Scientific Works

ISSN-print: 2073-8730
ISSN-online:
ISO: 26324:2012
Архiви

ДІЄТИЧНА ДОБАВКА ІМУНОТРОПНОЇ ДІЇ НА ОСНОВІ ПРОДУКТІВ ДЕСТРУКЦІЇ ПРОБІОТИЧНИХ БАКТЕРІАЛЬНИХ КУЛЬТУР

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Антоніна Іванівна Капустян
Наталля Кирилівна Черно

Анотація

У роботі розглянуто можливість отримання імунотропної дієтичної добавки на основі низькомолекулярних продуктів деградації пептидогліканів клітинних стінок пробіотичних бактерій. Встановлено раціональні режими автолізу біомаси як первинного етапу деструкції пептидогліканів бактеріальних клітинних стінок. Показано, що найбільш інтенсивний лізис клітин відбувається при експозиції культуральної рідини при 90°C протягом 15 хв після 8-ї години культивування, про що свідчить максимальне накопичення амінокислот у реакційному середовищі (1,8 мг/см3). Проведено оптимізацію процесу деструкції пептидогліканів бактеріальних клітин, які піддавали лізису, ферментним препаратом панкреатином. Ефективність ферментолізу визначали за накопиченням імунотропних низькомолекулярних пептидів залежно від концентрації ферменту (СЕ), субстрату (СS) в реакційній суміші та тривалості процесу (τ). Встановлено, що раціональний режим ферментолізу, який забезпечує максимальне накопичення низькомолекулярних пептидів (0,569 мг/см3, досягається за наступних значень факторів: СЕ=12,5 мг/см3, СS=70,0 мг/см3, τ=245,6 хв. Зразок низькомолекулярних пептидів, отриманий за раціональних режимів деструкції, досліджено методом ІЧ-спектроскопії. Встановлено, що у його ІЧ-спектрі присутні смуги поглинання, які відповідають коливанням аміногруп, пептидних зв’язків, піранозної форми глюкози, залишки якої входять до складу мурамової кислоти, та N-ацетилглюкозаміну пептидоглікану. Приведено загальну схему, що ілюструє послідовність процесів виробництва імунотропної дієтичної добавки .У дослідах на щурах встановлено ефективну дозу отриманої дієтичної добавки –0,06 мг/кг маси тіла.  The possibility of obtaining an immunotropic dietary supplement based on low molecular weight degradation products of cell wals peptidoglycans of lactic and bifidobacteria composition has been considered. Rational regimes of autolysis of biomass as the primary stage of degradation of peptidoglycans of bacterial cell walls have been established. It was shown that the most intensive lysis of cells takes place when the culture liquid is treated at a temperature of 90 °C for the 8th hour of cultivation, as indicated by the maximum accumulation of amino acids in the reaction medium (1.8 mg/cm3). Optimization of the destruction process of bacterial cell peptidoglycans exposed to lysis, by enzyme preparation with pancreatin, was carried out by the mathematical planning method of the multifactorial experiment. The effectiveness of enzymatic hydrolysis was determined by the accumulation of immunotropic low molecular weight peptides, depending on the concentration of the enzyme (CE), the substrate (CS) in the reaction mixture and the duration of the process (τ). The rational value of the factors CE, CS and τ that provide the maximum concentration of low molecular weight peptides (0.569 mg/cm3) in the enzymatic hydroltsate are CE=12.5 mg/cm3, Cs=70.0 mg/cm3, τ=245.6 min. A sample of low molecular weight peptides obtained from rational degradation regimes was investigated using the IR spectroscopy method. It has been established that in its spectrum absorption bands corresponding to fluctuations of amino groups, peptide bonds are presentred, which, in fact, take place in the structure of peptides. Fluctuations of the pyranose glucose form, which is included in the muramic acid and N-acetylglucosamine of peptidoglycan, have also been observed. The general scheme of the sequence of production processes of an immunotropic dietary supplement has been given. In animal experiments, it has been established that this additive, in accordance with the classification of chemicals substances to the degree of danger, belongs to class 4 (low-toxic substances). The effective dose of the obtaned dietary supplement is 0.06 mg/kg body weight.
Ключові слова:
дієтична добавка, пробіотичні культури, пептидоглікани, муропептиди, автоліз, ферментоліз, панкреатин

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Як цитувати
Капустян, А., & Черно, Н. (2018). ДІЄТИЧНА ДОБАВКА ІМУНОТРОПНОЇ ДІЇ НА ОСНОВІ ПРОДУКТІВ ДЕСТРУКЦІЇ ПРОБІОТИЧНИХ БАКТЕРІАЛЬНИХ КУЛЬТУР. Scientific Works, 82(1). https://doi.org/10.15673/swonaft.v82i1.1016
Розділ
Статьи
Біографії авторів

Антоніна Іванівна Капустян, Одеська національна академія харчових технологій, м. Одеса

к.т.н., доцент

Наталля Кирилівна Черно, Одеська національна академія харчових технологій, м. Одеса

д.т.н., професор

Посилання

1. Traub, S. (2006). MDP and other muropeptides – direct and synergistic effects on the immune system. J. Endotoxin Res. 12(2), 69-85. DOI:10.1179/096805106X89044

