Фармацевтика академиясы хабаршы №4

Баль-Прилипко Л.В. Влияние различных факторов на срок и качество хранения мясных продуктов // Мясное дело. – 2006. – №8. – С. 53-55.

Богатко Н.М., Салата В.З., Богатко Д.Л. Ідентифікація м’яса тварин за показниками якості та безпечності // Науковий вісник ЛНУВМБТ імені С.З.Ґжицького. – 2013. – №1. – С. 8 – 12.

Використання маринадів у технології приготування страв із м’яса / [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.hduht.edu.ua.

Национальный университет пищевых технологий, г. Киев, Украина

Еще одним перспективным способом утилизации отработанного масла может быть использо-вание его в качестве субстратов в биотехнологии для получения практически ценных микроб-ных метаболитов []. Следует отметить, что в доступной нам литературе отсутствует инфор-мация о биосинтезе экзополисахаридов на пережаренном масле [].

В предыдущих работах нами установлена возможность получения этаполана (продуцент Acinetobacter sp. ИМВ В–7005) на рафинированном и пережаренном подсолнечном масле, а также смеси мелассы и рафинированного масла [, ].

Цель исследования. Изучить возможность замены рафинированного подсолнечного масла на отработанное в смеси с мелассой для биосинтеза этаполана.

Материалы и методы. Штамм ИМВ B-7005 выращивали в жидкой минеральной среде, содержа-щей в качестве источника углерода смесь мелассы (1,5 % по углеводам) и подсолнечного масла (1,5 % по объему): рафинированного, отработанного после жарки мяса, картофеля, овощей и смешанного (после жарки мяса, картофеля, лука и сыра). Посевной материал выращивали в среде с моносубстратами мелассой, рафинированным и отработанным маслом в концентрации 0,5 %. Культивирование осуществляли в колбах (750 мл) с 100 мл среды на качалке (320 об/мин) при 30 ⁰С в течении 120 ч.

Концентрацию биомассы определяли по оптической плотности клеточной суспензии с последующим пересчетом на сухую биомассу в соответствии с калибровочным графиком. Количество синтезированных ЭПС определяли весовым методом после осаждения изопропанолом. ЭПС-синтезирующую способность выражали в граммах ЭПС на грамм биомассы.

Результаты и обсуждения. На первом этапе работы исследовали принципиальную возможность синтеза этаполана на смеси мелассы и отработанного масла. В данных исследованиях концентрация источника минерального азота в среде для получения инокулята и биосинтеза ЭПС составляла 0,2 г/л, а посевной материал выращивали на мелассе. Показано, что независимо от типа отработанного масла в смеси с мелассой концентрация полисахарида составляла 12-15,5 г/л и была несколько выше, чем при использовании рафинированного масла (11,5 г/л).

Ранее [] было показано, что исключение или снижение концентрации источника минерального азота в среде при культивировании штамма ИМВ B-7005 на смеси мелассы и рафинированного масла сопровождалось увеличением показателей синтеза полисахарида.

Однако исключение нитрата аммония из среды для получения инокулята и биосинтеза ЭПС не сопровождалось существенным увеличением количества этаполана (11-16 г/л) на смеси мелассы и отработанного масла.

В дальнейших исследованиях с целью снижения себестоимости целевого продукта инокулят выращивали на соответствующем отработанном масле. Отметим, что использование для этой цели отработанного масла позволяет исключить из технологического процесса стадию его стерилизации. В данных экспериментах инокулят выращивали в среде с 0,2 г/л нитрата аммония, а для биосинтеза ЭПС использовали среду без источника азота.

Установлено, что при выращивании инокулята на отработанном после жарки мяса, картофеля и овощей масле количество синтезированных ЭПС (9-12,5 г/л) было несколько ниже по сравнению с использованием посевного материала, полученного на мелассе (11-16 г/л). В то же время при применении смешанного отработанного масла для получения инокулята и биосинтеза ЭПС концентрация этаполана составляла почти 14 г/л, а ЭПС-синтезирующая способность – 3,5 г ЭПС/ г биомассы.

Вывод. Таким образом, в ходе проведенной работы установлена возможность замены в смеси с мелассой рафинированного масла на отработанное для получения этаполана. С целью снижения себестоимости целевого продукта предлагается использование инокулята, выращенного на отработанном масле, а также исключение источника минерального азота из среды для биосинтеза ЭПС. Полученные результаты являются основой для разработки универсальной технологии получения этаполана на смеси промышленных отходов, независимой от типа и поставщика отработанного масла.

Guillén M.D., Uriarte P.S. Aldehydes contained in edible oils of a very different nature after prolonged heating at hying temperature: Presence of toxic oxygenated α,β unsaturated aldehydes // Food Chemistry, 2012, Vol. 131, Issue 3, p. 915.

Ivahniuk M., Pirog T. Intensification of microbial exopolysaccharide ethapolan synthesis under Acinetobacter sp. IMV B-7005 cultivation on sunflower oil // Ukrainian Journal of Food Science, 2014, Vol. 2, Issue 1, p. 52.

Panadare D.C., Rathod V.K. Applications of waste cooking oil other than biodiesel: A review // Iran. J. Chem. Eng., 2015, Vol. 12, Issue 3, p. 55.

Pirog T.P., Ivakhniuk M.O., Voronenko A.A. Exopolysaccharides synthesis on industrial waste // Biotechnologia Acta, 2016, Vol. 9, Issue 2, p. 7.

Voronenko A.A., Ivakhniuk M.O. The biosynthesis of microbial exopolysaccharide ethapolan under Acinetobacter sp. IMV B–7005 cultivation on molasses and sunflower oil mixture // Materials of the XII International scientific and practical conference, «Science without borders», 2016, p. 31.

Molecular genetic study with ISSR markers was carried out for six Crambe species. The phylogenetic tree showing similarity for Crambe and Brassica napus genotypes was constructed. The efficiency of ISSR markers application for interspecies plant biodiversity study was pointed out.

Аннотация

Проведено молекулярно-генетическое исследование шести видов Crambe с использованием ISSR-маркеров. Построено дендрограму, котороя отображает филогенетические связи между генотипами данного рода и Brassica napus. Показана эффективность использования ISSR-маркеров для межвидового исследования растительного биоразнообразия.

Анотація

Проведено молекулярно-генетичне дослідження шести видів Crambe з використанням ISSR-маркерів. Побудовано дендрограму, яка відображає філогенетичні зв'язки між генотипами даного роду і Brassica napus. Показана ефективність використання ISSR-маркерів для міжвидового дослідження рослинного біорізноманіття.

The Crambe°L. genus belongs to Brassicaceae°family and consists of about 44 species [1]. These species are annual, biennial or perennial and have diverse application: as vegetable or forage plants, as oilseed, as the source of biofuels (seeds have up to 60% of erucic acid), in food industry for making pastry, in paint and varnish industry, in chemical industry and for arsenic elimination from soil and heavy metals (Cd, Pb, Cr) from water [1-5]. At the same time many of them are threatened species listed in the Red Data Book of Ukraine (vulnerable), European and EU 27 Red List(C. aspera), IUCN Red List (C. koktebelica, C. tataria, C. aspera, C. steveniana, C. maritimа) and in The World Red List (C. koktebelica) [6-7].

Genetic diversity analysis of plants is very important for biodiversity protection and preservation as well as breeding new varieties. The study of genetic structure of plant populations can provide information about the level of plant gene pool polymorphism to establish genetic similarity of both species and a particular plant within a population.

Various molecular genetic markers can be used for the purpose [8]. However, polylocus and polyallelic ISSR markers (based on Inter-Simple Sequence Repeats) are of great value to study population genetic diversity and phylogenetic relationships establishment [9].

The objective of the work was to develop molecular genetic system based on ISSR markers to estimate interspecies genetic similarity of crambe.

Materials and methods

The subject of the work was a set of 6 Crambe species: C. aspera, C. cordifolia, C. koktebelica, C. maritimа, C. steveniana and C. tataria. Fresh apical leaves from plants grown in vitro (on hormone-free solid MS medium [10] at 24°С with a 16-h photoperiod and recurrent transplantation on the fresh medium every 30 days) were used for DNA extraction. In vitro culture was initialized from seeds obtained from M.M.°Gryshko National Botanical Garden, National Academy of Sciences of Ukraine.

Total plant DNA was isolated with the modified CTAB method [11] 0.5 g of fresh tissue. Polymerase chain reaction (PCR) of 20 µl included 0.25 μM of forward and reverse primers (Metabion, Germany), 1× Reaction Buffer B (Solis BioDyne, Estonia), 2 mМ MgCl2, 0.2 µM of each deoxyribonucleotide-3-phosphate (Thermo Fisher Scientific, USA), 1 unit of FIREPol® DNA Polymerase (Solis BioDyne), and 30 ng of purified total plant DNA. Primer sequences for ISSR loci UBC827, UBC864, UBC890 [12], and A17898, B17899, IS-05, HB-10 [13] were utilized in the study.

PCR products were separated by electrophoresis in 1.5% agarose gels in lithium borate buffer, 0.5 µg/ml ethidium bromide [14].Gels were visualized in UV-light and documented with a photosystem Canon EOS 600D. Phylogenetic relationships was calculated by the unweighed pair-group method using arithmetic averages cluster analysis (UPGMA) with the software DARwin 6.0.010 [15].

Results and discussion

Seven preselected ISSR markers were used in the present study to identify six Crambe and one Brassica napus genotypes. Every marker system showed high level of polymorphism for every crambe sample (table 1). Some agarose gels are depicted on the figure 1.

In the research [16] some Turkish plant samples of Crambe species were analyzed. The high level of intraspecies and interspecies polymorphisms was pointed out in the work, though only C. maritima, C. orientalis and C. tataria genomes were studied there. It entirely correlates with our results.

Conclusion

The high efficiency of ISSR analyzes was defined for the study of Crambe species genetic diversity and their phylogenetic relationship establishment. Polylocus and polyallelic ISSR markers can provide with extensive characteristic of each plant sample. The selected system of markers will assist to carry out the complex research of a large number of crambe samples.

2. Red data book of Ukraine. Vegetable kingdom / ed. by. Didukh Ya. P. – K.: Globalconsulting, 2009. – p. 358.

3. Прахова Т.Я. Новая нетрадиционная масляничная культура – Крамбе абиссинская // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2013. – № 8 (106). – С. 8-10.

4. Artus N.N. Arsenic and cadmium phytoextraction potential of Crambe compared with indian mustard // J Plant Nutr. – 2006. – V. 29. – P. 667–679.

5. Gonçalves A.C., Rubio F., Meneghel1 A.P., Coelho G.F., Dragunski D.C., Strey L. The use of Crambe abyssinica seeds as adsorbent in the removal of metals from waters // Rev. bras. eng. agríc. ambient. – 2013. – V.17 (3). – P. 306–311.

6. The IUCN Red List of Threatened species. – http://www.iucnredlist.org

7. Bilz M., Kell S.P., Maxted N., Lansdown R.V. European Red List of Vascular Plants. Luxembourg: Publications Office of the European Union. 2011, 142 p.

8. Schulman A.H. Molecular markers to assess genetic diversity // Euphytica. – 2007. – V. 158. – P. 313–321.

9. Weicong Qi, Feng Lin, Yuhe Liu, Bangquan Huang, Jihua Cheng, Wei Zhang, Han Zhao High-throughput development of simple sequence repeat markers for genetic diversity research in Crambe abyssinica // BMC Plant Biology. – 2016. – 16:139.

10 Murashige T. and Skoog F. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant., vol. 15, p. 473–497.

11. Stewart C.N., Via L.E. A rapid CTAB DNA isolation technique useful for RAPD fingerprinting and other PCR applications // BioTechniques. – 1993. – V. 14 (5). – Р. 748–749.

