Лекции для студентов

Белковые продукты и напитки из молочной сыворотки — Метаболиты, оказывающие пробиотическое и терапевтическое действие

Метаболиты, оказывающие пробиотическое и терапевтическое действие

Пробиотическое действие молочнокислых бактерий обусловлено:

- молочнокислые микроорганизмы продуцируют метаболиты, способные ингибировать рост нежелательных бактерий (органические кислоты — уксусная, муравьиная, бензойная ингибируют грамотрицательные патогенные микроорганизмы);

- молочная кислота оказывает положительное влияние на процесс переваривания пищи, стимулирует нормальные функции кишечника и, совместно со специфическими антибиотиками, ингибирует рост вредных микроорганизмов;

- различные виды молочнокислых бактерий способны адаптироваться к размножении в кишечнике, в значительной степени изменяя рост других групп бактерий и создавая условия для их равновесия.

Leuconostoc и палочки вызывающие гетероферментативное брожение, продуцируют уксусную кислоту, Str.thermophilus — муравьиную кислоту, Lb.bulgaricum и Lb.acidophilum — бензойную кислоту.Способность продуцировать перекись водорода, антибиотики и бактериоцины также является показателем их пробиотического действия.

Терапевтическое действие штаммов определяется следующими свойствами: нетоксичность, устойчивость к веществам, присутствующим в ЖКТ (фенолу, желчи, NaCl, различным уровням кислотности); адгезивная способность; устойчивость к антибиотикам; антагонистическая активность по отношению к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам; продуцирование ферментов, витаминов, полисахаридов и др. Продуцирование гидрокси-метил-глутаровой кислоты, например, препятствует накоплению холестерина, Наличие некоторых веществ в клеточной стенке Lb. bulgaricum определяет антиканцерогенной действие по отношению в саркомам и т.д.

Специфические ферменты активно участвуют в диссоциации желчных кислот, деградации нитрозаминов, гидролизе лактозы и утилизации пищи.

Различные молочнокислые микроорганизмы имеют хорошую способность к прилипанию к эпителию тонкого кишечника, что способствует образованию слоя молочнокислых бактерий, из которого затем происходит постоянная инокуляция кишечника молочнокислыми бактериями и, в то же время, в этом слое сохраняются активные формы молочнокислых микроорганизмов. Кроме того, слой молочнокислых бактерий, примыкающих к эпителию, выполняет защитную роль, что способствует устойчивости организма к заболеваниям, вызываемым энтеропатогенными бактериями.

Клостридии. Используют в биотехнологии, если в качестве субстрата используется молочная сыворотка продуцент Clostridium acetobutylicum Weizmann (палочка Вейцмана). Получают растворитель, рибофлафин. Cl. acetobutylicum — облигатный анаэроб. Клетки размером 0,7х(5…7) мкм располагаются одиночно, парами или короткими цепочками, спорообразующие (споры расположены терминально и субтерминально). Молодые клетки подвижны, имеют жгутики. В старых культурах клетки подвергаются автолизу. Температурный оптимум 37 ^оС, рН 4,7-8.

Уксуснокислые (ацетобактерии) — обладают сильно выраженной способностью к окислению различных органических веществ. При этом происходит не полное окисление органических соединений, и в субстрате накапливается большое количество кислот и кетосоединений. Некоторые культуры способны к синтезу рибофлавина и тиамина. Род Асеtobacter- мелкие прямые или слегка изогнутые палочки (меняют форму и размер под влиянием неблагоприятных условий, иногда встречаются формы разветвленные или имеющие вздутия, а также нитевидные), подвижны, моно- или перитрихи, грам- или грамвариабельны, неспорообразующие, располагаются по одной, в парах, короткие цепочки, строгие аэробы. Температура опт. 30 ^оС мезофилы, любят кислую среду В молоке в чистой культуре не развиваются (лактозу не усваивают). Совместно с молочнокислыми, образующими молочную кислоту, или с дрожжами, образующими спирт, развиваются очень быстро. Наиболее ценные виды уксуснокислых бактерий, образующих уксусную кислоту, являются вид А.асеti, A.orleanense и др.

Дрожжи — одноклеточные, лишенные хлорофилла, немицелиальные грибы, форма разнообразная — яйцевидная (Saccharomyces cerevisiae), эллептическая (Saccharomyces ellipsoideu), цилиндрическая, лимоновидная, шаровидная (Totulopsis). Размер клеток от 2 до 15 мкм, неподвижные, грам+, капсул не образуют; факультативные анаэробы, некоторые дрожжи образуют аскоспоры, которые выполняют репродуктивную функцию. Температура опт 25-30°С, предпочитают кислую среду (рН до 3,5).

Дрожжи, образующие аскоспоры называются истинными дрожжами, не образующие — нетипичными дрожжами или дрожжеподобными грибами. Такое деление несовершенно и не отражает многие физиологические признаки организма.

Cпорообразующие дрожжи делят на три семейства: Saccharomycetaceae, Saccharomycodaceae, Schizosaccharomycetaceae. Наибольший практический интерес имеют дрожжи семейства Saccharomycetaceae и среди них род Saccharomyces.

Неспоробразующие дрожжи относятся к семейству Cryptococcaceae, которые делятся на три подсемейства : Cryptococcoideae, Trichosporoideae и Rhodotoruloideae. Представители первого подсемейства — дрожжи родов Torulopsis и Candida, второго — Trichosporon и третьего — Rhodotorula. Представители всех трех родов находят применение при биотехнологической переработки молочной сыворотки.

Типичные виды дрожжей, сбраживающих лактозу: спорообразующие (аскомицеты) Saccharomyces lactis, Kluyveromyces fragilis, неспорообразующие Torulopsis kefir, Candida lactis.

Плесени — сложные многоклеточные микроорганизмы, активно разлагают углеводы, жиры и некоторые белки, относятся к аэробам, развиваются при рН 4…5,5, при различном осмотическом давлении и температурах. Большинство плесневых грибов образуют пушистые колонии разного цвета, обусловленного наличием пигмента в протоплазме мицелия или в воздушных спорах.

Плесневые грибы делят на 4 больших класса: фикомицеты (Rhyzopus, Blakeslea и Phycomyces), обычно с несепрированным мицелием; базидиомицеты, обладающие сепрированным мицелием и образующие половые экзогенные (внешнего происхождения) споры на базидиях; аскомицеты (Sclerotinia, Ashbya, Eromothecium), имеющие сепрированный мицелий и образующие эндогенные половые споры в сумках (асках); несовершенные грибы (Aspergillus, Penicillium, Geotrichum и др.), которые обладают сепрированным мицелием, но не образуют половых спор.