Изучение стимулирования роста бифидобактерий постбиотическим комплексом кисломолочного продукта как один из факторов повышения его биологической эффективности

Введение: известно, что пробиотические микроорганизмы повышают питательную ценность пищевых продуктов, снижают уровень холестерина, положительно влияют на иммунную систему, предотвращают кишечные инфекции и диарею, связанную с антибиотиками, уменьшают симптомы непереносимости лактозы и др. Эти положительные эффекты зависят от свойств пробиотического штамма. Продукты метаболизма пробиотических микроорганизмов также способны оказывать положительное воздействие на организм человека. Метаболитные комплексы, секретируемые пробиотическими бактериями характеризуются высокой усвояемостью и устойчивостью к условиям окружающей среды и потенциально могут использоваться наряду с пробиотическими микроорганизмами.

Цель: Изучение. возможного влияния различных концентраций постбиотической композиции на усиление биологических свойств продукта, в частности, его   способности стимулировать рост бифидобактерий.

Материалы и методы: в качестве объектов исследования использовали кисломолочный продукт, на основе пробиотической ассоциации в составе Lactococcus cremoris 241Ц, Lactocaseibacillus rhamnosus F, Propionibacterium shermanii Э2, выработанный с применением постбиотического комплекса (ПК) в концентрациях 0,5 и 0,01%. При исследовании способности стимулировать рост бифидобактерий в качестве контрольной культуры использовали штамм Bifidobacterium adolescentis МС–42 из коллекции ФГАНУ «ВНИМИ». Исследования проводили на среде ГМК 2 и пробиотическом кисломолочном продукте, выработанном на стерильном обезжиренном молоке. Было изучено влияние двух концентраций ПК (0,5 и 0,01%), стимулировать рост бифидобактерий в экспериментальных образцах через 8 и 24 часа инкубирования.

Результаты: Подтверждено положительное влияние ПК в концентрации 0,01% на рост бифидобактерий. Отсутствие стимулирующего действия ПК в концентрации 0,5% может быть связано с ингибированием уксусной кислотой - конечным продуктом метаболизма бифидобактерий, которая также входит в состав ПК. Об этом также косвенно свидетельствует и более низкое значение активной кислотности, которая, как известно, является определяющим фактором для роста бифидобактерий.

Выводы: Полученные данные позволяют подтвердить увеличение биологической эффективности кисломолочного продукта с постбиотическим комплексом применительно к стимулированию роста бифидобактерий, и рекомендовать его в качестве добавки в биотехнологическую систему в концентрации 0,01%.

1. Агаркова, Е.Ю., Кручинин, А.Г., & Рязанцева, К.А. (2016). Современные технологические подходы к обогащению молочных продуктов. Инновационные технологии обогащения молочной продукции (теория и практика). Москва: Франтера.

2. Бегунова, А.В. (2022). Биологически активные метаболиты молочнокислых бактерий. Пищевая промышленность, 6, 21-25. https://doi.org/10.37442/fme.2023.3.28

3. Бегунова, А.В., & Жижин, Н.А. (2022). Оценка потенциала пропионовокислых бактерий для получения постбиотиков. Хранение и переработка сельхозсырья, (4), 105-112. https://doi.org/10.36107/spfp.2022.356

4. Бегунова, А.В., & Жижин, Н.А. (2023). Характеристика метаболитного комплекса, продуцируемого L. reuteri LR1. Food Metaengineering, 1(3), 11-20. https://doi.org/10.37442/fme.2023.3.28

5. Валышев, А. В., & Головченко, В. В. (2012). Пребиотическая активность пектинов и их производных. Бюллетень Оренбургского научного центра УРО РАН, (3), 5.