12. Werner E.T., Soares T.C.B., Gontijo A.B.P.L., Souza Neto J.D., Amaral J.A.T. Genetic stability of micropropagated plants of Crambe abyssinica Hochst using ISSR markers // Genetics and Molecular Research. – 2015. – V. 14(4). – P. 16450-16460.

13. Rasha M. A. Khalil, Soliman KH. A., Nahed A. K. F. R., Ibrahim S.A. Genetic polymorphism of some medicinal plants belonging to Brassicaceae using molecular markers // Egypt. J. Genet. Cytol. – 2010. – V. 39. – P. 41-55.

14. Singhal H., Ren Y.R., Kern S.E. Improved DNA electrophoresis in conditions favoring polyborates and Lewis acid complexation // PLoS One. – 2010. – 5, №6. –P. 1–6.

15. Perrier X., Flori A., Bonnot F. Data analysis methods. In: Hamon, P., Seguin, M., Perrier, X., Glaszmann, J.C.Ed., Genetic diversity of cultivated tropical plants. // Enfield, Science Publishers. Montpellier. – 2003. – P. 43 –76.

16. Tarıkahya-Hacıoglu B. Molecular diversity of the wild Crambe (Brassicaceae) taxa in Turkey detected by inter-simple sequence repeats (ISSRs) // Industrial Crops and Products. – 2016. – V. 80. – P. 214–219.

Научный руководитель: Пирог Т.П., д.б.н. проф., заведующий кафедры Биотехнологии и микробиологии

Национальный университет пищевых технологий, г. Киев, Украина
ВЛИЯНИЕ ЭКЗОГЕННОЙ ГЛЮКОЗЫ НА СИНТЕЗ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ КУЛЬТИВИРОВАНИИ ACINETOBACTER CALCOACETICUS ИMB B-7241 НА ОТРАБОТАННОМ МАСЛЕ
В последние годы наблюдается значительный интерес к экологически безопасным поверхностно-активным веществам (ПАВ) микробного происхождения. Благодаря своей полифункциональности они являются перспективными для применения в различных отраслях пищевой промышленности, медицине и агропромышленном комплексе [1].

Ранее [2] нами была установлена возможность замены рафинированного подсолнечного масла на отработанное после жарки картофеля и мяса для синтеза ПАР Acinetobacter calcoaceticus ИМВ В-7241.

Цель работы. Исследовать возможность интенсификации синтеза поверхностно активных веществ A. calcoaceticus ИМВ В-7241 на отработанном масле в присутствии в среде культивирования предшественников биосинтеза.

Материалы и методы. Штамм A. calcoaceticus ИМВ В-7241 выращивали в жидкой питательной среде, содержащей в качестве источника углерода отработанное после жарки картофеля и мяса подсолнечное масло (сеть ресторанов быстрого питания Mcdonald's, Киев) в концентрации 2 и 4% (по объему). В одном из вариантов в начале процесса культивирования в среду дополнительно вносили глюкозу (0,1%) в виде 40%-го раствора. В качестве инокулята использовали культуру в экспоненциальной фазе роста, выращенную на соответствующем отработанном подсолнечном масле (0,5% по объему).

Результаты и обсуждения. Учитывая химический состав ПАВ, синтезированных A. calcoaceticus ИМВ В-7241 (комплекс нейтральных, амино- и гликолипидов) и тот факт, что основным компонентом комплекса являются трегалозомиколаты[3], в качестве предшествен-ника биосинтеза использовали глюкозу. Ранее такой подход был использован для интен-сификации синтеза поверхностно-активных гликолипидов Rhodococcus erythropolis ЭК-1 [4].

Эксперименты показали, что в отличие от R. erythropolis ЭК-1, показатели синтеза ПАВ A. calcoaceticus ИМВ В-7241 при внесение глюкозы в среду с 4% масла не повышались по сравнению с таковыми на среде без предшественника (таблица).

По нашему мнению, одной из причин снижения синтеза ПАВ может быть наличие ингибиторов в отработанном подсолнечном масле, концентрация которого в среде достаточно высокая.
Таблица - Синтез ПАВ штаммом ИМВ В-7141 в среде с различной концентрацией отработанного подсолнечного масла

Отметим, что для R. erythropolis ЭК-1 наблюдали интенсификацию синтеза ПАВ при внесении глюкозы в среду с 2% маслосодержащего субстрата [4, 5]. Поэтому в следующих экспериментах исследовали влияние экзогенной глюкозы на синтез ПАВ А. calcoaceticus ИMB B-7241 в среде с более низкой (2%) концентрацией отработанного масла.

Установлено, что после добавления 0,1% глюкозы в такую среду культивирования А. calcoaceticus ИMB B-7241 количество синтезированных ПАВ повышалось в 3,4 и 1,5 раза на масле после жарки картофеля и мяса соответственно, по сравнению с показателями на среде без глюкозы (таблица).

Вывод. Таким образом, в процессе работы показана возможность интенсификации образования ПАВ А. calcoaceticus ИMB B-7241 при внесении в среду с отработанным подсолнечным маслом глюкозы – предшественника биосинтеза целевого продукта.

Campos J.M., Stamford T.L.,Sarubbo L.A., Luna J.M., Rufino R.D., Banat I.M. Microbial biosurfactants as additives for food industries // Biotechnol. Prog., 2013, V. 29. № 5, P. 1097–1108.

Пирог Т.П., Павлюковец И.Ю. Савенко И.В. Особенности синтеза поверхностно-активных веществ Acinetobacter calcoaceticus ІМВ В-7241 на отработанном подсолнечном масле // Научные труды НУПТ, 2016, Т. 22, №4, с. 48–54.

Пирог Т.П., Антонюк С.И., Шевчук Т.А. Влияние условий культивирования штамма Acinetobacter calcoaceticus K-4 на синтез поверхностно-активных веществ // Прикладная биохимия и микробиология, 2009, 45, № 3, С. 304–310.

Подгорский В. С., Иутинска Г. О., Пирог Т. П. Интенсификация технологии микробного синтеза // К.: Наук. думка, 327 с.

Пирог Т.П., Софилканич А.П., Покора К.А., Шевчук Т.А., Иутинская Г.А. Синтез поверхностно-активных веществ Rhodococcus erythropolis ИМВ Ac-5017, Acinetobacter calcoaceticus ИМВ В-7241 и Nocardia vaccinii ИМВ В-7405 на промышленных отходах // Микробиол. журн., 2014, Т. 76, №2, с.17–23.

Nowadays diagnostics and treatment of disorder of the cognitive functions is one of the most intensively studied areas of the modern neurology. Vinpocetine is one of the widely used medicinal preparations for the treatment of such kind of diseases [1]. Presently vinpocetine is produced in the form of pellets containing 5 and 10 mg of the drug. Such drug dosage form proves to be rather efficient but it does not provide the desired prolonged effect.

Therefore, now an actual problem is the elaboration of stable and biocompatioble drug dosage forms with the delayed release of vinpocetine.

One of the prospective ways for solution of this problem is the development of systems for the targeted drug delivery based on silicon nanoparticles including those ones obtained from porous silicon. It is well known that these systems are biocompatible and biodegradable [, ].

Aim of the Research. The purpose of this work is the elaboration of vinpocetine delivery system on the basis of porous silicon and the study of efficiency of the processes concerned with adsorption and desorption of the medicinal preparation in this system.

Materials and methods

Porous silicon nanopowder was obtained according to a standard procedure using electrochemical etching of silicon in the alcoholic solution of fluoric acid, followed by ultrasonic grinding. Specific surface area of the porous silicon nanopowder was of ~ 60 m2/g. Some features in morphology and composition of the particles used in the work are presented in [].

The obtained nanopowder was submerged into 5%-solution of vinpocetine (ND 42-9175-03) for 20 and 60 minutes. Adsorption of the drug onto porous silicon was controlled by IR-spectroscopy method with the use of VERTEX 70 Bruker spectrometer. Kinetics of vinpocetine release from the nanoparticles into 0,1 M solution of hydrochloric acid was determined at the temperature of 37 ± 0,5 °C. The volume of dissolution medium was of 100 ml. Dialysate tests (5 ml) were sampled after strictly determined intervals of time (15, 30, 45, 60, 90, 120 minutes). Required amount of medium was supplied with the same solvent. In order to determine vinpocetine content spectrophotometric method in the UV-spectral range (314±2 nm) was applied. Concentration of the analyzed substance was determined by the calibration plot. Producing of vinpocetine microcapsules with the shells made of gelatin, ethylcellulose and sodium alginate as well as the procedure of biopharmaceutical investigations for these drug forms can be found in [].

Results and discussions

Comparative analysis of IR-transmission spectra for nanopowders of porous silicon in the range of 400-4000 cm-1 after deposition of the drug with those ones of the primary powder of porous silicon and vinpocetine substance demonstrated the presence of the bands characteristic of the medicinal preparation in the samples (absorption bands at 1720, 1680 and 1607 cm-1). Note that composition of the porous silicon particles according to IR-spectroscopy data did not considerably change [].

Data on the degree of vinpocetine release out of the different drug delivery systems are presented in Table 1.

Table 1 – Degree of release for vinpocetine from the different drug delivery systems

Our investigations demonstrated that the release of vinpocetine from Si nanoparticles was of 60% for 6 hours of the experiment that is comparable with the degree of vinpocetine release from microcapsulated forms (70% and 94% from microcapsules with the shells of ethylcellulose and gelatin, respectively).

Conclusion.

The performed study showed a possibility of using porous silicon as an agent of prolonged vinpocetine delivery and significance of the further pharmacologic investigations of this system.

Szakács T., Veres Z and Vereczkey L. Vinpocetine is extensively metabolized in rats, dogs and humans, and the plasma clearance approximates the hepatic plasma flow in each of the species. Pol. J. Pharmacol. 2001 53 623.

Ksenofontova O I, Vasin A. V., Egorov V. V. Porous silicon and its application in biology and medicine. Technical Physics. 2014. 84 1 67

Canham L 2014 Handbook of Porous Silicon (Springer) 1017 p

Lenshin A S, Kashkarov V M. The composition and reactivity of nanopowders porous silicon. Inorganic materials. 2012. 48 10 1091.

Polkovnikova Yu. A. Investigations on the development of encapsulated dosage form of vinpocetine. Russian Journal of Biopharmaceuticals. 2015. 7 4 10.

Polkovnikova Yu. A., Stepanova E. F. Experimental substantiation of technological parameters of afobazole of microencapsulation by the method of mathematical planning // Herald of the Voronezh state University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy. 2014. №. 2. S. 121-124.

Рудкевич И.В.- студент 5-го курса факультета биотехнологи и экологического контроля, e.mail: abramma53@gmail.com

Научный руководитель: Красинько В.О., к..н., доцент, e.mail:vkrasinko@mail.ru

Национальный университет пищевых технологий, 01601, г. Киев, ул. Владимирская 68, Украина

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУЦЕНТОВ ПЕНИЦИЛЛИНАЗЫ
Согласно данным литературы пенициллиназа – фермент, инактивирующий пенициллин путем расщепления бета-лактамного кольца [1]. Ранее пенициллиназу использовали в медицинской практике при острых аллергических реакциях и анафилактическом шоке, вызванных препаратами группы пенициллина. В настоящее время ее используют в аналитических целях для контроля стерильности лекарственных форм бета-лактамных антибиотиков [2].

Самыми активными продуцентами пенициллиназы являются Staphylococcus aureus (устойчив к пенициллину на 100%), и Neisseria gonorrhoeae (устойчивость к пенициллину которой составляет 79,2%), но так как они являются патогенными для людей и участвуют в развитии различных инфекций, от легких кожных инфекций до более серьезных инвазивных заболеваний, включая сепсис, пневмонию, эндокардит, глубинные абсцессы и токсикозы, в том числе пищевые отравления и синдром токсического шока, то данные микроорганизмы не используются в промышленном производстве пенициллиназы [3,4].

