СУМІСНЕ КУЛЬТИВУВАННЯ ПРЕДСТАВНИКІВ РОДІВ PROPIONIBACTERIUM, LACTOBACILLUS, BIFIDOBACTERIUM НА УНІФІКОВАНИХ СЕРЕДОВИЩАХ
DOI:
https://doi.org/10.31861/biosystems2023.01.032Ключові слова:
Propionibacterium, Lactobacillus, Bifidobacterium, асоціації, кокультивування, уніфіковані поживні середовищаАнотація
Пробіотичні мікроорганізми – це живі непатогенні, нетоксиногенні мікроорганізми, що надходять в кишечник з їжею та позитивно впливають на організм, нормалізуючи склад і біологічну активність мікрофлори травного тракту. Молочнокислі бактерії родів Lactobacillus та Bifidobacterium посідають чільне місце серед мікроорганізмів, які входять до складу пробіотиків. Присутність даних бактерій у шлунково-кишковому тракті забезпечує антагоністичне середовище, яке направлене проти патогенних мікроорганізмів, створює умови для росту і розвитку корисних бактерій. Bifidobacterium, Lactobacillus здатні посилювати абсорбційні можливості харчових компонентів, переносимість лактози, стабілізувати функцію печінки за рахунок нормалізації роботи кишечника та зниження рівня аміаку в крові.
Останнім часом розширюється спектр мікроорганізмів, що виявляють антагоністичні властивості та чинять сприятливий вплив на життєдіяльність організму. Значну увагу приділяють пропіоновокислим бактеріям, які входять до складу мікрофлори різних біотопів організмів. Пропіоновокислі бактерії синтезують вітамін В12, біфідогенні фактори росту та бактеріоцини, володіють високими адгезивними й імуномодулюючими властивостями, їх метаболіти виявляють антимутагенну дію. У роботі проаналізували можливість індивідуального та сумісного культивування представників родів Propionibacterium, Lactobacillus та Bifidobacterium на уніфікованих середовищах, що містили кукурудзяний та дріжджовий екстракти. Встановлено, що дані поживні середовища є ефективними для монокультивування пропіоновокислих бактерій та лактобацил. При цьому відзначали не лише збільшення показників оптичної густини пропіоновокислих бактерій (у 3 рази), а й посилення кислотоутворення (в середньому у 2 рази). Доведено можливість сумісного культивування молочнокислих та пропіоновокислих бактерій шляхом створення асоціацій двох типів. Визначено кількість колоній досліджуваних мікроорганізмів на елективних поживних середовищах після кокультивування в уніфікованих середовищах обох типів, найвища виживаність відмічена для Propionibacterium. Зафіксовано антагоністичний вплив як індивідульних культур, так і створених асоціацій щодо окремих грампозитивних бактерій, мікроскопічних грибів.
Посилання
Amara A. A., Shibl A. M. Role of Probiotics in health improvement, infection control and disease treatment and management. Journal of the Saudi Pharmaceutical Society. 2015; 23(2): 107–114. https://doi.org/10.1016/j.jsps.2013.07.001
de Vos W.M., Tilg H., Van Hul M., Cani P.D. Gut microbiome and health: mechanistic insights. Gut. 2022; 71(5): 1020-1032. https://doi.org/10.1136/gutjnl-2021-326789
Deutsch S-M., Mariadassou M., Nicolas P. et.al. Identification of proteins involved in the anti-inflammatory properties of Propionibacterium freudenreichii by means of a multi-strain study. Scientific Reports. 2017; 7: 46409. https://doi.org/10.1038/srep46409
Faye T., Holo H., Langsrud T. et.al. The unconventional antimicrobial peptides of the classical propionibacteria. Appl Microbiol Biotechnol. 2011; 89(3): 549-54. https://doi.org/10.1007/s00253-010-2967-7
Feng P., Ye Z., Kakade A et.al. A review on gut remediation of selected environmental contaminants: possible roles of probiotics and gut microbiota. Nutrients. 2018; 11(1): 22. https://doi.org/10.3390/nu11010022.
