Заключение
В научно-исследовательской работе проведено прогнозирование развития принципов разработки ФПП с целью производства ФПП с повышенной эффективностью профилактики и коррекции алиментарно-зависимых заболеваний.
Проделанная работа позволила сделать следующие выводы:
Важным требованием при подборе производственных штаммов для пробиотических продуктов - должна быть их высокая колонизационная резистентность КР. При этом особое внимание следует обращать на такие факторы колонизации, как антагонистическая и адгезивная активности. По этим признакам для ПФП пробиоитками наиболее всего подходят бифидобактерии и лактобациллы. Для БП более перспективны аллохтонные Bac. subtilis , B. cereus, B. amyloliquefaciens.
Наиболее изученными в отношении КР являются L. rhamnosus GG, L. reuteri SD2112, L. casei DN-114001, L. acidophilus NCFM, L. plantarum 299V, L. casei Shirota YIT9029, поэтому их желательно использовать как доноры и контроль в селекционной работе.
Одним из самых мощных антибиотических средств, активным в отношении многих грамположительных и грамотрицательных бактерий, а также дрожжей, плесеней и простейших является бактериоцин раутерин, который продуцируют Lactobacillus reuteri и некоторые лактококки.
Селекция микроорганизмов, которые можно использовать как пробиотики, является продолжительным и сложным процессом. Состав пробиотика должен быть безопасным. Микроорганизм не может быть патогенным, и особое внимание нужно обращать на возможность развития инфекции у иммунодефицитных лиц на сапрофитный для других лиц микроорганизм.
Культура, которая входит в состав пробиотика, не должна содержать конъюгационные или мобилизуемые плазмиды антибиотикорезистентности, поскольку гены, ответственные за эту особенность, могут быть переданы патогенным микробам в организме пациента. Вместе с тем микроорганизмы должны быть устойчивыми к действию антибиотиков, кислоты и желчи, чтобы достичь предполагаемой зоны колонизации.
При селекции ценных производственных штаммов молочнокислых бактерий, чаще всего, обращают внимание на: высокую энергию кислотообразования;- способность накапливать ароматические вещества;- фагоустойчивость; специфические свойства продукта, для которого предназначается штамм (характеристика сгустка, протеолитическая активность и т.д.); низкую частоту самопроизвольных мутации, способность сохранять селектируемые свойства длительное время.
Адгезивная активность является первым этапом развития колонизационного процесса и в большинстве случаев желательна для ПБ, тогда как у патогенных микроорганизмов рассматривается в качестве одного из стартовых механизмов развития инфекции. Таким образом, при подборе штаммов для пробиоитческого ПБ или ФПФ, целесообразно сравнение адгезивных свойств патогенов и пробииотика целью выяснить, может ли данный ПБ конкурировать с патогенами за субстраты связывания и тем самым препятствовать колонизации последних в организме.
Среди веществ, способных блокировать адгезию микроорганизмов - пептиды, моно и олигосахариды, некоторые ферменты. Поэтому правильный подбор к пробиотическому штамму (или консорциуму штаммов) пребиотика – существенно повышает эффективность обоих.
Консорциум как синбиотик открывает неограниченные возможности для поиска новых формул. Синбиотический консорциум включает в себя непробиотические микроорганизмы и пребиотики, что приводит к снижению или устранению вреда последних для хозяина. Участники консорциума могут быть расширены введением резко отличающихся таксономических групп, в т.ч. аллохтонных микроорганизмов. Организму (человека или животного) не важно, «кто именно работает в подчиненном консорциуме», а важен положительный конечный результат.
Наиболее эффективными пребиотиками в настоящее время считаются лактулоза, лактилол, инулин, фруктозоолигосахарид, низкомолекулярные олигосахариды, которые обеспечивают более эффективную ферментацию многими микроорганизмами нормальной микрофлоры кишечника. При расширении участников консорциума вещества с пребиотическим эффектом могут быть также расширены.