В качестве продуцентов пенициллиназы используют различные микробные культуры, преимущественно вида Bacillus licheniformis. В качестве продуцента пенициллиназы предложен штамм B. licheniformis БСТ-1, полученный из коллекционной культуры Bacillus licheniformis 749/C, путем ступенчатой селекции с применением в качестве селективных агентов антибиотиков стрептомицина и пенициллина [2]. Сравнение активности двух штаммов производили при помощи культивирования на одинаковой питательной среде и при однаковых условиях.

Результаты и выводы. В результате аналлиза литературных данных установлено что, наилучшим вариантом для промышленного получения пенициллиназы являеться использование штамма B.licheniformis БСТ-1, в результате культивирования которого за 18 часов ферментации достигается концентрация пенициллиназы до 200 тыс ЕД в 1 мл культуральной жидкости, в то время как культивирование B.licheniformis 749/C позволяет получить до 165 тыс ЕД активности пенициллиназы в 1 мл культуральной жидкости за 18 часов.

Машковский М. Д. Лекарственные средства. М.: Медицина, 1988, т.2, с.68

Пат. №2221041 РФ, 200221262425/13. Штамм Bacillus licheniformis БСТ-1 – продуцент пенициллиназы и способ получения пенициллиназы/ Бартошевич Ю.Э., Зубарев Т.Н., Кутуков Д.С. – Опубл. 10.01.2004.

Bokaeian M., Iqbal Qureshi M. // African Journal of Microbiology Research Vol. 5(17), pp. 2455-2459, 9 September, 2011

Kawsar N.M., Khan N.K. // JAMC Bangladesh. Vol 4, No 2 (Dec) 2008


Салимова Е.Л. – начальник цеха «Комбинированные вакцины», e.l.salimova@spbniivs.ru

Конон А.Д. – ведущий инженер-технолог цеха «Комбинированные вакцины», е-mail: a.d.konon@spbniivs.ru

Научный руководитель: Красильников И.В., д.б.н., профессор, е-mail: i.v.krasilnikov @ spbniivs.ru

Федеральное государственное унитарное предприятие «Санкт-Петербургский научно-исследова-тельский институт вакцин и сывороток и предприятие по производству бактерийных препаратов» Федерального медико-биологического агентства России, г. Санкт-Петербург, Российская Федерация
ПОДБОР УСЛОВИЙ ХРАНЕНИЯ HAEMOPHILUS INFLUENZAE тип b
Согласно принятой международной практике основным способом борьбы с инфекцией, вызываемой Haemophilus influenzae тип b (Hib-инфекцией), является вакцинопрофилактика [1]. Однако в РФ профилактика данной инфекции отечественными вакцинами практически не производится в связи с отсутствием полного цикла их производства. Поэтому актуальной задачей остается активизация разработки технологии производства вакцины против Hib-инфекции. Ранее сотрудниками СПбНИИВС из носоглотки больного ребенка был выделен штамм идентифицированный как Haemophilus influenzae тип b. Согласно приказу Минпромтор-га РФ от 14 июня 2013 г. № 916 при производстве вакцин создается система банков клеток, которая хранится при определенных условиях, обеспечивающих ее стабильность.

Цель исследования. Подобрать оптимальные условия хранения выделенного штамма H. influenzae тип b.

Материалы и методы. H. influenzae тип b культивировали в полусинтетической жидкой питательной среде и в сердечно-мозговом бульоне в колбах на шейкер-инкубаторе при температуре (35±2) °С и (150±10) об/мин на протяжении 6–8 ч до получения культуральной жидкости с оптической плотностью при длине волны 590 нм не менее 0,8. Полученную культуральную жидкость (109 КОЕ/мл) смешивали с криопротектором и разливали по криопробиркам. В качестве криопротектора использовали глицерин, обезжиренное молоко, сахарозу, лактозу, их добавляли в количестве 5–20 % (по объему). Как контроль использовали культуральную жидкость без криопротектора. Культуру хранили при температуре –(80±3) °С в низкотемпературном морозильнике на протяжении 1 года. Для подтверждения стабильности при выбранных условиях хранения через определенные промежутки времени проводили тест на жизнеспособность и выражали количество жизнеспособных клеток в процентах по отношению к начальной концентрации клеток (0 ч хранения).

Результаты и обсуждения. Показано, что жизнеспособность H. influenzae тип b зависела от питательной среды, используемой для культивирования, и была выше при выращивании штамма в полусинтетической питательной среде. Установлено, что исследуемые криопротек-торы проявляли эффективность в различной степени в зависимости от их природы и концентра-ции. В табл. 1 представлены данные по жизнеспособности клеток в зависимости от используе-мого криопротектора в оптимальной концентрации.

Показано, что максимальное количество жизнеспособных клеток (до 100 %) сохранялось в сре-де с 20 % глицерина на протяжении всего срока хранения. Добавление обезжиренного молока и углеводов приводило к снижению количества жизнеспособных клеток к концу эксперимента на 14–55 %. При хранении штамма в среде без криопротектора через 12 месяцев количество жизнеспособных клеток было минимальным и составляло всего 15 %.

Полученные результаты согласуются с описанными в литературе [2]. Так, выживаемость клее-ток штаммов H. influenzae тип b в среде при добавлении глицерина (отдельно или в смеси с другими криопротекторами) увеличивалась на 11–59 %. Различие в защитных свойствах криопротекторов можно объяснить механизмом их действия. Глицерин проникает через мемб-рану клетки и обеспечивает как внутриклеточную, так и внеклеточную защиту от заморажи-вания, тогда как углеводы проявляют защитное действие только на наружной поверхности клеточной мембраны [3]. Значительное влияние на защитные свойства протектора оказывает состав питательной среды для выращивания штамма [3].

Выводы. Подобраны оптимальные условия хранения штамма H. influenzae тип b (полусин-тетическая питательная среда с 20 % глицерина), которые обеспечивают 100 % жизнеспособ-ность клеток на протяжении 1 года.

Zarei A.E., Almehdar H.A., Redwan E.M. Hib Vaccines: Past, Present, and Future Perspectives // J. Immunol. Res., 2016, doi: 10.1155/2016/7203587.

Aulet de Saab O.C., de Castillo M.C., de Ruiz Holgado A.P., de Nader O.M. A comparative study of preservation and storage of Haemophilus influenzae. // Mem. Inst. Oswaldo Cruz., 2001, V. 96, N 4, P. 583–586.

Hubálek Z. Protectants used in the cryopreservation of microorganisms. // Cryobiology, 2003, V. 46, N 3, P. 205–229.

Научный руководитель: Грегирчак Н.Н., доцент, канд.техн.наук, natal@ukr.net

Национальный университет пищевых технологий, 01601, г. Киев, ул. Владимирская 68, Украина

МИКРОБИОЛОГИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ БЕЛКОВОГО КРЕМА
В технологии белкового крема предусматривается использование структурообразователей – пенообразователя и студнеобразователя, в частности агара. Каждый структурообразователь характеризуется своими особыми, уникальными свойствами, которые определяют его выбор для промышленного применения.

На рынке Украины особое место занимают водорослевые полисахариды – агар, альгинаты, каррагинан, которые осуществляют оздоровительное воздействие на организм человека. Благодаря сочетанию своих технологических свойств, они открывают большие возможности применения на предприятиях пищевой промышленности. Изучение их поведения в эмульсионной системе с целью расширения технологических свойств крема (температурного интервала отделки, стабильности в процессе отделки, транспортировки и хранении готовой продукции) представляет интерес как с научной точки зрения, так и с микробиологической безопасности крема [1;2]. Поскольку белковые крема, кроме различных сапрофитных аеробных споровых и безспорових бактерий, дрожжей, спор плесени, могут содержать патогенные микроорганизмы, то они могут послужить причиной пищевых отравлений [3].

Цель исследования. Изучение динамики изменения показателей микробиологической безопасности и стабильности кондитерских кремов в процессе хранения, которые содержат в своем составе загуститель альгинат натрия и пектин.

Материалы и методы. Объектом исследования были 3 образца белкового крема, в состав которых входили белок, загуститель альгинат натрия и пектин, а также сахара – сахароза, фруктоза и глюкоза. Контролировали показатель кМАФАМ, наличие БГКП, золотистого стафилококка, а также количество дрожжей и плесневых грибов. Кроме того, в образцах проверяли количество спорообразующих бактерий (СОБ), представители которых (В. cereus) могут быть опасными для потребителей [2]. Белковый крем, кроме регламентируемой температуры 0 – 8 ° С, хранили при 18 ± 2 ˚С (провокационные условия хранения).

Результаты и обсуждения. В результате проведенных исследований было отмечено, что у всех образцах белкового крема независимо от содержания сахаров, наблюдается соответствие исследуемых показателей санитарно-микробиологическим нормам в течении регламентированного срока хранения. Анализ морфотипов колоний, выделенных из белкового крема показал, что все образцы имеют несколько общих видов колоний микроорганизмов. При хранения крема их соотношение изменяется. Общими для всех образцов белкового крема были бактериальные белые колонии с неровными краями, белые круглые колонии с отблеском, желтые круглые колонии.

Микробиологические показатели белковых кремов в процессе хранения показали, что скорость роста микроорганизмов в креме достаточно невысока. Показатель кМАФАМ достигает максимума через 72 ч и составляет 5 × 104 КУО/г. Количество спорообразующих бактерий во всех образцах во время хранения составляет 48% от общего количества микроорганизмов. При хранении белкового крема при температуре 18 ± 2 ˚С, существенных изменений количественного и качественного состава микрофлоры не наблюдалось в течении 2 суток.

Сравнивая микробиологические показатели белкового крема с разным содержанием сахаров, отметили значительно меньшее развитие микроорганизмов в образцах с фруктозой, чем с глюкозой или сахарной пудрой, что связано с снижением показателя водной активности среды содержащий моносахарид [4].

Количество грибов и дрожжей во всех образцах даже на 3 день хранения в 2 раза меньше нормы (100 КОЕ/г). Золотистого стафилокока и БГКП в 0,01 г исследуемых образцов не обнаружено, что свидетельствует о соблюдении всех надлежащих санитарно-гигиенических требований при изготовлении белкового крема

Вывод. Таким образом, белковый крем с добавлением альгината натрия и пектина с микробиологической точки зрения является безопасным в течение всего срока годности даже при изменении температуры хранения. Количество спорообразующих бактерий на протяжении всего срока хранения невысокое. БГКП и золотистого стафилококка в продукте не оказалось, что свидетельствует о соблюдении санитарно-гигиенических норм при изготовлении крема.
Список литературы

Оболкіна В.І., Сівній І.І., Крапивницька І.І. М. Перспективи використання гелланової камеді при створенні нової технології заварного білкового крему (Матеріали міжнародної науково-практичної конференції «Здобутки та перспективи розвитку кондитерської галузі»). – Київ, НУХТ, 2015, 57, 59.

Кобилінська О.В, Соколовська І.О, Звягінцева-Семенець Ю.П. Дослідження процесу набухання полісахаридів для використання в технології вершкових кремів. – Київ, 2016, 24,31.

Пількевич Н.Б., Боярчук О.Д. Мікробіологія харчових продуктів (Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів). – Луганськ: Альма-матер, 2008, 152 с.

Животовська А., Грегірчак Н.М. Мікробіологічна безпека пастильних виробів нової рецептури // Ukrainian Food Journal, 2013, Vol. 2 Issue 4, p. 543.