6. Зобкова, З.С., Кондратенко, В.В., Пряничникова, Н.С., Зенина, Д.В., & Коровина, Н.С. (2023). Разработка и адаптация прогностической модели полнофакторной оптимизации технологического процесса производства пробиотического кисломолочного продукта. Food Metaengineering, 1(4), 48-56. https://doi.org/10.37442/fme.2023.4.30

7. Комарова, О. Н., & Данилова А. И. (2023). Ферментация молочной основы с естественным образованием олигосахаридов грудного молока – новые возможности в адаптации детских смесей. Лечащий Врач, 9(26), 50-56. https://doi.org/10.51793/OS.2023.26.9.006

8. Олескин, А. В., & Шендеров, Б. А. (2020). Пробиотики, психобиотики и метабиотики: проблемы и перспективы. Физическая и реабилитационная медицина. Медицинская реабилитация, 3, 233–243. https://doi.org/10.36425/rehab25811

9. Кайбышева, В. О., & Никонов, Е. Л. (2019). Пробиотики с позиции доказательной медицины. Доказательная гастроэнтерология, 8(3), 45-54. https://doi.org/10.17116/dokgastro2019803145

10. Рожкова, И. В., Бегунова, А. В., & Крысанова, Ю. И. (2021). Создание кисломолочного продукта с использованием ассоциации пробиотических культур. Пищевая промышленность, 8, 36-39.

11. Хавкин, А. В., & Ковтун, Т. А. (2021). Кисломолочные пробиотические продукты - пища или лекарство? Вопросы детской диетологии, 19(3), 58-69.

12. Чистяков, В. А., Празднова, Е. В., Денисенко, Ю. В., Стаценко, В. Н., Матросова, С. В., & Кучко, Т. Ю. (2023). Постбиотики: новая группа биопрепаратов. Живые и биокосные системы, (45), 1-24. https://doi.org/10.18522/2308-9709-2023-46-1

13.

14. Рябцева, С. А., Храмцов, А. Г., Шпак, М. А., Лодыгин, А. Д., Анисимов, Г. С., Сазанова, С. Н., & Табакова, Ю. А. (2023). Биотехнология производства лактулозы: прогресс, проблемы, перспективы. Техника и технология производные пищевых продуктов, 53(1), 97-122. https://doi.org/10.24411/0042-8833-20-10012

15. Разгуляева, О. И., & Мезенова, О. Я. (2016). Роль бифидобактерий в кисломолочных продуктах геродиетического назначения. Вестник молодежной науки, 4(6), 6.

16. Шендеров, Б. А. (2017). Метабиотики - новая технология профилактики заболеваний, связанных с микроэкологическим дисбалансом человека. Вестник восстановительной медицины, 4(80), 40.

17. Abd El-Ghany, W.A. (2020). Paraprobiotics and postbiotics: Contemporary and promising natural antibiotics alternatives and their applications in the poultry field. Open Veterinary Journal 10(3), 323-330. https://doi.org/10.4314/ovj.v10i3.11

18. Aggarwal, S., Sabharwal, V., Kaushik, P., Joshi, A., Aayushi, A., & Suri, M. (2022). Postbiotics: from emerging concept to application. Frontiers in Sustainable Food Systems, 6. https://doi.org/10.3389/fsufs.2022.887642

19. Aguilar-Toalá, J. E., Garcia-Valera, R., Garcia, H., & Mata-Haro, V. (2018). Postbiotics: An evolving term within the functional foods field. Trends in Food Science & Technology, 75, 105-114. http://dx.doi.org/10.1002/mnfr.202000188

20. Ali, M.A., Kamal, M.M., Rahman, M.H., Siddiqui, M.N., Haque, M.A., Saha, K.K., & Rahman, M.A. (2022). Functional dairy products as a source of bioactive peptides and probiotics: Current trends and future prospectives. Journal of Food Science and Technology, 59(4), 1263-1279. https://doi.org/10.1007/s13197-021-05091-8

21. Compare, D., Rocco, A., Coccoli, P., Angrisani, D., Sgamato, C., & Iovine, B. (2017). Lactobacillus casei DG and its postbiotic reduce the infammatory mucosal response: An ex-vivo organ culture model of post-infectious irritable bowel syndrome. BMC Gastroenterology, 17(1), 53. http://dx.doi.org/10.1186/s12876-017-0605-x

22. Cuevas-González, P.F., Liceaga, A.M., &Aguilar-Toalá, J.E. (2020). Postbiotics and paraprobiotics: From concepts to applications. Food Research International, 136, 109502. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2020.109502

23.

