Исследование процесса биосинтеза витамина В12 и аминокислот штаммами пропионовокислых бактерий
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы биотехнологические исследования направлены на создание эффективных продуктов функционального питания и совершенствование пробиотических препаратов, поэтому изучение биосинтетических свойств пробиотических микроорганизмов продолжается многими исследователями. Пропионовокислые бактерии обладают уникальными иммуномодулирующими и антимутагенными свойствами, они приживаются в кишечнике человека и способны ослаблять токсическое влияние ряда химических соединений и УФ-лучей. Известно, что важность пропионовокислых бактерий в качестве пробиотиков определена образованием ими пропионовой кислоты, минорных органических кислот, бактериоцинов, ферментов, а также витамина В12.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1 Общая характеристика пропионовокислых бактерий
2Механизм пропионовокислого брожения
3 Применение пропионовокислых бактерий в пищевой промышленности и в функциональном питании
3.1 Применение в сыроделии
3.2 Применение в хлебопечении
3.3 Применение в кисломолочном производстве
3.4 Применение в мясной промышленности
3.5 Применение в пивной промышленности (производство кваса)
4 Характеристика витамина В12. Условия сверхсинтеза витамина В12
4.1 Продуценты витамина В12
4.2 Биосинтез витамина В12
5 Известные методики определения витамина В12
5.1 Применение физико-химических методов
5.2 Применение биологических методов
6 Вывод
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1 Схема постановки эксперимента
2 Объекты и методы исследования
2.1 Объекты
2.2 Методы
3 Результаты исследований и их обсуждение
3.1 Общая характеристика биосинтетических свойств пропионовокислых бактерий
3.2Изучение биосинтетических характеристик отобранных штаммов продуцентов
3.3 Изучение процесса биосинтеза витамина В12
3.4 Подбор питательной среды и стимулирующих добавок
4 Вывод
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1 Характеристика конечной продукции
2 Технологическая блок-схема производства обогащенной пищевой добавки на основе пропионовокислого брожения
2.1 Изложение технологического процесса производства
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1 Затраты на материалы и реактивы
2 Затраты на лабораторную посуду
3 Расчет стоимости приборов и оборудования
4 Расчет основной заработной платы
5 Хозяйственные расходы
6 Прочие расходы
7 Вывод
ОХРАНА ТРУДА
1 Микроклимат на рабочем месте
2 Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны
3 Вентиляция
4 Освещение
5 Шум и вибрация
6 Электробезопасность
7 Пожарная безопасность
8 Оборудование и организация рабочих мест
8.1 Организация рабочего места
5.8.2 Правила работы со стеклянной посудой 101
5.8.3 Правила работы с микробиологическими объектами 102
5.8.4 Оказание первой помощи при несчастных случаях 103
5.9 Охрана окружающей среды в лаборатории 104
5.10 Вывод 107
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 108
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 110
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Аркадьева З.А. Промышленная микробиология / З.А. Аркадьева, А.М. Безбородов, И.Н. Блохина и др. – М.: Высшая школа, 1989. – 688 с. – Текст: непосредственный.
2.Беккер М.Е. Введение в биотехнологию / М.Е. Беккер. – Рига: 1978. – 231 с. – Текст: непосредственный.
3.Виестур, У. Э. Биотехнология / У. Э. Виестур .И. А. Шмите., А. В. Жилевич -Рига.: Зинатне, 1987. - 257 с. – Текст: непосредственный.
4.Волкова Г.С., Куксова Е.В. Разработка и внедрение биотехнологии обогащенных белковых кормовых продуктов в условиях современного кормопроизводства. Журнал «Пищевая промышленность», №7, 2012– Текст: непосредственный.
5.Волкова Г.С., Куксова Е.В. Создание комплексных пищевых добавок на основе молочнокислого и пропионовокислого брожения для функциональных продуктов питания. Всероссийская научно-практическая конференция «Принципы пищевой комбинаторики – основа моделирования поликомпонентных пищевых продуктов» 8-9 сентября 2010 г, г. Углич. – Текст: непосредственный.
6.Волкова Г.С., Куксова Е.В., Римарева Л.В. Идентификация и отбор культур Lactococcuslactis для разработки технологии защитно-профилактических пищевых и кормовых добавок. Достижения науки и техники АПК, 2016 г., Т 30, №8, С. 99-101. – Текст: непосредственный.
7.Волова, Т.Г. Биотехнология [Текст] / Т.Г. Волова. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1999. – 252 с. – Текст: непосредственный.
8.Воробьева Г.И., Заикина А.И., Сычев А.Е., Буторова И.А., Ковальский Ю.В., Гарибян Ц.С. Новые виды микробиологической белковой продукции на отходах сельского хозяйства, пищевой и деревообрабатывающей промышленностей. В книге: Биотехнология: состояние и перспективы развития. Материалы IX международного конгресса. 2017. С. 361-362. – Текст: непосредственный.
9.Воробьева Л.И. Промышленная микробиология. М.: Изд-во МГУ, 1989.-294с. – Текст: непосредственный.
Специалист, много лет изучающий штаммы ПКБ, всегда отличит их от других бактерий столь же маленьких размеров (1,0–1,5 х 0,5 мкм), потому что для них характерен "палисадный" тип расположения клеток, имеющих вид иероглифов, большое число вмятин и вздутий, видимых в микроскопе, также они являются неспороносными грамположительными неподвижными палочками [13,17]. Пропионовокислые бактерии образуют колонии жёлтого, оранжевого или красного цвета, растут как в аэробных, так и в анаэробных условиях. Они не являются патогенами, живут в рубце и кишечнике жвачных животных, в молочных продуктах (твердых сырах), являются представителями резидентной микрофлоры кишечника человека [13,18].Пропионовокислые бактерии являются возбудителями ферментации пропионовой кислоты, сбраживают глюкозу, лактозу и др. углеводы, а также некоторые спирты с образованием пропионовой и уксусной кислот и CO2. Они относятся к роду Propionibacterium, куда входят молочные, или классические, и кожные бактерии. Такое деление связано с особенностями мест их обитания: первые выделяют из молока и твердых сычужных сыров; вторые представляют собой единственную анаэробную микрофлору здоровой кожи человека и компонент ассоциантов рубца жвачных [13,44].Природа наделила ПКБ большими синтетическими способностями, которые определяют лабильность их обмена и адаптивность к различным условиям. Они растут в среде, содержащей только глюкозу, минеральные соли и 2–3 витамина, способные фиксировать молекулярный азот и переходить с анаэробного на аэробный тип жизни, причем такому переходу способствует витамин В12, синтезируемый клетками [13,38,49]. В его отсутствие (например, при культивировании в отсутствие солей кобальта [31] - компонента витамина) бактерии переходят с анаэробного на аэробный режим существования.