Бийск, Алтайский край, Россия
Бийск, Алтайский край, Россия
УДК 579.22 Биохимия и физиология микроорганизмов
На основании результатов собственных исследований и анализа литературных данных предложены условия и состав питательной среды для культивирования пропионовокислых бактерий. В качестве инокулята использован концентрат пропионовокислых бактерий, который содержит клетки селективных штаммов Propionibacterium freudenreichii. В составе питательной среды на постоянном уровне поддерживались концентрации: инокулята - 5% об., хлорида кобальта CoCl2 в дозировке 20 мг/л, а также концентрация гидролизованного молока - 5% об. Варьируемыми в составе питательной среды являлось содержание: дрожжевого автолизата, аскорбиновой кислоты, сульфата аммония, лактозы. Полученную смесь культивировали в термостате 7 суток при температуре 30 °С при рН среды 7,0. Оптимизация процесса культивирования проводилась по методу Бокса - Уилсона. Методом математического планирования построен план полного факторного эксперимента ПФЭ 2n, что позволило оптимизировать питательную среду для культивирования пропионовокислых бактерий с наибольшим приростом биомассы бактерий и накоплением витамина В12. Подобраны оптимальные условия культивирования для накопления биомассы Propionibacterium freudenreichii, при которых максимальное значение биомассы на 5 сутки культивирование составляет 60,5 г/л с высоким содержанием жизнеспособных клеток пробиотических бактерий 12×1012 КОЕ/см3 и максимальным накоплением витамина В12 на 5 сутки культивирование равным 108,1 мкг/мл.
пропионовокислые бактерии, Propionibacterium freudenreichii, культивирование, оптимизация процесса, питательная среда, метод Бокса-Уилсона, витамин В12, полнофакторный эксперимент
1. Tang, W.H.W., Hazen, S.L. & Kitai, T. (2017) Gut microbiota in cardiovascular health and disease, Circulation Research, 120(7), рр. 1183-1196. DOI:https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.117.309715.
2. Zoumpopoulou, G., Tsakalidou, E., Papadimitriou, K. & Pot, B. (2017) Dairy probiotics: beyond the role of promoting gut and immune health International, Dairy Journal, (8), рр. 46-60. DOI:https://doi.org/10.1016/j.idairyj.2016.09.010.
3. Cousin, F.J., Jan, G., Mater, D.D.G. & Foligné, B. (2011) Dairy propionibacteria as human probiotics: a review of recent evidence, Dairy Science & Technology, 91(1), рр. 1-26. DOI:https://doi.org/10.1051/dst/2010032.
4. Ammar, E.M. & Philippidis, G.P. (2021) Fermentative production of propionic acid: prospects and limitations of microorganisms and substrates, Applied Microbiology and Biotechnology, (105), рр. 6199-6213. DOI:https://doi.org/10.1007/s00253-021-11499-1.
5. Piwowarek, K., Lipinska, E., Hac-Szymanczic, E., Kot, A.M., Kictiszek, M. & Bonin, S. (2021) Use of Propionibacterium freudenreichii T82 strain for effective biosynthesis of propionic acid and trehalose in a medium with apple pomace extract and potato wastewater, Molecules, 26(13), рр. 3965.
6. Ammar, E.M., Wang, Z. & Yang, S.T. (2013) Metabolic engineering of Propionibacterium freudenreichii for n-propanol production, Applied microbiology and biotechnology, 97(10), рр. 4677-4690.
7. Orlova, T.N., Funk, I.A., Ott, E.F. & Dorofeev, R.V. (2020) Propionic acid bacteria and their impact, Syrodeliye i maslodeliye, (1), рр. 28-29. DOI:https://doi.org/10.31515/2073-4018-2020-1-28-29 (in Russian).
8. Begunova, A.V., Rozhkova, I.V., Zvereva, E.A., Glazunova, O.A. & Fedorova, T.V. (2019) Lactic and propionic acid bacteria: the formation of a community for the production of functional products with bifidogenic and hyposensitive properties, Applied Biochemistry and Microbiology, 55(6), рр. 660-669. DOI:https://doi.org/10.1134/S0003683819060048.
9. Isaeva, A.V. (2018) Propionic acid bacteria and their specific features, Mezhdunarodnyy akademicheskiy vestnik, 3(23), рр. 64-66 (in Russian).
10. Ammar, E.M., Jin, Y., Wang, Z. & Yang, S.-T. (2014) Metabolic engineering of Propionibacterium freudenreichii: effect of expressing phosphoenolpyruvate carboxylase on propionic acid production, Applied Microbiology Biotechnology, (98), рр. 7761–7772. DOI:https://doi.org/10.1007/s00253-014-5836-y.
11. Piwowarek, K., Lipińska, E., Hać-Szymańczuk, E. & Kieliszek, M. (2018) Propionibacterium spp. - source of propionic acid, vitamin B12, and other metabolites important for the industry, Applied Microbiology Biotechnology, (102), рр. 515–538. DOI:https://doi.org/10.1017/s00253-017-8616-7.
12. Khamagaeva, I.S. (2014) Prospects for the use of probiotic microorganisms for modern biotechnology, Vestnik VSGUTU, 5(50), рр. 111-116 (in Russian)
13. Khamagaeva, I.S. (2006) Biotechnology of propionate bacteria starters. Ulan-Ude: Izd-vo VSGTU (in Russian).
14. Gora, O.N. & Pavlov, I.N. (2011) Study of some basic factors determining the production of dry preparations of propionic acid bacteria, Tekhnika i tekhnologiya pishchevykh proizvodstv, (4), рр. 78-81 (in Russian).
15. Adler, Y.P., Markova, E.V. & Granovsky, Y.V. (1976) Planning experiments by searching optimal conditions. 2nd edition, revised and extended. M.: Izd-vo «Nauka» (in Russian).
16. Grachev, Y.P. (1979) Mathematical methods of planning experiments: Textbook for Higher Education Institutions in Microbiological Production Technology. M.: Pishchevaya promyshlennost (in Russian).
17. Netrusov, A.I., Egorova, M.A. & Zakharchuk, L.M. (2005) Microbiology Practice: Textbook for students of higher educational institutions. M.: Izdatelskiy tsentr «Akademiya» (in Russian).
18. Mitypova, N.V. (2007) Development of concentrated starter technology based on probiotic bacteria symbiosis: Abstract of Ph. Candidate of Technical Sciences. Ulan-Ude: Izd-vo VSGTU (in Russian).