Молдагулова Н.Б. – ведущий научный сотрудник, к.в.н., m_nazira1967@mail.ru

Хасенова Э.Ж. – научный сотрудник, магистр, elmira_alta@mail.ru

РГП «Национальный центр биотехнологии» КН МОН РК г.Астана, Республика Казахстан

Материалы исследований. Микроорганизмы: Bacillus amyloliquefaciens И-15, Serratia marcescens Н3К, Rhodocoсcus erythropolis ДН-1.

Результаты и обсуждение. Для разработки биопрепарата был отобран консорциум, состоящий из активных углеводородокисляющих штаммов Serratia marcescens Н3К, Rhodocoсcus erythropolis ДН-1, Bacillus amyloliquefaciens И-15. При этом штаммы, входящие в состав консорциума выращивали отдельно при следующих отработанных режимах: рН 5,0-7,0; оптимальная посевная концентрация клеток от 100 000 до 100 000 000  кл/см3; температура культивирования от 200С до 35 0С в течение 24-48 ч. на питательной среде СПБ. При соблюдении указанных параметров культивирования отмечалось максимальное накопление биомассы. При этом титр клеток у штамма Rhodococcus erythropolis ДН-1 составил 9,0±0,16 lg КОЕ/см3, у Bacillus amyloliquefaciens И-15 – 9,18±0,21 lg КОЕ/см3 и у штамма Serratia marcescens Н3К отмечался на уровне 9,25±0,23lg КОЕ/см3. Концентрирование культуральной жидкости проводили методом центрифугирования.

Далее для получения препаративной формы концентрированного биологического препарата, полученные осадки бактериальных клеток объединяли (1:1:1) и добавляли разработанный в лабораторных условиях защитный раствор №1 в соотношении 1:3. Титр клеток в 1 см3 концентрированной формы биопрепарата составил 11,00 lgКОЕ/см3.

Полученная концентрированная форма биологического препарата представляет собой жидкую однородную суспензию, бежевого цвета и без запаха, предназначенного для утилизации нефтяных загрязнений (рисунок 1).

Т.Н. Морозова, Е.С. Белик, Л.В. Рудакова. Использование бактериального препарата для ремедиации техногенно загрязненных почв. Вестник ПНИПУ. Прикладная экология. Урбанистика. 2015. № 3. с.71-73

Рогозина Е.А., Андреева О.А., Жаркова С.И., Мартынова Д.А., Орлова Н.А. Сравнительная характеристика отечественных биопрепаратов, предлагаемых для очистки почв и грунтов от загрязнения нефтью и нефтепродуктами. http://www.ngtp.ru . с.6-14.

Коронелли Т.В. Принципы и методы интенсификации биологического разрушения углеводородов в окружающей среде // Прикладная биохимия и микробиология. - 1996.- Т. 32, № 6. - с. 579-585.

Института фундаментальной медицины и биологии lutfullin.marat2012@yandex.ru

Науучный руководитель: Марданова А.М., к.б.н. доцент, mardanovaayslu@mail.ru

Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия

Ризобактерии, способные синтизировать АЦК-дезаминазу, используют АЦК растений в качестве источника азота и углерода, превращая его в аммиак и в α-кетоглутарат. Доказано, что фитогормон индол-3-уксусная кислота (ИУК) усиливающий рост растений так же стимулирует АЦК синтазу, но ингибирует АЦК оксидазу [3]. Под действием бактериальной ИУК растение синтезирует больше АЦК, используемой бактериями [2]. Таким образом, бактерии обеспечивают себя уникальным источником питания в ризосфере и тем самым повышают конкурентоспособность в колонизации корней растений.

Целью данной работы является идентификация гена ответсвенного за синтез АЦК-деаминазы у штаммов Рseudomonas putida и Вacillus subtilis.

Материалы и методы. Штаммы бактерий выделяли из ризосферы картофеля и идентифицировали по гомологии генов 16S рРНК.. Гены синтетаз АЦК-деаминазы идентифицировали с помощью ПЦР-амплификации с использованием праймеров, сконструированных к гену asdS (aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase gene, complete cds).

Результаты и обсуждения. Из ризосферы картофеля были выделены два изолята бактерий, идентифицированные как P. putida (97% гомологии по генам 16S рРНК) и B. subtilis (98% гомологии по генам 16S рРНК). С помощью сконструированных праймеров в геномах выделенных бактерий мы амплифицировали гены ответственные за биосинтез АЦК-деаминазы. В геномах штаммов P. putida и B. subtilis идентифицирован ген АЦК-деаминазы.

Вывод. Таким образом, штаммы P. putida и B. subtilis имеют потенциальную способность к утилизации растительный АЦК, тем самым снижают ингибирование роста растений этиленом, синтезируемым при абиотических и биотических стрессах. Поэтому следует считать P. putida и B. subtilis перспективными агентами нового биопрепарата со специфическим антистрессовым эффектом.

Работа выполнена за счет средств субсидии, выделенной К(П)ФУ для выполнения государственного задания в сфере научной деятельности (проект 14-83).
Список литературы

P.N. Bhattacharyya, D.K. Jha. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR): emergence in agriculture // World J. Microbiol. Biotechnol., 2012, Vol. 28., p. 1327–1350.

B.R. Glick. Bacteria with ACC deaminase can promote plant growth and help to feed the world // Microbiological Research, 2014, Vol. 169. Issue 1, p. 30-39.

D. Saravanakumar, R. Samiyappan. ACC deaminase from Pseudomonas fluorescens mediated saline resistance in groundnut (Arachis hypogea) plants // Applied Microbiology, 2006, Vol. 102. Issue 5, p. 1283-1292.

Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН, Москва, Россия

Цель исследования. Разработать технологии введения в культуру клеток и регенерации растений для газонных трав полевицы побегоносной (Agrostis stolonifera L., 1753), полевицы тонкой (Agrostis capilláris L., 1753), тимофеевки луговой (Phleum pratense L., 1753) и мятлика лугового (Poa pratensis L., 1753).

Материалы и методы. Каллус получали на среде Мурасиге-Скуга (МС) с различными концентрациями 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты (2,4-Д). Для получения каллуса мятлика лугового использовалась среда МС с различными концентрациями и комбинациями 2,4-Д и 6-бензиламинопурина (БАП).

Результаты и обсуждения. Для получения каллуса полевицы побегоносной использовали среду МС с различным содержанием 2,4 Д. Каллус формировался с высокой частотой (78-80%) при концентрациях 2,4-Д 3, 4 и 5 мг/л. Культивирование каллуса на средах с высоким содержанием 2,4-Д вело к быстрой потере способности к морфогенезу. При концентрации 2,4-Д 10 мг/л частота каллусообразования была значительной, однако часть каллусов были неморфогенными. Оптимальной средой для культивирования каллусов была среда с 1 мг/л 2,4-Д. Для дальнейшей работы была выбрана среда МС, содержащая 3 мг/л 2,4-Д для образования каллуса, 1мг/л - для пассирования.

Каллус полевицы тонкой формировался с наиболее высокой частотой (почти 80%) при кон-центрации 2 мг/л 2,4-Д. При концентрации 1 мг/л 2,4-Д, частота каллусообразования понижа-лась, а при концентрации 3, 4, 5 и 10 мг/л 2,4-Д подавляющее большинство каллусов теряло морфогенную способность. Оптимальной средой для культивирования каллусов была среда с 2 мг/л 2,4-Д.

Для получения каллуса тимофеевки луговой также использовались различные концентрации 2,4-Д. Каллус формировался с наиболее высокой частотой (более 70 %) при концентрации 1 мг/л 2,4-Д. При концентрации 0,5 мг/л 2,4-Д каллус не образовывался, а при концентрациях 2, 3, 4, 5 и 10 мг/л 2,4-Д, подавляющее большинство каллусов были неморфогенными. Оптимальной средой для культивирования каллусов была среда с 1 мг/л 2,4-Д.

Для получения каллуса мятлика лугового использование среды МС с различными концентра-циями 2,4-Д оказалось неэффективным. Каллус формировался с низкой частотой (максималь-ная частота составляла 30% при концентрации 1 мг/л 2,4-Д), при этом каллусы были неморфогенными, регенерантов из них получить не удалось. Поэтому была использована среда МС с различными концентрациями и комбинациями 2,4-Д и БАП. Максимальный процент каллусообразования составил более 40 % при низких концентрациях фитогормонов, из калу-сов удалось получить регенеранты. Оптимальной средой для культивирования каллусов была среда, содержащая 2 мг/л 2,4-Д и 1 мг/л БАП. Полученные регенеранты полевицы тонкой, тимофеевки луговой и мятлика лугового укоренялись в пробирках на жидкой среде МС с половинным содержанием минеральных компонентов.

Вывод. Разработаны технологии введения в культуру клеток и регенерации газонных трав полевицы побегоносной, полевицы тонкой, тимофеевки луговой и мятлика лугового.

Таким образом, с этими видами газонных трав можно проводить различные биотехнологии-ческие манипуляции для получения растений устойчивых к экологическим стрессам.
Список литературы

1. Гладков Е.А., Евсюков С.В., Гладкова О.В. Повышение экологической валентности газонных трав к засухе и противогололедным реагентам // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. 2015. № 4, с. 41-44.

2. Гладков Е.А., Долгих Ю.И., Гладкова О.В. Фитотехнологии для охраны окружающей среды. Учебное пособие. М.: МГУИЭ, 2012, 202 с.

3. Литвинова И.И., Гладков Е.А. Введение в культуру клеток у растений, используемых в качестве кормовых, лекарственных и декоративных, для получения стрессоустойчивых форм // Сельскохозяйственная биология. 2012. № 4. С. 94-99.

Научный руководитель: Пирог Т.П., д.б.н., проф., tapirog@nuft.edu.ua

Национальный университет пищевых технологий, г.Киев, Украина
ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА ОТРАБОТАННОГО РАСТИТЕЛЬНОГО МАСЛА НА СИНТЕЗ МИКРОБНОГО ПОЛИСАХАРИДА ЭТАПОЛАНА
В последние годы многие исследования направлены на изучение микробных экзополи-сахаридов (ЭПС), поскольку эти полимеры благодаря способности к увеличению вязкости водных систем могут использоваться в различных отраслях промышленности [1, 2]. С целью повышения экономической эффективности технологий продуктов микробного синтеза в качестве субстратов используются промышленные отходы. Отработанные (пережаренные) растительные масла являются дешевыми и доступными в необходимых для применения в микробных технологиях количествах.

В наших предыдущих исследованиях установлена способность штамма Acinetobacter sp. ИМВ В-7005 к синтезу ЭПС этаполана на широком наборе С2-С6-моно- и смешанных субстратах, а также на подсолнечном масле (рафинированном и отработанном после жарки мяса и картофеля) [2, 3].

Из литературы известно, что в процессе жарки при температуре выше 180 °С в маслах образуются токсические вещества, количество которых зависит от состава масла, в частности от соотношения в нем моно- и полиненасыщенных жирных кислот [4]. Кроме того, на качество пережаренного масла влияет продукт, который поддается термической обработке [4]. Образованные альдегиды и перекиси липидов могут быть потенциальными ингибиторами роста и синтеза целевого продукта. В работе [5] нами было отмечено, что до настоящего времени в мире практически нет сведений о синтезе микробных полисахаридов на отработанном масле, и тем более нет данных о влиянии качества и состава такого масла на синтез целевого продукта.

Цель исследования. Изучить синтез микробного экзополисахарида этаполана на отработанных маслах с различным соотношением моно- и полиненасыщенных жирных кислот.

Материалы и методы. Acinetobacter sp. ИМВ В-7005 (объект исследований) культивировали в жидкой среде, содержащей (г/л): КН2РО4 – 6,8; КОН – 0,9; MgSO4×7H2O – 0,4; CaCl2×2H2O – 0,1; NH4NO3 – 0,6; FeSO4×7H2O – 0,001, рН 6,8–7,0. В среду дополнительно вносили 0,5 % (по объему) дрожжевого автолизата и в качестве источника пантотената (витамин В5) – мультивитаминный комплекс «Комплевит» в концентрации 0,00095 % (в пересчете на пантотенат), поскольку штамм ИМВ В-7005 является ауксотрофом по пантотенату.