2. Matsui, K., Ikeda R. (2014). Peptidoglycan in combination with muramyldipeptide synergistically induces an interleukin-10-dependent T helper 2-dominant immune response. Microbiol Immunol. 58, 260-265. DOI:10.1111/1348-0421.12139

3. Cherno, N., Kapustyan, A. (2016). Immunological properties of the bacterial origin compounds. Food science and technology. 10(3), 19-28. DOI: http://dx.doi.org/10.15673/fst.v10i3.175

4. Kapustyan, A. I. CHerno, N. K. (2015). Perspektivy ispol'zovaniya biologicheski aktivnyh bakterial'nyh gidrolizatov dlya nutritivnoj podderzhki naseleniya s rastrojstvami immunnoj sistemy. Pishchevaya nauka i tekhnologiya. 2(31), 18-25. DOI: 10.15673/2073-8684.31/2015.44263.

5. Andronova, T.M., Pinegin, B.V., Kozlov, I.G. (2008). Likopid (GMPD) – sovremennyiy otechestvennyiy vyisokoeffektivnyiy immunomodulyator. 4-e izd., dop. i pererab. M. 24 s.

6. Karaulov, A.V. (2002). Proizvodnyie muramildipeptida v klinike. Aktualnyie voprosyi klinicheskoy meditsinyi. 2, 93-100.

7. Lidija Barišić et al. (2011). The first ferrocene analogues of muramyldipeptide. Carbohydrate Research. 346(5), 678-84. DOI: 10.1016/j.carres.2011.01.006

8. Gavrilin, M.V., Sen'chukova, G.V., Senchenko, S.P. (2007). Vybor optimal'nyh uslovii polucheniya gidrolizatov molochnokislyh bakterii termokislotnym sposobom. Him.-farm. Zhurn, 41, 2, 54-56.

9. Senchenko, S.P. Samoilov, V.A., Gostisheva, N.M., Sen'chukova, G.V., Gavrilin M.V. (2005). Izuchenie sostava preparata, poluchennogo na osnove gidrolizata molochnokislyh bakterii. Him.-farmac. Zhurn, 39, 3, 51-55.

10. Garanyan, G.S. Hanferyan, R.A., Oganesyan, E.T. (2010). Himicheskoe obosnovanii i biologicheskoe issledovanie gidrolizata na osnove kul'tur molochnokislyh bakterii. Him.-farmac. Zhurn., 44, 8, 46-49.

11. Ku¨hner, D., Stahl, M., Demircioglu, D.D., Bertsche, U. (2014). From cells to muropeptide structures in 24 h: Peptidoglycan mapping by UPLC-MS. Sci. Rep. 4, 74-94. DOI:10.1038/srep07494

12. Regulski, K. (2012). Analysis of the Peptidoglycan Hydrolase Complement of Lactobacillus casei and Characterization of the Major c-D-Glutamyl-L-Lysyl-Endopeptidase. PLoS ONE. 7(2). e32301. DOI:10.1371/journal.pone.0032301

13. Martinez-Cuesta, M.-C. et al. (2000). Requirement of Autolytic Activity for Bacteriocin-Induced Lysis. Applied and environmental microbiology. Aug,. 3174-3179 DOI: 10.1128/AEM.66.8.3174-3179.2000

14. Simova, E., Beshkova, D. (2007). Effect of growth phase and growth medium on peptidase activities of starter lactic acid bacteria. Le Lait, INRA Editions. 87 (6), 555-573. DOI: 10.1051/lait:2007036

15. Regulski, K, Courtin, P, Meyrand, M, Claes, IJJ, Lebeer, S, et al. (2012) Analysis of the Peptidoglycan Hydrolase Complement of Lactobacillus casei and Characterization of the Major c-D-Glutamyl-L-Lysyl-Endopeptidase. PLoS ONE. 7(2): e32301. doi:10.1371/journal.pone.0032301

16. Semak, I.V., Zyiryanova, T.N., Gubich, O.I. (2007). Biohimiya belkov: praktikum dlya studentov biol. Fak. spets. 1-31 01 01 «Biologiya», Minsk: BGU, 49s.

17. Ostapchuk, N.V., Kaminskiy, V.D., Stankevich, G.N., Chuchuy, V.P. (1992). Matematicheskoe modelirovanie protsessov pischevyih proizvodstv: Sb. zadach: Uch. Posobie. K.: Vischa shkola, 175 s.

18. Kapustian A., Cherno, N. (2018). Obtaining and characteristic of the autolysate of lactic acid bacteria. EUREKA: Life Sciences. 1, 24-31. DOI: 10.21303/2504-5695.2018.00558

19. Wood, B.J., ‎ Warner, P.J. (2012). Genetics of Lactic Acid Bacteria.

20. Tarasevich, B.N. (2012). IK-spektryi osnovnyih klassov organicheskih soedineniy. Moskva, 54.

21. Kushnir, V.I. (2017). Farmako-toksy`kologichna xarakterystyka imunostymulyuyuchogo preparatu na osnovi pepty`doglikaniv: d`s. … kand. vet. nauk: 16.00.04: zaxyst 25.05.2018 / nauk. ker. Brezvyn O. M. Lviv: L`vivs`ky`j nacional`ny`j universy`tet vetery`narnoyi medy`cy`ny` ta biotexnologij imeni S.Z. G`zhy`cz`kogo, 172 s.