В системе предупрежления фаголизиса заквасочной микрофлоры при производстве ферментированных продуктов с участием штаммов-пробиотиков важно предупредить фаголизис не только лактобацилл, но и лактококков, и термофильного стрептококка которые часто входят в состав закваски ПФП с пребиотиками.
Созданная в результате многолетней совместной работы сотрудников ВНИИМС и Экспериментальной биофабрики, при нашем участии, систематическая коллекция бактериофагов, а также получение производственно-ценных заквасочных штаммов по модифицированной нами методике генетической рекомбинации (конъюгации) и разработанные «Методические указания по проведению фагового мониторинга на сыродельных предприятиях» – научный вклад в осуществление реальных практических задач, стоящих перед производителями ферментированных молочных продуктов:
Подобного рода коллекция бактериофагов является единственной в России, и, в настоящее время, содержит 380 вирионов фагов молочнокислых различных групп, выделенных на предприятиях России, Беларусии, Казахстана и, выделенные из субстратов (молочных продуктов, заквасок и бактериальных концентратов) дальнего зарубежья и является неотъемлемым средством повышения устойчивости молочнокислых бактерий к фагам путем селекции в состав БК фагоустойчивых штаммов.
В практической работе по селекции штаммов – направленному отбору клонов (из природных источников, спонтанно- или мутагенно-обра-зованных мутантов, рекомбинантов, полученных генетическими методами) по ряду свойств, определяющих их производственную ценность, использование ограниченного числа штаммов позволяет вести длительную работу по их генетическому изучению и регуляции активности генов.
Полученные нами методом генетической рекомбинации (конъюгативной передачей) штаммы лактококков с повышенной фагоустойчивостью обладали в около 30% случаев стабильностью приобретенного признака фагорезистентности и физиолого-биохимическими свойствами, позволяющими использовать рекомбинантные штаммы в качестве заквасочных. По результатам данной работы отобрано и передано на Угличскую биофабрику 8 рекомбинантных культур лактококков с повышенной фагоустойчивостью, сохранивших свои свойства в течение длительного времени использования в составе БП для сыров.
Повышение качества ПФП, вырабатываемых с помощью ферментации полезными микроорганизмами, связано с интенсификацией микробиологических процессов. С одной стороны, для нормального развития микроорганизмам нужны в оптимальных дозах и соотношениях катионы и анионы многих элементов (изучение и оптимицация которых задачи микробиологии, биохимии и технологической нутрициологии), с другой стороны, использование генной инженерии (в частности методов генетической рекомбинации) для получения культур с заданными свойствами, например фагоусточивостью, антибиотической активностью, открывает дополнительный путь увеличения функциональной ценности продуктов.
Продолжая фундаментальные исследования по вопросам функциональных продуктов питания, в т.ч. с пробиотиками, сотрудники Вологодской государственной молочнохозяйственной академии в последние годы получили более 20 патентов на изобретения, в том числе авторами монографии – 9 патентов РФ.
При дальнейшем развитии теоретического направления ПФП и практичекой реализации производства продуктов с пробиотиками необходимо:
- научиться преодолевать бионесовместимость пробиотических штаммов функциональных продуктов с индигенными представителями кишечной микрофлоры (нормофлоры);
- изучать молекулярно-генетические характеристики и пробиотический потенциал штаммов, с целью сохранения свойств выживания пробиотических микроорганизмов в неблагоприятных условиях микроэкологического окружения организма;
- использовать кишечно-бактериологические исследования как основу формирования представления об уникальности индивидуального микробного консорциума у людей и животных создавать индивидуальные пробиотики на основе аутоштаммов и аутоассоциаций симбиотических микроорганизмов для конкретных групп людей или животных;
- учиться компенсировать (отрицательные нивелировать, положительные оптимизировать) факторы нутриционного статуса молока-среды для молочных ПФП, в том числе с помошью очистки-молока сырья от тяжелых металлов, обогащения нутриционными элементами и пребиотическими веществами, избирательно стимулирующими рост и/или активность пробиотических бактерий в толстой кишке.