В качестве источника углерода и энергии использовали рафинированные и отработанные после жарки картофеля и мяса масла: подсолнечное (ТМ «Олейна», Украина), кукурузное (ООО Компания «КАМА», Украина), рапсовое и оливковое масло холодного отжима (ТМ «Salvadori», Италия) в концентрации 5 % (по объему). В качестве инокулята использовали культуру в экспоненциальной фазе роста, выращенную на среде указанного выше состава, содержащей 0,5 % (по объему) соответствующего масла.

Результаты и обсуждения. На первом этапе осуществляли сравнительный анализ синтеза этаполана на подсолнечном и кукурузном отработанных маслах, которые близки по содержанию полиненасыщенных жирных кислот. В этих исследованиях посевной материал выращивали на соответствующем рафинированном масле. Так, эксперименты показали, что наиболее высокая концентрация ЭПС (11,2–14,4 г/л) наблюдалась при культивировании штамма ИМВ В-7005 на отработанном после жарки мяса масле (как подсолнечном, так и кукурузном). В то же время при выращивании продуцента этаполана на оливковом и рапсовом масле, характеризующимися высоким содержанием мононенасыщенных жирных кислот, концентрация ЭПС была ниже (7,7–9,0 г/л), что можно объяснить наличием фенольных соединений в составе таких субстратов.

На следующем этапе с целью снижения себестоимости целевого продукта для получения посевного материала и биосинтеза ЭПС использовали отработанное масло. Однако в этом случае, независимо от типа отработанного масла, наблюдали снижение показателей синтеза ЭПС по сравнению с применением рафинированного масла для приготовления инокулята.

Вывод. Таким образом, в результате проведенной работы впервые показана возможность использования отработанного после жарки картофеля и мяса подсолнечного, кукурузного, рапсового и оливкового масла. Это свидетельствует о том, что масло любого качества может быть использовано для получения микробного полисахарида этаполана, что позволяет разработать универсальную технологию получения этого ЭПС, независящую от типа и поставщика отработанного масла.
Список литературы

1. Davis J.K. Combining polysaccharide biosynthesis and transport in a single enzyme: dual-function cell wall glycan synthases // Frontiers in Plant Science, 2012, Vol 3, N 138, P. 1 – 5.

2. Подгорский В.С., Иутинская Г.А., Пирог Т.П. Интенсификация технологий микробного синтеза. (Наук. думка) – Киев, 2010, 324 с.

3. Пирог Т.П., Павлюковец И.В., Ивахнюк Н.А., Савенко И.В. Биотрансформация бактерии рода Acinetobacter отработанного подсолнечного масла в поверхностно-активные вещества и экзополисахариды. // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия биологических наук, 2015, № 4, С. 124-129.

4. Choe E., Min D.B. Chemistry of deep-fat frying oils // J. Food Sci, 2007, Vol. 72, N 5, P. 77–86. doi: 10.1111/j.1750-3841.2007.00352.x

5. Pirog T.P., Ivakhniuk M.O., Voronenko A.A. Exopolysaccharides synthesis on industrial waste // Biotechnol. Acta, 2016, Vol. 9, N 2, Р. 7–18. doi: 10.15407/biotech9.02.007

Научный руководитель: Пирог Т. П., д.б.н., заведующая кафедрой биотехнологии и микробио-логии, tapirog@nuft.edu.ua

Национальный университет пищевых технологий, г. Киев, Украина
ДЕСТРУКЦИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ БИОПЛЕНОК В ПРИСУТСТВИИ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ACINETOBACTER CALCOACETICUS ИМВ В-7241, СИНТЕЗИРОВАННЫХ НА ОТХОДАХ ПРОИЗВОДСТВА БИОДИЗЕЛЯ
Образование микроорганизмами колоний на различных поверхностях способствует формированию биопленок, устойчивых к известным дезинфицирующим средствам. В медицинской практике данное явление приводит к распространению инфекционных заболеваний. Кроме того, бактериальные биопленки также являются причиной повреждения оборудования, загрязнения продуктов и потерь энергии. На борьбу с этими явлениями ежегодно тратятся миллиарды долларов. На сегодняшний день обычные стратегии очистки и дезинфекции поверхностей недостаточно эффективны по отношению к биопленкам в связи с их специфической физиологией и физическими барьерами, обусловленными синтезом экзополисахаридов и других полимеров [1, 2]. Ранее [3] было установлено, что микробные поверхностно-активные вещества (ПАВ) Acinetobacter calcoaceticus ИМВ В-7241, синтезированные на традиционных субстратах (этанол, гексадекан, очищенный глицерин), способны не только предупреждать адгезию микроорганизмов на абиотических и биотических поверхностях, но и разрушать уже сформированные на них биопленки. Позже [4] было показано, что штамм ИМВ В-7241 синтезирует поверхностно-активные вещества на отходах производства биодизеля (технический глицерин).

Цель исследования. Изучить способность ПАВ штамма ИМВ В-7241, синтезированных на техническом глицерине, разрушать бактериальные биопленки.

Материалы и методы. Культивирование A. calcoaceticus ИМВ В-7241 осуществляли в жидкой минеральной среде, содержащей в качестве источника углерода и энергии технический глицерин (5% по объему). Для исследований использовали следующие препараты: препарат 1 – супернатант культуральной жидкости; препарат 2 – раствор ПАВ, выделенных экстракцией смесью Фолча (хлороформ и метанол, 2:1) с добавлением 1 Н раствора хлоридной кислоты, из супернатанта культуральной жидкости (препарата 1). В качестве тест-культур использовали бактерии Bacillus subtilis БТ-2 и Staphylococcus aureus БМС-1 из коллекции живых культур кафедры биотехнологии и микробиологии Национального университета пищевых технологий. Степень разрушения биопленок тест-культур, предварительно сформированных в ячейках полистирольного иммунологического планшета, определяли спектрофотометрическим методом как описано в работе [3].

Результаты и обсуждения. В табл. 1 представлены данные по способности ПАВ A. calcoaceticus ИМВ В-7241, синтезированных на техническом глицерине, разрушать биопленки B. subtilis БТ-2 и S. aureus БМС-1.

Выводы. Установленная способность поверхностно-активных веществ A. calcoaceticus ИМВ В-7241, синтезированных техническом глицерине, разрушать ранее сформированные бактериальные биопленки свидетельствует о возможности использования микробных ПАВ для создания новых эффективных дезинфицирующих средств. Использование технического глицерина для получения ПАВ позволяет решить ряд актуальных проблем: повысить рентабельность производства биодизеля за счет утилизации побочного продукта; снизить себестоимость ПАВ; утилизировать токсичные отходы; получить ПАВ, которые по способности разрушать биопленки не уступают препаратам, полученным на традиционных субстратах.

Yang L, Liu Y, Wu H. et al. Combating biofilms // FEMS Immunol. Med. Microbiol., 2012, V. 65, № 2, P. 146–157.

Gomes М., Nitschke М. Evaluation of rhamnolipid and surfactin to reduce the adhesion and remove biofilms of individual and mixed cultures of food pathogenic bacteria // Food Control., 2012, V. 25, P. 441−447.

Луцай Д.А., Савенко И.В. Разрушение биопленки в присутствии поверхностно-активных веществ Acinetobacter calcoaceticus ИМВ В-7241 // International Student's Journal of Medicine., 2016, Special Issue., С. 494-495.

Pirog T., Shulyakova M., Sofilkanych A., Shevchuk. T., Maschenko O. Biosurfactant synthesis by Rhodococcus erythropolis ІМV Ас -5017, Acinetobacter calcoaceticus ІМV В-7241, Nocardia vaccinii ІМV В-7405 on byproduct of biodiesel product // Food and Bioproducts Processing., 2015, V. 93, № 1, P. 11−18

Макаренко Е.В., студент 4-го курса факультета биотехнологии и екологического контроля, makarenko2194@gmail.com

Покойовец Е. Ю., студентка 4-го курса факультета биотехнологии и екологического контроля, kat_pokoyovets@mail.ru

Научный руководитель: Грегирчак Н. Н., к.т.н., доцент, g_natal@ukr.net

Национальный университет пищевых технологий, г. Киев, Украина
ОЦЕНКА ПРОТИВОМИКРОБНЫХ СВОЙСТВ ХЛЕБА С ДОБАВЛЕНИЕМ В РЕЦЕПТУРУ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК
Одной из важнейших проблем хлебопекарной отрасли, что приводит к снижению потреби-тельских свойств, безопасности продукции, экономических потерь предприятий, является снижение микробиологической стабильности готовых изделий при хранении.

Поэтому для повышения качества готовых изделий, продолжения их срока хранения и предоставления им выраженного вкуса и аромата, а также профилактики различных заболеваний, защиты организма человека от воздействия вредных факторов окружающей среды целесообразным будет добавление к хлебу функциональных добавок [1].

Целью работы является проверка микробиологической стойкости исследуемых образцов хлеба, приготовленных с добавлением в рецептуру экстракта шиповника, сорбита и покрытых пробиотической пленкой, методом провокационного тестирования.
Таблица 1 - Провокационное тестирование хлеба с пробиотической пленкой

Материалы и методы. Микробиологическую безопасность хлеба проверяли с помощью прово-кационного тестирования следующим образом. На мякиш хлеба с пробиотиком (приблизитель-ная площадь 36 см2), с экстрактом шиповника и сорбитом и контрольный образец хлеба без добавок наносили по 1 мл предварительно приготовленной суспензии микроорганизмов Bacillus subtilis БТ-2 концентрацией 1,02 × 106 КОЕ/мл, Penicillium chrysogenum Ф-7 концент-рацией 9,4 × 104 конидий/мл, Aspergillus niger Р-3 – 3,7 × 104 конидий/мл. Образцы помещали в термостат при 37 °С (B. subtilis БТ-2) и 28 °С (P. chrysogenum Ф-7, A. niger Р-3). Результаты наблюдали через 24 и 48 ч [2]. Оценку проводили методом сравнения площади заражения исследуемых образцов хлеба с контролем. Результаты проверки антагонистических свойств образцов хлебобулочных изделий с функциональными добавками приведены в табл. 1 и 2.

Анализ данных табл. 1, показал, что через 3 часа площадь заражения образцов хлеба с добавлением пробиотика меньше на 22,4% для A. niger Р-3 и 9,2% для P. chrysogenum Ф-7 по сравнению с контрольным образцом хлеба без покрытия. Через 24 ч после выпечки площадь заражения хлеба с пробиотическим покрытием уменьшилась на 16,8% и 30,8% для A. niger Р-3 и P. сhrysogenum Ф-7, соответственно.
Таблица 2 - Результаты заражения хлеба с экстрактом шиповника и с сорбитом

Полученные результаты исследования хлеба с добавлением экстракта шиповника (табл.2) показывают, что площадь заражения исследуемого образца A.niger Р-3, P.сhrysogenum Ф-7 и B.subtilis БТ-2 меньше на 4,1%, 9,7% и 14,2% соответственно по сравнению с контролем. Поэтому можно с уверенностью говорить о антагонистических свойствах экстракта в составе хлеба к вредной микрофлоре. Площадь заражения образца хлеба, выпеченного с добавлением сорбита, A.niger Р-3, P.сhrysogenum Ф-7 и B.subtilis БТ-2 меньше на 3,7%, 15,7%, 20,6 % соответственно по отношению к контролю. Эти результаты так же свидетельствуют о влиянии сорбита на замедление роста вредной микрофлоры хлеба.