Frohnmeyer E., Deptula P., Nyman T.A. et.al. Secretome profiling of Propionibacterium freudenreichii reveals highly variable responses even among the closely related strains. Microb Biotechnol. 2018; 11(3): 510–526. https://doi.org/10.1111/1751-7915.13254
Fukuda S., Toh H., Hase K., Ohno H. Bifidobacteria can protect from enteropathogenic infection through production of acetate. Nature. 2011; 469(7331): 543–547. https://doi.org/10.1038/nature09646
Halttunen T., Collado M. C., El‐Nezami H., Meriluoto J., Salminen S. Combining strains of lactic acid bacteria may reduce their toxin and heavy metal removal efficiency from aqueous solution. Letters in applied microbiology. 2008; 46(2): 160-165. https://doi.org/10.1111/j.1472-765X.2007.02276.x
Hasan K.N., Banerjee G. Recent studies on probiotics as beneficial mediator in aquaculture: a review. The Journal of Basic and Applied Zoology. 2020; 81. https://doi.org/10.1186/s41936-020-00190-y
Hoseinifar S. H., Sun Y. Z., Wang A., Zhou Z. Probiotics as Means of Diseases Control in Aquaculture, a Review of Current Knowledge and Future Perspectives. Front Microbiol., 2018; 9: 2429. https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.02429
Luna G.M., Quero G.M., Kokou F., Kormas K. Time to integrate biotechnological approaches into fish gut microbiome research. Curr Opin Biotechnol. 2022; 73: 121-127. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2021.07.018
Massoud R., Zoghi A. Potential probiotic strains with heavy metals and mycotoxins bioremoval capacity for application in foodstuffs. J Appl Microbiol. 2022;133(3):1288-1307. https://doi.org/10.1111/jam.15685
Piwowarek K., Lipinska E., Hac-Szymanczuk E. et.al. Propionibacterium spp. – source of propionic acid, vitamin B12, and other metabolites important for the industry. Appl Microbiol Biotechnol. 2018; 102(2): 515–538. https://doi.org/10.1007/s00253-017-8616-7
Ruhal R., Kataria R., Choudhury B. Trends in bacterial trehalose metabolism and significant nodes of metabolic pathway in the direction of trehalose accumulation. Microbial Biotechnology. 2013; 6(5): 493–502 https://doi.org/10.1111/1751-7915.12029
Talwar C., Nagar S., Lal R., Negi R. K. Fish gut microbiome: current approaches and future perspectives. Indian J Microbiol. 2018; 58 (4): 397-414. https://doi.org/10.1007/s12088-018-0760-y
Taniguchi M., Nakazawa Н., Takeda O. Рroduction of a mixture of antimicrobial organic acids from lactose by co-culture of Bifidobacterium longum and Propionibacterium freudenreichii. Biosci Biotechnol Biochem. 1998; 62(8): 1522-1527. https://doi.org/10.1271/bbb.62.1522.
Wieërs G., Belkhir, L., Enaud R. et. al. How probiotics affect the microbiota. Frontiers in cellular and infection microbiology. 2020; 9: 454. https://doi.org/10.3389/fcimb.2019.00454
Wuertz S., Schroeder A., Wanka K. M. Probiotics in Fish Nutrition – Long-Standing Household Remedy or Native Nutraceuticals? Water. 2021. 13(10): 1348. https://doi.org/10.3390/w13101348
Zаrate G, Sаez G.D., Pеrez C. A. Dairy propionibacteria prevent the proliferative effect of plant lectins on SW480 cells and protect the metabolic activity of the intestinal microbiota in vitro. Anaerobe. 2017; 44: 58-65. https://doi.org/10.1016/j.anaerobe.2017.01.012.
