейро- и иммунорегуляторные эффекты. Экзогенное введение производных МДП воспроизводит физиологические и эволюционно закрепленные механизмы модуляции иммунного ответа. Использование препаратов из целых бактерий для стимуляции фагоцитарного иммунитета малоэффективно. Это связано с тем, что при вторичных иммунодефицитах функциональная активность макрофагов понижена и, следовательно, понижена способность расщеплять пептидогликаны бактерий с образованием иммунотропных  веществ мурамилпептидного ряда. В связи с этим актуально использование фрагментов клеточных стенок бактерий – пептидов с молекулярной массой 1000 – 1500 Да, обладающих иммунотропной активностью. Для получения таких препаратов использовали в качестве субстрата поливидовую закваску молочнокислых бактерий, преставляющей собой сумму тест культур Lactobacillusacidophilus, Lactobacillusdelbrueckiisubsp. Bulgaricus, Bifidobacteriumbifidum, Lactococcuscremoris, Streptococcustermophilus. Фрагментацию поливидовой закваски осуществляли посредством ферментативного гидролиза. В качестве гидролизующих агентов применяли лизоцим активностью 46000 Ед и панкреати с протеолитической активностью 370 Ед.  130 Міжнародна науково-технічна конференція «Стан і перспективи харчової науки та промисловості»  Первый катализирует разрыв пептидных связей, которые соединяют остатки мурамовой кислоты в составе пептидогликанов клеточных стенок, второй – катализирует разрыв β-(1→4) гликозидных связей между   N-ацетилглюкозамином и N-ацетил-мурамовой кислотой.  Для определения рациональных условий ферментативного гидролиза биомассы (БМ) установлена зависимость накопления низкомолекулярных продуктов гидролиза от его продолжительности, природы и от концентрации ферментов в реакционной смеси. Постоянными параметрами гидролиза были температура (36 – 37 °С) и рН среды (7,0 – 8,0). Эффективность гидролиза оценивали по накоплению в ферментолизате низкомолекулярных продуктов – аминокислот и низкомолекулярных пептидов (НМП) с ММ < 1500 Да. Аминокислоты определяли методом формольного титрования, пептиды – спектрофотометрически с реактивом Бенедикта после осаждения высокомолекулярных белков 5 % раствором трихлоруксусной кислоты. На начальном этапе исследований изучали влияние предварительной тепловой обработки БМ на выход НМП при инкубации биомассы с панкреатином в течение 24 час (при соотношении фермент : субстрат 1:100). Установлено, что максимальное содержание НМП в ферментолизате с применением предварительного нагревания до 100 °С и без него достигается после 2 часов гидролиза. Содержание НМП в ферментолизате с применением предварительного нагревания составляет 1,2 г/100 мл, что на 9 % выше, чем содержание НМП в ферментолизате без применением предварительного нагревания. Исследована зависимость накопления НМП в ферментолизате от концентрации панкреатина, которую варьировали в интервале 0,5 – 14 мг/мл. Максимальное количество НМП в ферментолизате 0,96 г/100 мл достигается при концентрации фермента 5 – 10 мг/мл. Для изучения эффективности гидролиза использовали также композицию гидролаз панкреатин-лизоцим. Установлено, что использование лизоцима совместно с панкреатином значительно интенсифицирует процесс гидролиза. Так, максимальное накопление НМП в ферментолизате с использованием композиции ферментов достигается через 1 час инкубации и составляет 0,92 г/100 мл, с использованием только панкреатина – через 2 часа и составляет 0,71 г/100 мл, что на 23 % ниже. Таким образом, использование ферментативного гидролиза поливидовой закваски молочнокислых бактерий позволяет получить целевые низкомолекулярный продукты – аминокислоты, пептиды. Рациональными условиями проведения гидролиза является длительность инкубации фермента с субстратом в течении 2 – 3 часов при концентрации панкреатина 5 – 10 мг/мл. Более эффективной является обработка молочнокислых бактерий ферментной композицией трипсин-лизоцим, которая приводит к болем высокому накоплению низкомолекулярных продуктов, обладающих иммунотропной активностью.    Рис. 2. Схематическое изображение ферментативного гидролиза пептидогликанов:  1 – направление действия лизоцима; 2 – направление действия протеаз 

The biologically active components obtaining from cell walls of polyspecific bacterial starter by enzymatic method

http://elartu.tntu.edu.ua/bitstream/123456789/6484/2/FSI_2015_Cherno_N-The_biologically_active_129-130.pdf

The biologically active components obtaining from cell walls of polyspecific bacterial starter by enzymatic method

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Ternopil National Ivan Puluj Technical University