Выводы: Результаты  исследований свидетельствуют о микробиологической безопасности хлеба с пробиотиком. Поэтому можно сделать вывод о возможном использовании пробиотика в составе съедобной пленки для покрытия хлеба. Такая же эффективность была показана при исследовании антагонистических свойств хлеба с добавлением в его состав экстракта шиповника и сорбита.
Список литературы

Альшева Н.И., Мартовщук Е.В., Мартовщук В.И. Хлебобулочные изделия функционального назначения // Новые технологии – 2012. – №3. – С. 14–17.

Грегірчак Н.М. Мікробіологія харчових виробництв: Лаборатор. Практикум. – К.: НУХТ, 2009. – 302 с.

O.O. Mamchur – 4-year student, Faculty of Biotechnology, oliamamchur17@gmail.com

I.I. Piliponskiy – 4-year student, Faculty of Biotechnology, igorpiliponskiy@gmail.com

Supervisors: S.V. Marchenko., PhD in Biological sciences, researcher, svmarchenkosv@ukr.net

National University of Food Technologies, Institute of Molecular Biology and Genetics, Kyiv, Ukraine

Modern methods of determining the concentration of urea in blood plasma and urine, such as spectrophotometry [1], gas chromatography [2], fluorimetry [3], variety of other chemical and physical approaches, have disadvantages associated with the complex and prolonged procedures of sample pretreatment, requirements for highly qualified staff and sophisticated expensive equipment, an inability of on-line measurements. Currently, the development of biosensors is relevant for medical diagnostics, environmental and food production control. This is due to the fact that they are easy-in-use, low-cost in mass production, prone to miniaturization, and can provide high-speed analysis with necessary level of sensitivity and selectivity [4].

In recent years, various biosensors are developed for analysis of urea in biological samples [5-8]. However, they are often characterized by a lack of sensitivity and stability. To improve these characteristics, semipermeable membranes of different types are often used [4]. Sometimes, the bioselective elements of biosensors are based on recombinant enzymes [6,7]. Utilization of nanoscaled materials to develop biosensors with improved analytical characteristics has also been reported [8,9]. An application of cyclodextrins for immobilization can increase the biosensors productivity by providing favorable conditions for enzymes. It is due to unique cyclodextrin structure (the hydrophilic surface and hydrophobic intramolecular cavity) [10].

The aim. The development of a biosensor with improved analytical characteristics for urea determination in biological samples using cyclodextrins as a component of urease-based bioselective element.

Materials and methods. The potentiometric method of analysis was used in the work. pH-sensitive field effect transistors served as potentiometric transducers. The working transducers and Ag/AgCl reference electrode were connected to potentiostat. Urease was immobilized onto the transistors surface by covalent cross-linking of the enzyme with bovine serum albumin (BSA) and cyclodextrins using glutaraldehyde. The differential mode of work was used, the signals from the enzyme membrane were compared with those obtained from the reference membrane based on BSA only. Cyclodextrins were added to the enzyme membrane to improve the biosensor analytical characteristics.

Results and discussion. New potentiometric biosensors based on urease membrane with addition of cyclodextrins of different types were developed. The biosensor with 50% of β-HP-cyclodextrin in the membrane was shown to have the best analytical characteristics. The latter were compared with those of the biosensors based on urease only, without cyclodextrins. It was found that the use of cyclodextrin as a component of biomembranes resulted in an increase of biosensor sensitivity to urea by at least 60%. Additionally, the developed biosensors had good signal reproducibility (the error (RSD) did not exceed 3,5%) and high operational stability over 15 days.

Conclusion. A new biosensor for urea determination has been developed. The proposed biosensor is characterized by improved analytical characteristics due to the use of cyclodextrins as a component of the enzyme membrane. The obtained results are promising and the biosensor developed can be effectively applied in future in clinical diagnostics.
References

Vineet Sharma et al. Spectrophotometric Determination of Urea in Urine Samples // Proc Indian natn Sci Acad 79, 2013, No. 1, pp. 51-56

Kulika W., Oosterveldb M.J., Determination of 13C and 15N enrichments of urea in plasma by gas chromatography–combustion isotope ratio mass spectrometry and gas chromatography–mass spectrometry using the 2-methoxypyrimidine derivative // Journal of Chromatography B, 2003, vol.791, pp. 399–405.

Shin-ichiro S., Jun'ichiro M.A. Fluorometric Determination of Urea With Urease // Analytical Letters, 1999, vol. 32 , Iss. 8, pp.1543-1551.

Дзядевич С.В., Солдаткін О.П. Наукові та технологічні засади створення мініатюрних електрохімічних біосенсорів. – К.:Наукова думка. – 2006. – 255 с.

Singh M, Verma N, Kumar Garg A, Redhu N. Urea biosensors // Sens. Actuators B 2008, 134:345-351.

T. P. Velychko, О. О. Soldatkin, et al. A Novel Conductometric Urea Biosensor with Improved Analytical Characteristic Based on Recombinant Urease Adsorbed on Nanoparticle of Silicalite // Nanoscale Research Letters, 2016, 11:106.

Soldatkin AP, Montoriol J, et al. A novel urea sensitive biosensor with extended dynamic range based on recombinant urease and ISFETs.// Biosens Bioelectron, 2003, 19:131–135

Hamlaoui ML, Reybier K, et al. Development of a urea biosensor based on a polymeric membrane including zeolite. // Anal Chim Acta, 2002, 466:39–45

O. Soldatkin, M. Shelyakina, V. Arkhypova, et al. Nano- and microsized zeolites as a perspective material for potentiometric biosensors creation.// Nanoscale Research Letters, 2015, 10:59.

Cristiano P. da Silva a, Ana C. Franzoib Development of biosensor for phenolic compounds containing PPO in β-cyclodextrin modified support and iridium nanoparticles // Enzyme and Microbial Technology 52 (2013) 296– 301

Покойовец Е. Ю., студентка4-го курса факультета биотехнологии и екологического контроля, kat_pokoyovets@mail.ru

Научный руководитель: Грегирчак Н. Н., к.т.н., доцент, g_natal@ukr.net

Национальный университет пищевых технологий, г. Киев, Украина
СВОЙСТВА ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ПОСЛЕ НАНЕСЕНИЯ ПРОБИОТИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ
Для улучшения здоровья населения Украины важную роль играют функциональные хлебобулочные изделия, поскольку хлеб является одним из самых массовых продуктов питания. Он является наиболее доступным продуктом для коррекции пищевой и биологической ценности рациона человека. Ассортимент хлебобулочных изделий, выпускаемых в Украине, достаточно широк, однако изделий диетического, лечебно-профилактического, специального назначения для разных групп населения недостаточно и их доля в общем объеме производства не превышает 1-2%.

Таким образом, одним из путей создания нових функциональных продуктов является введение в их состав микроорганизмов с пробиотическими свойствами [1].

Однако, проблема в том, что микроорганизмы, особенно молочнокисле бактерии погибают при высоких температурах выпекания хлеба, поэтому использовать их в рецептуре нецелесообразно. Решением этой задачи может быть введение микроорганизмов в состав пищевой пленки, которую наносят на уже готовый хлеб [2].

Целью работы была оценка качества хлебобулочных изделий с пробиотическим покрытием, а именно микробиологическая стойкость исследуемых образцов хлеба.

Материалы и методы. Поверхность хлеба покрывали пленкой из модифицированного крахмала с высокоамилозних сортов кукурузы, желатина, глицерина и пробиотика «СимбилактVivo». Определяли общее количество микроорганизмов на поверхности хлеба и количество молочнокислых бактерий общепринятыми методами. Количество плесневых грибов и дрожжей проверяли высевом образцов на сусло-агар[3]. Исследование проводили через 3 ч после выпечки и 48 ч, 86 ч хранения.

Количество молочнокислых бактерий в пробиотике «СимбилактVivo» составляла 7×109 КОЕ / г. Результаты исследования приведены в табл 1.

Результаты и выводы. На первом этапе исследования определяли микробиологическую обсемененность исследуемых хлебобулочных изделий по кМАФаМ и количество молочнокислых бактерий. Результаты приведены в табл 1.

Таблица 1 - Изменения микробиологических показателей хлеба при хранении

Отмечено, что в образце хлеба с покрытием в процессе хранения, кМАФАМ ниже, чем в контрольном образце. Анализ качественного состава микрофлоры образцов хлеба через 3 ч после выпечки, показал, что на среде МПА они образуют колонии больших, малых и средних размеров, белой и желтой окраски, с ровными и неровными краями. Основная часть микроорганизмов – кокковые бактерии, белого цвета, с ровными краями, клетки которых размещаются одиночно или скоплениями.

Как правило, количество молочнокислых бактерий при хранении хлеба, уменьшается. Использование же покрытия с пробиотиком способствует сохранению жизнеспособных молочнокислых бактерий при длительном хранении хлеба. Количество молочнокислых бактерий в образце с нанесенным покрытием, содержащим пробиотик, увеличивается на 2 порядка.

Поскольку плесневые грибы и дрожжи являются вторичной микрофлорой, исследовали их содержание в хлебобулочных изделиях. В течении всего срока хранения наличие следов порчи не было обнаружено.

Выводы. Результаты исследований свидетельствуют о микробиологической безопасности хлеба с использованием покрытия с пробиотиком Это способствует сохранению жизнеспособных молочнокислых бактерий, при этом наблюдается низкая обсемененность продукта и отсутствие роста грибов и дрожжей в течение 5 дней хранения хлебобулочных изделий. Хлеб с пробиотическим покрытием не только сохраняет свои характерные свойства, но и приобретает новые лечебно-профилактические качества.
Список литературы

Черногор И.А. Проблемы продовольствия в современном мире // Экономика и социум. 2015. № 2-4 (15). С. 1300-1304.

Saad N.Anoverviewofthelastadvancesinprobioticandprebioticfield / N. Saad, C. Delattre, M. Urdaci, J. M. Schmitter, P. Bressollier // FoodScienceandTechnology. – 2013. – № 50(1). – Р. 1 - 16.

Грегірчак Н.М. Мікробіологія харчових виробництв: Лаборатор. Практикум. – К.: НУХТ, 2009. – 302 с.

Научный руководитель: Пирог Т.П., д.б.н., профессор , е-mail tapirog@nuft.edu.ua

Национальный университет пищевых технологий, г. Киев, Украина
СИНЕРГИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ВЛИЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ NOCАRDIA VACСINII ИМВ В-7405 И АНТИБИОТИКОВ НА НЕКОТОРЫЕ МИКРООРГАНИЗМЫ
Согласно статистическим данным инфекционные заболевания являются второй наиболее распрост-раненной причиной смертности населения в мире. Несмотря на широкий спектр антимикробных соединений, в частности антибиотиков, их использование и производство ограничены. Причиной этого является быстрое появление у микроорганизмов новых механизмов устойчивости, что приводит к возникновению полирезистентных штаммов, нечувствительных к их действию [1].

В последние годы активно исследуют микробные поверхностно-активные вещества (ПАВ), в качестве соединений усиливающих антимикробное действие антибиотиков [2].

В связи с вышеизложенным цель исследования заключается в изучении антимикробной активности смеси поверхностно-активных веществ (ПАВ) Nocardia vaccinii ИMB B-7405 и антибиотиков.

Материалы и методы. N. vaccinii ИMB В-7405 культивировали в жидкой минеральной среде, содержащей 2% (по объему) очищенного глицерина. ПАВ экстрагировали смесью Фолча (хлороформ и метанол, 2:1) из супернатанта культуральной жидкости.

В работе использовали следующие антибиотики: амицил - антибиотик группы аминогликозидов и цефтриаксон - цефалоспорин третьего поколения.