24. Gareau M. G., Sherman P. M., & Walker W. A. (2010). Probiotics and the gut microbiota in intestinal health and disease. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 7(9), 503-514. http://dx.doi.org/10.1038/nrgastro.2010.117

25.

26. Giorgetti, G., Brandimarte, G., Fabiocchi, F., Ricci, S., Flamini, P., Sandri, G., Trotta, M.C., Elisei, W., Penna S., & Islam, S. U. (2016). Clinical uses of probiotics. Medicine, 95(5), 1-5. http://dx.doi.org/10.1097/MD.0000000000002658

27. LeBlanc, J.G., Milani, C., de Giori, G.S., Sesma, F., van Sinderen, D., & Ventura, M. (2013). Bacteria as vitamin suppliers to their host: a gut microbiota perspective. Current Оpinion in Biotechnology, 24(2), 160-168. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2012.08.005

28. Malagón-Rojas, J.N. Mantziari, A., Salminen, S., & Szajewska, H. (2020). Postbiotics for preventing and treating common infectious diseases in children: A systematic review. Nutrients, 12, 389. https://doi.org/10.3390/nu12020389

29. Martín, R., & Langella, P. (2019). Emerging health concepts in the probiotics feld: Streamlining the defnitions. Frontiers in Microbiology, 10. http://dx.doi.org/10.3389/fmicb.2019.01047

30. Mayorgas, A., Dotti, I., & Salas, A. (2021). Microbial metabolites, postbiotics, and intestinal epithelial function. Molecular Nutrition & Food Research, 65(5), 2000188. https://doi.org/10.1002/mnfr.202000188

31. Nataraj, B.H., Ali, S.A., Behare, P.V., &Yadav, H. (2020). Postbiotics-parabiotics: The new horizons in microbial biotherapy and functional foods. Microbial Cell Factories, 19(1), 168. https://doi.org/10.1186/s12934-020-01426-w

32.

33. Oelschlaeger, T. A. (2010). Mechanisms of probiotic actions–a review. International Journal of Medical Microbiology, 300(1), 57-62. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijmm.2009.08.005

34. Rozhkova, I.V., Yurova, E.A., & Leonova, V.A. (2023). Evaluation of the amino acid composition and content of organic acids of complex postbiotic substances obtained based on metabolites of probiotic bacteria Lacticaseibacillus paracasei ABK and Lactobacillus helveticus H9. Fermentation, 9(5), 460. https://doi.org/10.3390/fermentation9050460

35. Saulnier, D.M., Santos, F., Roos, S., Mistretta, T.A., Spinler, J.K., Molenaar, D., Teusink, B., & Versalovic, J. (2011). Exploring metabolic pathway reconstruction and genome-wide expression profiling in Lactobacillus reuteri to define functional probiotic features. PloS One, 6(4), 183-187. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0018783

36. Salminen, S., Collado, M.C., Endo, A., Hill, C., Lebeer, S., Quigley, E.M., Sanders, M.E., Shamir, R., Swann, J.R., Szajewska, H., & Vinderola, G. (2021). The International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of postbiotics. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 18(9), 649-667. https://doi.org/10.1038/s41575-021-00440-6

37. Szydłowska, A., & Sionek, B. (2022). Probiotics and postbiotics as the functional food components affecting the immune response. Microorganisms, 11(1), 104. https://doi.org/10.3390/микроорганизмы11010104

38. Teame, T., Wang, A., Xie, M., Zhang, Z., Yang, Y., Ding, Q., Gao, C., Olsen, R.E., Ran, C., & Zhou, Z. (2020). Paraprobiotics and postbiotics of probiotic Lactobacilli, their positive effects on the host and action mechanisms. Front Nut, (7), 570344. https://doi.org/10.3389/fnut.2020.570344