Введение к работе
Актуальность работы. Механизм лечебно-профилактического действия пробиотиков является многогранным и обусловлен не только высоким содержанием жизнеспособных клеток, но и синтезом внеклеточных метаболитов, которые усиливают пробиотический эффект. Экзометаболиты пробиотических микроорганизмов подавляют рост патогенной микрофлоры, обладают радиопротекторными, противоопухолевыми и иммунокоррегирующими свойствами. Это свидетельствует о перспективности изучения прокариот, как источников биологически активных субстанций экзополисахаридов, антимикробных и антимутагенных веществ, для создания пробиотических продуктов нового поколения.
Потенциальная возможность к накоплению биологически активных веществ пробиотическими микроорганизмами различна и зависит от видовой и штаммовой принадлежности и проявляется в определенных условиях культивирования.
Известно, что бифидобактерии синтезируют экзополисахариды, обладающие низкой структурообразующей способностью, что затрудняет получение кисломолочных продуктов с высокой вязкостью. В связи с этим является актуальным создание бактериального концентрата на основе сочетания бифидобактерии и сливочного стрептококка вязкой расы с высоким экзополисахаридным потенциалом, что позволит улучшить органолептические и реологические свойства продукта, а также расширить спектр профилактического действия.
Цель и задачи исследований. Целью диссертационной работы является разработка технологии комбинированного бактериального концентрата на основе сочетания бифидобактерии и сливочного стрептококка вязкой расы, обладающего высокими пробиотическими и структурно-механическими свойствами.
В соответствии с поставленной целью были определены следующие задачи исследований:
- подобрать оптимальное соотношение заквасочных культур различных
таксономических групп в комбинированной закваске;
- изучить биосинтез внеклеточных метаболитов при культивировании
микроорганизмов;
- разработать схему приготовления комбинированной закваски;
- подобрать условия культивирования комбинированной закваски для
получения бактериального концентрата;
разработать технологию жидкого бактериального концентрата;
исследовать защитные функции экзополисахаридов и антимутагенных веществ, синтезируемых пробиотическими микроорганизмами;
разработать технологию замороженного и сухого бактериального концентрата;
обосновать практические аспекты использования бактериального концентрата;
провести опытно-промышленную проверку разработанных технологий.
Научная новизна. В результате проведенных исследований установлено, что при совместном культивировании бифидобактерии и сливочного стрептококка повышается синтез внеклеточных метаболитов, экзополисахаридов, антимутагенных и антимикробных веществ. Доказана возможность направленного биосинтеза экзополисахаридов с помощью различного соотношения заквасочных культур в комбинированной закваске. Выявлено, что при наращивании биомассы экзополисахариды образуются в первые часы культивирования, синтез антимутагенных веществ начинается через 6 часов и максимальное количество экзоме-таболитов накапливается в стационарной фазе роста. Обнаружено, что наиболее устойчивыми к низким значениям рН, замораживанию и высушиванию оказались клетки стационарной фазы роста. Теоретически обоснованы и экспериментально подтверждены защитные функции синтезируемых экзополисахаридов, которые предохраняют клетки пробиотических микроорганизмов от неблагоприятных факторов среды.
Практическая ценность работы. На основании результатов исследований разработана технология жидкого, замороженного и сухого концентратов для клиники и производства кисломолочных продуктов. На производство жидкого и замороженного концентрата разработаны ТУ (9229-015-0269473-2007). Проведена опытно-промышленная проверка технологии препаратов в научно-исследовательской лаборатории заквасок В СГТУ.
Апробация результатов работы. Результаты работы были доложены и обсуждены на научных конференциях ВСГТУ (г. Улан-Удэ, 2003-2006); второй Всероссийской научно-технической конференции-выставке с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» при МГУ 1111 (г. Москва, 2004); второй Международной научно-технической конференции, посвященной 100-летию заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, профессора В.И. Попова «Прогрессивные технологии и оборудование в пищевой промышленности» (г. Воронеж, 2004); Всероссийской научно-практической конференции «Достижения науки и практики в деятельности образовательных учреждений» (г. Кемерово, 2003); девятой научно-технической конференции «Интеллект - здоровое общество» при ЗИПСибУПК (г. Чита, 2004).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, методической части, результатов эксперимента и их анализа, выводов, списка литературы и приложений. Основная часть работы изложена на 135 страницах, включает 20 таблиц и 17 рисунков.