Для исследования синергического действия роствор антибиотиков и поверхностно-активных веществ одинаковой концентрации (0,5 мг/мл) смешивали в различных соотношениях. Антимикробные свойства антибиотиков, поверхностно-активных веществ и их смеси анализировали по показателю минимальной ингибирующей концентрации (МИК) [5]. Определение МИК осуществляли методом двухкратных разведений в мясо-пептонном бульйоне (МПБ). Результаты оценивали визуально по помутнению среды: (+) - пробирки, в которых наблюдали помутнение среды (рост тест-культуры), (-) - помутнение не было (рост отсутствует). МИК раствора ПАВ определяли как среднее значение между концентрациями ПАВ в последний пробирке, где рост отсутствовал, и в предыдущей, где он наблюдался.

В качестве тест-культур использовали бактерии Pseudomonas sp. МИ-2, Staphylococcus aureus БМС-1, Enterobacter cloacae С-8 из коллекции микроорганизмов кафедры биотехнологии и микробиологии Национального университета пищевых технологий.

Результаты и обсуждения. Из литературы [3, 4] известно, что исследования синергизма антимикробной активности ПАВ и антибиотиков осуществляют при их соотношения в смеси 1:1. В связи с этим на первом этапе определяли МИК по отношению к Pseudomonas sp. МИ-2 раствора антибиотиков и ПАВ, а также их смеси, содержащей 50% (по объему) каждого компонента. Эксперименты показали, что поверхностно-активные вещества штамма ИМВ В-7405 снижали МИК амицила (13,7 мкг/мл) и цефтриаксона (187,5 мкг/мл) по отношению к штамму МИ-2 в 43 и 6 раз соответственно. Отметим, что целью исследований синергического эффекта ПАВ и антибиотиков является максимальное снижения концентрации последних, поэтому на следующем этапе повышали содержание ПАВ в смеси до 70-80%.

Установлено, что даже при наличии такой высокой концентрации ПАВ удалось снизить минимальную ингибирующею концентрацию цефтриаксона по отношению к Pseudomonas sp. МИ-2 до 0,32-3,3 мкг/мл, а МИК амицила по отношению к S. aureus БМС-1 и E.cloacae – всего лишь в 0,5-0,7 раз. Ниши экспериментальные данные согласуются с литературными о том, что использование ПАВ для усиления антимикробного действия антибиотиков целесообразно лишь при относительно высокой (10-20 мкг/мл) их минимальной ингибирующей концентрации [3, 4].

Вывод. Установленный синергизм антимикробной активности цефтриаксона и амицила и поверхностно-активных веществ N. vaccinii IMB B-7405 свидетельствует о возможности уменьшения негативного воздействия антибиотиков в результате снижения их концентрации при наличии микробных ПАВ. МИК смеси ПАВ N. vaccinii IMB B-7405 и антибиотиков по отношению к бактериальным тест-культурам находится в пределах, установленных для известных из литературы микробных ПАВ.

Колебание соотношения амилозы и амилопектина в крахмальных гранулах зерновых культур является важным показателем для определения сферы использования зерна. Главным ферментом биосинтеза амилозы является ассоциированная с гранулами синтеза крахмала форма – GBSSI (granule bound starch synthase I). В геноме мягкой пшеницы три гомеологических гена кодируют изоформы GBSSI фермента: Wx-A1, Wx-B1 и Wx-D1, которые расположены на плечах хромосом 7AS, 4AL и 7DS соответственно. В свою очередь, в геноме тритикале за синтез амилозы отвечают пшеничные гены Wx-A1, Wx-B1, расположенные в геноме А и ген, кодирующий фермент GBSSI от ржи в геноме R.

Каждый из генов Wx имеет несколько аллелей: аллель дикого типа (а), который кодирует синтез белка Wx, нуль-аллель (b), при котором блокируется синтез Wx протеина и функциональные аллели с разной ферментативной активностью белка GBSSI [2]. При создании линий тритикале с измененными свойствами крахмала ключевая роль отводится молекулярно-генетическим методам определения переноса аллелей генов Wx-A1 и Wx-B1.

Целью работы была разработка и оптимизация условий проведения полимеразной цепной реакции (ПЦР) для определения аллельного состояния пшеничных генов вакси в геноме гексаплоидного тритикале и скрининг выборки гибридов для отбора линий, несущих нуль-аллели генов Wx-A1 и Wx-B1.

Материалы и методы: Материалом исследования служили 150 гибридов гексаплоидного тритикале F2, полученные в селекционных скрещиваниях.

Выделение общей растительной ДНК проводили из зеленого материала модифицированным ЦТАБ методом [3]. Реакционные смеси для проведения ПЦР включали: специфические праймеры по 0,25 мМ (Metabion, Германия), реакционного буфера B (Solis BioDyne, Эстония), 2 мМ раствора MgCl2 (Solis BioDyne), по 0,2 мМ каждого дезоксирибонуклеотидов-3-фосфата (Fisher Thermo Scientific, США), 0,5 ед. полимеразы FIREPol® DNA Polymerase (Solis BioDyne), 30 нг очищенной суммарной растительной ДНК и деионизированную воду Milli-Q (Merck-Millipore, Германия) до конечного объема 20 мкл. Разделение продуктов амплификации проводили методом электрофореза в агарозном геле, литий боратном буфере с 0,5 мкг/мл бромистого этидия [4].

Результаты и обсуждения: ПЦР, разработанные и оптимизированные для детекции пшеничных генов вакси, были апробированы на линиях тритикале и показали высокую эффективность определения нуль-аллелей генов Wx-A1 и Wx-B1, а так же подтвердили возможность идентификации гетерозиготных организмов [5].

Скрининг выборки 150 F2 гибридов тритикале выявил:

• по гену Wx-A1: 49 образцов с аллелями дикого типа, 72 гетерозиготы и 28 образцов, с нуль-аллелем;

• по гену Wx-В1: 56 образцов, несущих аллели дикого типа, 70 гетерозигот и 22 Wx образца по исследуемому гену, два образца неопределенно.

Среди исследуемой выборки образцов были обнаружены 3 желаемых генотипа Wx тритикале по пшеничным генам, которые были вовлечены в дальнейший селекционный процесс. Полученные гибриды показали неудовлетворительные агрономические свойства, поэтому были проведены дополнительные скрещивания для улучшения устойчивости к биотическим и абиотическим стрессам.

Разработанная система ДНК-маркеров является эффективным инструментом отбора целевых генотипов на молекулярном уровне при получении зерновых с измененным составом крахмала.

Таким образом, маркер-опосредованная селекция на основе ПЦР позволила отобрать перспективные образцы с желаемыми аллелями генов Wx-A1 и Wx-B1, которые будут использованы для получения продуктивных и устойчивых линий тритикале.
Список литературы

1. Рибалка О.І., Моргун В.В., Моргун Б.В., Починок В.М. Агрономічний потенціал і перспективи тритикале // Физиология растений и генетика. – 2015. – Т.47. – № 2. – С. 95–111.

2. Копусь М.М., Игнатьева Н.Г., Васюшкина Н.Е., Кравченко Н.С., Копусь Е.М. Генетический полиморфизм амилолитических ферментов зерна пшеницы и генетика ферментов биосинтеза крахмала // Зерновое хозяйство России. – 2009. – №4. – С. 23-27.

3. Stewart C.N., Via L.E. A Rapid CTAB DNA Isolation Technique Useful for RAPD Fingerprinting and Other PCR Applications // BioTechniques. – 1993. – V. 14 (5). – Р. 748-749.

4. Brody, J.R., Kern S.E. History and principles of conductive media for standard DNA electrophoresis // Anal. Biochem. – 2004. – V.333. – Р. 1–13.

5. Степаненко О.В., Степаненко А.І., Моргун Б.В. Молекулярно-генетичні методи ідентифікації алельних варіантів генів Wx у лініях м’якої пшениці за допомогою кодомінантних молекулярних маркерів // Фактори експериментальної еволюції організмів. – К.: Логос, 2013. – Т. 12. – С. 309-313.

Научный руководитель: Пирог Т.П., д.б.н., профессор, заведующий кафедры биотехнологии и микробиологии, tapirog@nuft.edu.ua

Национальный университет пищевых технологий, г.Киев, Украина
ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ НА АНТИМИКРОБНУЮ АКТИВНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ ACINETOBACTER CALCOACETICUS ИМВ В-7241
В последние годы наблюдается повышение резистентности микроорганизмов к существующим биоцидам, что привело к поиску альтернативных препаратов. Из литературы [1] известно, что такими препаратами могут быть микробные поверхностно-активные вещества (ПАВ), обладающие антимикробным действием, к тому же безопасны для человека и окружающей среды. Отметим, что ПАВ микробного происхождения – это вторичные метаболиты, одной из особенностей которых является синтез в виде комплекса подобных соединений (амино-, глико-, фосфо- и нейтральных липидов), соотношение компонентов которого может изменяться, что сопровождается изменением их биологических свойств [2]. Однако данные о влиянии условий культивирования на свойства ПАВ весьма ограничены.

В работе [3] мы исследовали влияние дрожжевого автолизата и микроэлементов на синтез ПАВ при культивировании A. calcoaceticus ИМВ В-7241 на различных углеродных субстратах. Установлено, что замена дрожжевого автолизата и смеси микроэлементов в составе этанол- и н-гексадекан-содержащих сред на сульфат меди и сульфат железа, а в среде с глицерином – на хлорид калия, сульфат цинка и сульфат меди сопровождалась повышением количества синтезированных ПАВ в 1,2–1,6 раза, что доказывает зависимость синтеза ПАВ от условий культивирования продуцента.

Цель данной работы – исследовать влияние факторов роста и микроэлементов в составе этанол, н-гексадекан- и глицеринсодержащих сред на антимикробную активность ПАВ A. calcoaceticus ИМВ В-7241.

Материалы и методы. Продуцент ПАВ A. calcoaceticus ИМВ В-7241 выращивали в жидкой минеральной среде с этанолом, н-гексадеканом в концентрации 2 % (по объему), глицерином − 1 % (по объему). В среду также дополнительно вносили дрожжевой автолизат – 0,5 % (по объему) и раствор микроэлементов – 0,1 % (по объему). В одном из вариантов в среду с этанолом и н-гексадеканом вместо дрожжевого автолизата и раствора микроэлементов вносили Сu2+ (0,16 мкмоль/л) и Fe2+ (3,6 мкмоль/л), а в среду с глицерином − Zn2+ (38 мкмоль/л), Сu2+ (0,16 мкмоль/л) и К+ (0,21 ммоль/л) [3].

Для исследований использовали поверхностно-активные вещества, выделенные экстракцией смесью Фолча (хлороформ и метанол, 2:1) из супернатанта культуральной жидкости.

В качестве тест-культур использовали бактерии (Bacillus subtilis БТ-2, Escherichia сoli ІЕМ-1, Proteus vulgaris БТ-1, Enterobacter cloacae АС-22, Staphylococcus aureus БМС-1, Pseudomonas aeruginosa П-55) и дрожжи (Candida albicans Д-6).

Антимикробное действия ПАВ определяли по показателю минимальной ингибирующей концентрации (МИК) как описано в ранее работе [4].

Результаты и обсуждения. Данные, представленные в табл.1, показывают, что ПАВ, полученные при культивировании A. calcoaceticus ИМВ В-7241 в среде с этанолом, содержащей дрожжевой автолизат и микроэлементы, оказались более эффективными антимикробными агентами, чем ПАВ, синтезируемые при наличии в среде сульфата меди и железа. Замена дрожжевого автолизата и смеси микроэлементов в питательной среде сопровождалась снижением антимикробной активности ПАВ в 2–3,5 раза. Аналогичные закономерности установлены и для ПАВ, синтезированных на глицерине и н-гексадекане. Отметим, что антимикробная активность ПАВ зависела и от источника углеродного питания в среде культивирования. Так, ПАВ, полученные на этаноле в присутствии дрожжевого автолизата и микроэлементов более эффективно (МИК 9–75 мкг/мл) ингибировали рост тест-культур, чем ПАВ, синтезированные в аналогических условиях в среде с глицерином и н-гексадеканом (МИК 34–68 и 27–108 мкг/мл соответственно).

