Сельское хозяйство/4. Технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции

К.т.н. Хазагаева С.Н., к.т.н. Замбалова Н.А., д.т.н., проф. Хамагаева И.С.

Восточно-Сибирский государственный университет

технологий и управления, Россия

Влияние селенита натрия на биосинтез экзополисахаридов пробиотическими микроорганизмами

Согласно литературным данным, синтез и качественный состав экзометаболитов бактерий зависят от условий культивирования. Известно, что при культивировании бифидобактерий и пропионовокислых бактерий на питательной среде с добавлением селенита натрия повышается вязкость культуральной жидкости и увеличивается концентрация экзополисахаридов. Что касается лактококков, то такая информация в литературе отсутствует. Поэтому на следующем этапе было изучено влияние различных доз селенита натрия на биосинтез ЭПС пробиотическими микроорганизмами. Результаты исследований представлены в таблице 1 и на рисунке 1.

Таблица 1 -Влияние селенита натрия на синтез экзополисахаридов

Концентрация селенита натрия, мкг/см^3	B.bifidum 83		L.cremoris 244		P.shermanii АС 2503
	кое/ см^3	ЭПС мкг/см^3	кое./ см^3	ЭПС мкг/см^3	кое./ см^3	ЭПС мкг/см^3
0	4·10^11	7,8	1·10^12	23,8	6·10^12	30,2
10	2·10^11	10,3	6·10^11	25,7	2·10^12	33,6
30	8·10^10	13,3	3·10^11	29,4	2·10^1^1	36,9
50	1·10^10	14,5	3·10^10	30,6	8·10^11	38,6

Как видно из данных, представленных в таблице 6 и на рисунке 6 , добавление селенита натрия в питательную среду стимулирует синтез экзополисахаридов. Установлена корреляционная зависимость между содержанием селенита натрия в питательной среде и концентрацией экзополисахаридов:

B.bifidum 83	Y1=-0,00256*x^2+0,26*x+7,8	R^2=99,93 %
L.cremoris 244	Y2=-0,002277*x^2+0,25*x+23,657	R^2=99,57 %
P.Shermanii АС 2503	Y2=-0,003098*x^2+0,31*x+30,385	R^2=99,48 %

Рисунок 1 – Влияние селенита натрия на биосинтез ЭПС

Наибольший прирост экзополисахаридов наблюдается в интервале концентраций селенита натрия от 10 до 30 мкг/см^3. Дальнейшее увеличение концентрации селенита до 50 мкг/см³ не приводит к значительному повышению экзополисахаридов.

Интересным является тот факт, что повышение концентрации селенита натрия в питательной среде не приводит к задержке роста микроорганизмов, и количество жизнеспособных клеток в конце культивирования составляет (10¹⁰-10¹¹) кое/см³ (табл.1).

Это свидетельствует о высокой устойчивости микроорганизмов к селениту натрия. Устойчивость к селену бактерий может быть обусловлена наличием ассоциированных с клетками полисахаридов, препятствующих проникновению селена в клетки, которые затем высвобождаются в среду. Из литературных источников известно о защитных биологических функциях ЭПС микроорганизмов, которые играют главную защитную роль, поскольку действуют гораздо быстрее по сравнению с индуцибельными системами защиты.

В ответ на изменение условий окружающей среды, связанных с исчерпанием питательных веществ, источником энергии пространственных возможностей или с воздействием повреждающих факторов (ухудшение физико-химических условий, антимикробные агенты и т.д.), микроорганизмы включают эволюционно выработанные и наследственно закреплённые механизмы адаптации. Свой вклад в адаптацию микроорганизмов вносит внутрипопуляционная кооперационная вариабельность.

Следует отметить, что экзополисахариды играют важную роль в формировании симбиотических систем. Так, данные, имеющиеся в литературе свидетельствуют о том, что узнавание и первичные контакты симбионтов происходят благодаря взаимодействию полисахаридов клеточной поверхности бактерий, которые обеспечивают высокую адаптационную, физиологическую устойчивость клеток микроорганизмов.

При исследовании морфологии микроорганизмов при различных концентрациях селенита натрия было отмечено, что с увеличением селенита натрия наблюдается скопление клеток (когезия). Такая же динамика характерна и при культивировании консорциума микроорганизмов. при совместном культивировании микроорганизмов на среде с селенитом натрия образуются микроколонии, что обеспечивает высокую выживаемость при воздействии неблагоприятных факторов внешней среды. Вероятно, в условиях межклеточных контактов посредством агрегации клетки поддерживают свою жизнедеятельность.

Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что введение в состав питательной среды селенита натрия позволяет повысить синтез экзополисахаридов и усилить симбиотические взаимоотношения между пробиотическими бактериями, что повышает производственно-ценные свойства консорциума.