Биологические науки / 6. Микробиология

Д.т.н. Машенцева Н.Г., Колотвина С.В., Ахромова Е.С.

Московский государственный университет пищевых производств, Россия

Изучение способности бактериальных культур

к деструкции холестерина «in vitro»

Длительное время считалось, что основным путем превращения холестерина в организме является его окисление в процессах энергетического обмена до желчных кислот, но холестерин и его производные могут также использоваться в процессах пластического обмена микроорганизмов желудочно-кишечного тракта. Установлено, что в процессе метаболизма микроорганизмов происходит восстановление холестерина до копростанола. Одновременно при окислении холестерина в небольших количествах образуется продукт микробной деградации – холестенон. И восстановление, и окисление холестерина происходят под воздействием ферментов микроорганизмов, а копростанол и холестенон являются главными продуктами его микробной трансформации.

В литературных источниках имеются сведения (M. Juskiewicz, A.A. Lafraya, H. Panfil-Kuncewicz, E. Sekyl, M. Ziarno) о способности молочнокислых микроорганизмов, используемых в качестве заквасочных культур при производстве кисломолочных продуктов, в том числе йогуртов, снижать содержание холестерина в процессе производства продукта.

Основываясь на литературных данных нами было выдвинуто предположение, что стартовые культуры, которые используют для ферментации мясных продуктов, также могут обладать способностью снижать холестерин в процессе его ферментативной деструкции.

Для подтверждения этого был проведен скрининг 41 штамма стартовых культур из коллекции МГУПП. Выбранные для исследования способности снижать холестерин в питательной среде in vitro микроорганизмы относятся к 9 видам: Lactobacillus curvatus, Lactobacillus sakei, Lactobacillus casei, Lactobacillus plantarum, Pediococcus acidilactici, Pediococcus pentosaceus, Pediococcus claussenii (семейство Lactobacillaceae), Staphylococcus carnosus, Staphylococcus xylosus (семейство Staphylococcaceae) и находятся на национальном патентном депонировании во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИгенетики и селекции промышленных микроорганизмов.

Стартовые культуры выращивали в течение 24 ч в жидкой питательной среде MRS с добавлением холестерина конечной концентрацией 0,7 г на 1 дм³ (холестерин 95%, «Panreac», Испания). Следует отметить, что холестерин в чистом виде не растворим в воде, поэтому его растворяли при нагревании в смеси 99% этанола и Твин-80 в соотношении 3:1 до концентрации холестерина в растворе 3,0 г на 1 дм³.

В связи с тем, что при растворении холестерина используют спирт, который может ингибировать рост стартовых культур, было определено количество (КОЕ/мл) бактерий после инкубирования на среде с добавлением холестерина и без него. Установлено, что введение смеси, содержащей холестерин, этанол и Твин-80, ингибирует рост бактерий на один порядок за счет бактерицидного действия этанола.

Измерение содержания холестерина в среде осуществляли колориметрическим методом Златкиса-Зака, основанным на появлении красно-фиолетового окрашивания при взаимодействии холестерина с уксусной и серной кислотами в присутствии хлорного железа. Результаты представлены на рисунке.

Установлено, что из 41 исследуемого штамма холестеринснижающей способностью не обладали всего 3 микроорганизма, остальные микроорганизмы снижали холестерин от 2,8% до 24,3%, при этом штамм Lactobacillus curvatus 1 снизил содержание холестерина в среде на 32%.

Полученные результаты подтвердили нашу гипотезу и позволили определить штаммы бактерий, обладающие максимальной холестерин-редуцирующей способностью: Lactobacillus curvatus 1, Lactobacillus sakei 35, Lactobacillus sakei 104, Lactobacillus plantarum 19, Pediococcus pentosaceus 28, Staphylococcus carnosus 108, Staphylococcus carnosus 111-2, Staphylococcus xylosus 45.

Рисунок – Снижение холестерина стартовыми культурами

Анализируя полученные результаты, следует отметить, что способность стартовых культур к деструкции холестерина является штаммоспецифическим признаком. Считаем, что целенаправленное введение холестерин-редуцирующих микроорганизмов в различном соотношении штаммов позволит регулировать уровень холестерина в различных системах, в т.ч. мясных за счет метаболических особенностей стартовых культур.

Исследования выполнены при поддержке Гранта президента РФ № МД-3302.2012.4.