Выводы. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что не всегда повышение синтеза ПАВ сопровождается образованием целевого продукта с необходимыми биологическими свойствами, а также о необходимости исследований по зависимости свойств поверхностно-активных веществ от условий культивирования продуцента.

Teixeira M.J., Dalla Rosa A.R., Brandelli A.L. Characterization of an antimicrobial peptide produced by Bacillus subtilis subsp. spizezinii showing inhibitory activity towards Haemophilus parasuis // Microbiology, 2013, Vol. 159 N 5, p. 980–988.

Marchant R., Banat M. Biosurfactants: a sustainable replacement for chemical surfactants // Biotechnol. Lett., 2012, Vol. 34 N 9, doi: 10.1007/ s10529-012-0956-x.

Пирог Т.П., Шевчук Т.А., Мащенко О.Ю. и др. Влияние факторов роста и некоторых микроэлементов на синтез поверхностно-активных веществ Аcinetobacter calcoaceticus ИМВ В-7241 // Микробиол. журнал., 2013, Т. 75 № 5, с. 19−27.

Пирог Т.П., Савенко И.В., Шевчук Т.А. и др. Антимикробноя активность поверхностно-активных веществ, синтезированных в различных условиях культивирования Acinetobacter calcoaceticus ИМВ В-7241 // Микробиол. журнал., 2016, Т. 78 № 3, с. 2–12.

Калюжная О.С., Калюжный А.Б., Ивахненко Е.Л., Стрилец О.П., Стрельников Л.С.

Кафедра биотехнологии, Национальный фармацевтический университет,

Кафедра технологии материалов, Харьковский национальный технический университет сельского хозяйства им. Петра Василенко, г. Харьков, Украина, biotechnology.nuph@gmail.com
ПЕРСПЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ФИЛЬТРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ АНТИБИОТИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА ПИОЦИАНИНА БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ МЕТОДОМ. СООБЩЕНИЕ 3
На сегодняшний день актуальной является задача поиска альтернативных путей получения и производства антибиотиков. Перспективной антибиотической субстанцией является соединение феназинового ряда - пиоцианин (5-метил-L-гидроксифеназин) [4], которое проду-цируется бактерией Pseudomonas aeruginosa в процессе ее естественной жизнедеятельности. Завершающей стадией любого биотехнологического производства является выделение целевого продукта из культуральной среды различными методами, в том числе и фильтрацией, с последующей очисткой продукта [3]. В реализации процесса фильтрации большое внимание уделяется выбору фильтрующего материала, который оказывает существенное влияние на качество фильтрации и производительность фильтрующего оборудования. Среди большого количества предложенных на рынке конструкций фильтров и фильтроэлементов различного состава, мы остановились на не широко распространенных на сегодняшний день в биотехнологии фторопластовых фильтрующих элементах.

Цель работы - исследование возможности использования фторопластовых фильтрующих элементов в производстве перспективной антибиотической субстанции пиоцианина методами биотехнологии.

Материалы и методы. Продуцент пиоцианина бактерии Pseudomonas aeruginosa - мелкие грамотрицательные палочки (0,3-0,6) мкм, одиночные или соединены парами, имеют 1-2 полярно расположенных жгутика, подвижные, спор не образуют, имеют пили. Культивируя P. aeruginosa получали культуральную жидкость (КЖ) с пиоцианином, используемую в качестве модельного образца для фильтрации [4]. Фторопластовые фильтрующие элементы типа ФЭП (вид - диск, диаметр - 90 мм, двух рядов высот - 4 мм и 6 мм; тонкость фильтрации - 1 мкм) предоставлены по договору о научном сотрудничестве с кафедрой технологии материалов Харьковского национального технического университета сельского хозяйства им. Петра Василенко. Среди главных характеристик политетрафторэтилена или фторопласта следует выделить широкий диапазон механических и диэлектрических свойств, высокий уровень электрической прочности и низкий коэффициент трения и износа. Изучение возможности применения фильтрующих элементов на основе фторопластов базировалось на проведении процесса фильтрации культуральной жидкости продуцента в различных условиях и подсчета количества клеток до и после фильтрации. Изучение антимикробных свойств проводили классическими микробиологическими методами (методом перпендикулярных штрихов и методом двукратных серийных разведений.

Результаты и обсуждения. В предыдущих сообщениях [1, 2] определение эффективности фильтрации КЖ P. aeruginosa через фторопластовые фильтры показало значительно меньшее количество клеток в фильтрате с сохранением проницаемости фильтроэлемента после серии фильтраций с существенным влиянием на эффективность фильтрации толщины фильтрующего элемента. В работе представлены результаты определения антимикробной активности КЖ P. aeruginosa до и после фильтрации. В данных экспериментах использовали фильтр толщиной 6 мм (предварительными опытами доказано, что он более эффективен для объектов небольших размеров) и КЖ после 5 раза фильтрации (предварительными опытами доказано, что это средний показатель среди 10 фильтраций, которые осуществляли подряд через один и тот же фильтр). Результаты показали, что антимикробная активность КЖ после фильтрации несколько увеличилась п сравнении с активностью до фильтрации, что может быть обусловлено концентрированием клеток и соответственно выделением большего количества антимикробных веществ клетками P. aeruginosa.

Вывод. Таким образом, обобщая результаты проведенной работы, можно утверждать, что пиоцианин, продуцируемый бактерией P. аeruginosa, является перспективной антибиотической субстанцией. Следует отметить, что в процессе производства важными стадиями являются стадии отделения КЖ от продуцента и выделения пиоцианина, при проведении которых можно использовать фторопластовые фильтрующие элементы; но использование данного типа фильтрующих элементов в промышленных масштабах требует дальнейших исследований.
Список литературы

1. Калюжная О. С., Івахненко О. Л., Стрілець О. П. Перспективність застосування сучасних фільтруючих елементів у виробництві антибіотичної речовини піоцианіну біотехнологічним методом. Повідомлення 1 / Сучасні досягнення фармацевтичної технології та біотехнології: збірник наукових праць. – Х.: Вид-во НФаУ, 2016. – С. 285 – 289.

2. Калюжная О., Калюжний О., Івахненко О., Стрельников Л. Перспективність застосування сучасних фільтруючих елементів у виробництві антибіотичної речовини піоцианіну біотехнологічним методом. Повідомлення 2 / Біотехнологія: досвід, традиції та інновації : матеріали Міжн. Наук.-практ. інтернет-конф., 14-15 грудня 2016 року. - К.: НУХТ, 2016.

3. Османов В. К., Бирюкова О. В., Борисова А. В.  Методы выделения и очистки продуктов биотехнологических производств - Нижний Новгород, 2005. - 27 с.

4. Zh Qin [et al.] Pseudomonas aeruginosa extracellular products inhibit staphylococcal growth, and disrupt established biofilms produced by Staphylococcus epidermidis / Microbiology. – 2009. – V. 155(7). – P. 2148-2156.

Саиткаримов Э.В.- студент 1-го курса медицинского факультета, sait.el@mail.ru

Ворошилова Н.В.- студентка 5-го курса медицинского факультета, v.n.voroshilova@gmail.com

Кален С.К.- студентка 1-го курса медицинского факультета, kalen.shymkent@gmail.com

Научный руководитель: Бурабаев А.А.- к.б.н., доцент, assilbek@mail.ru

Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия, г.Шымкент, Казахстан
ПУБЛИКАЦИОННАЯ АКТИВНОСТЬ КАЗАХСТАНСКИХ УЧЕНЫХ В СФЕРЕ БИОТЕХНОЛОГИИ ДО 2015 ГОДА
Публикационная активность – это результат научно-исследовательской деятельности автора или научного коллектива или иного коллективного актора исследовательского процесса (организация, регион, страна), воплощённый в виде научной публикации, например, журнальной статьи, статьи в коллективном сборнике, доклада в трудах научной конференции, авторской или коллективной монографии. Публикационная активность обеспечивает рост рейтинга научных организаций, авторов, научных журналов, университетов. Биотехнология – наука, которая входит в тесный контакт и взаимодействует со всеми другими дисциплинами, такими как: медицина, биология, математика, химия и многие другие. Можно утверждать, что исследования в областях биотехнологии и частично нанотехнологии являются общим показателем развития науки в стране. Развиваясь в сфере биотехнологии, государство параллельно развивает и другие сферы[1]. Инновации в области биотехнологии обеспечивает развитие передовых медико-биологических исследований и разработок в области биотехнологии [2].

Цель исследования. Выявить прогресс Республики Казахстан в области биотехнологии. Задачи: а) выявить динамику публикационной активности казахстанских ученых и ученых всего мира в области биотехнологии; б) оценить нынешнее положение казахстанских ученых в сфере биотехнологии среди стран Средней Азии.

Материалы и методы. Материалом для проведения анализа являются данные библиографической базы данных Scopus. Scopus - крупнейшая в мире универсальная реферативная база данных, с возможностью отслеживания научной цитируемости публикаций. Использовались следующие методы: сравнительный анализ, ранжирование, статистический анализ, литературный обзор.

Результаты и обсуждения. Количество статей РК на сегодняшний день в сфере биотехнологии – 133. Стран на международной арене -202. Результат анализа динамики публикационной активности на мировой арене: Казахстан в 1996 г.-0 статей; с 1997 по 1998 гг.-1 статья (109 место), индекс Н-12; в 1999 г.- 2 статьи (86 место), индекс Н-12; в 2000 г.-1 статья (107 место), индекс Н-12; а 2001 г.- 0 статей; в 2002 г.-1 статья(99 место), индекс Н-12; в 2003 г.-3 статьи, индекс Н-12 (81 место); в 2004 г.-1 статья, индекс Н-12(112 место); в 2005 г.-2 статьи ,индекс Н-12(102 место);в 2006 г.-1 статья, индекс Н-12(114 место); в 2007 г.-3 статьи, индекс хирша-12(98 место); в 2008 г.-1 статья, индекс Н-12(130 место); в 2009 г.- 4 статьи, индекс Н-12(103 место); в 2010 г.-5 статей, индекс Н-12(107 место); в 2011 г.- 3 статьи, индекс Н-12 (117 место); в 2012 г.- 1 статья, индекс Н-12(139 место); в 2013 г.-3 статьи, индекс Н-12 (118 место); в 2014 г.-19 статей, индекс Н-12(71 место); в 2015 г.-81 статья, индекс Н-12(48 место). Всего с 1996 по 2015 гг.-133 статьи. Лидером в научно - публикационной активности в сфере биотехнологии на международной арене с 1996 по 2015 гг. является - США,103877 статей. Казахстан занимает лишь 80 место (из 202 стран), немного отстает от Люксембурга, но опережает Перу, Уганду, Узбекистан и Ирак (рис. 1).В Средней Азии РК занимает -1 место. Узбекистан – 2 место. Количество статей - 71. Киргизстан-9 статей(3 место). Таджикистан - 2 статьи (4 место). Туркменистан -1 статья (5 место).

Выводы. С 1996 по 2013гг. динамика отрицательная, с 2014 по 2015гг. динамика положитель-ная. Данные говорят о том, что уровень развития в сфере биотехнологии продолжает оставать-ся низкой. В связи с этим необходима разработка новых мер и стратегий для развития данной области науки. Для развития не только биотехнологии, но и других наук, надо создать собственный онлайн-журнал для публикаций, так как в Казахстане, в отличие от других стран мира, нет не одного онлайн-журнала, что негативно влияет на научной деятельности.