Биологические науки/6.Микробиология

Д.с-х.н. Цугкиев Б.Г., к.с-х.н. Кабисов Р.Г., к.б.н. Петрукович А.Г., Рамонова Э.В., Козырева И.И.

Антагонизм пробиотических лактобактерий в отношении Moraxella catarrhalis, Pseudomonas aeruginosa и Proteus vulgaris

ФГОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет», Россия

Механизм действия пробиотиков широко известен и направлен на принудительное заселение кишечника конкурентоспособными штаммами бактерий-пробионтов, осуществляющих неспецифический контроль за численностью условно-патогенной микрофлоры, вытесняя ее из состава кишечной популяции и сдерживая усиление факторов патогенности у ее представителей [3].

Пробиотические продукты содержат живые микроорганизмы, пищевые добавки микробного происхождения, проявляющие свои аддитивные эффекты на организм человека через регуляцию кишечной микрофлоры [2].

Говоря об эффективности пробиотиков, принято рассматривать каждый вид и штамм бактерий в отдельности. Поскольку свойства бактерий, принадлежащих к одному виду, меняются от штамма к штамму, неверно ожидать идентичных результатов их действия на организм. При выборе пробиотиков важно определить именно те штаммы, эффекты, воздействия которых хорошо изучены [5].

Пробиотические штаммы в разной мере проявляют свою антагонистическую активность в отношении отдельных штаммов патогенных стрептококков и энтерококков [6]. Определенные бактериальные штаммы обладают более высоким потенциалом, чем другие, в развитии защитных свойств со специфическим или неспецифическим действием по отношению к опасным бактериям [4].

Проявляемые молочнокислыми бактериями антагонистические свойства, по отношению ко многим сапрофитам и болезнетворным бактериям, обусловлены не только продуцированием кислот, но и выделяемыми ими специфическими антибиотическими веществами [1].

Таким образом, исследования по изучению антагонизма новых штаммом лактобактерий позволят разработать подходы к созданию лечебно-профилактических биопрепаратов.

Материалом для проведения исследований послужили чистые культуры лактобактерий селекции НИИ биотехнологии Горского ГАУ Enterococcus durans ВКПМ В-8731, Enterococcus hirae ВКПМ В-9069, Enterococcus hirae ВКПМ В-10090, Streptococcus thermophilus ВКПМ В-10089, Lactobacillus casei ВКПМ В-8730, Lactobacterium gallinarum ВКПМ В-10131, которые депонированы во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов ФГУП ГосНИИ Генетика (ВКПМ).

Качество, питательная ценность и лечебно-профилактические свойства кисломолочных продуктов напрямую зависят от используемых штаммов микроорганизмов. В свою очередь для получения высококачественных бактериальных препаратов необходимо постоянно вести работу по селекции – выделению и подбору новых штаммов молочнокислых микроорганизмов, обладающих необходимыми свойствами для каждого отдельного вида заквасочного препарата.

Таблица 1. Характеристика штаммов лактобактерий

Штамм	Источник выделения	Микроскопия	Скорость свертывания молока, ч	Предельная кислотность, ^оТ
В-8730	Фекалии поросят	Палочки	9	235
В-10090	Люцерна	Кокки	9	201
В-10089	Гвоздика песчаная	Кокки	6	120
В-10131	Кефирный грибок	Палочки	6	300
В-9069	Якон	Кокки	5	142
В-8731	Огурец	Кокки	5	112

Как показывают данные таблицы 1, штаммы лактобактерий отличаются источником выделения, разнообразны по морфологии, имеют различную кислотообразующую способность и отличаются высоким содержанием живых клеток молочнокислых бактерий в 1 мл сквашенного молока (число КОЕ/см³ - 10⁹-10¹⁰), что является важной характеристикой для культур, используемых при производстве пищевых продуктов.

Одним из основных микробиологических показателей по данным, которого можно судить о лечебно-профилактических свойствах пробиотических препаратов, является изучение чувствительности микроба к ним. Это выражается задержкой его роста, или гибелью от минимальной концентрации препарата, в течение 24 часов и более.

Антагонистические свойства нормальной микрофлоры связаны с образованием антибиотических веществ, бактериоцинов, спиртов, молочной кислоты и других продуктов, ингибирующих размножение патогенных видов микроорганизмов.

Поэтому целесообразным явилось изучение антагонистической активности молочнокислых бактерий селекции НИИ биотехнологии Горского ГАУ по отношению к Moraxella catarrhalis, Pseudomonas aeruginosa и Proteus vulgaris.

Moraxella catarrhalis – бактерии представлены грамотрицательными диплококками. M.catarrhalis вызывает гнойный отит, играет важную роль в возникновении острых синуситов и является бактериальным возбудителем внебольничных пневмоний. Из числа этиологических агентов при хроническом бронхите M.catarrhalis уступает лишь H.influenzae и S.pneumoniae, а у больных с инфекцией, вызванной M.catarrhalis, диагностируется хроническая обструктивная болезнь легких. Описаны случаи менингитов и эндокардитов.

Pseudomonas aeruginosa (синегнойная палочка) — грамотрицательная подвижная палочковидная бактерия, условно-патогенна для человека. Лечение затруднительно ввиду высокой устойчивости к антибиотикам. Pseudomonas aeruginosa может вызвать инфекцию мочевыводящих путей, инфекцию глаз, инфекцию кожи и мягких тканей. К другим серьезным инфекциям, вызываемым синегнойной палочкой можно отнести пневмонию, эндокардит, инфекции центральной нервной системы, костно-мышечного аппарата и желудочно-кишечного тракта. Часто Pseudomonas aeruginosa обнаруживают при обследовании детей, страдающих отитом. Локальная инфекция очень часто перерастает в подчас фатальную бактериемию.

Proteus vulgaris (протей) — род грамотрицательных, споронеобразующих, факультативно анаэробных бактерий, представитель нормальной, условно-патогенной микрофлоры кишечника человека. Наиболее часто острые кишечные инфекции, вызываемые протеем, встречаются у детей раннего возраста: ослабленных или с пониженным иммунитетом. Причиной протейной инфекции также может быть бесконтрольный прием антибиотиков. Заболевание обычно протекает в виде гастроэнтерита, гастрита и колиэнтерита.

Антагонистическую активность молочнокислых микроорганизмов селекции НИИ биотехнологии Горского ГАУ по отношению к вышеуказанным микроорганизмам определяли чашечным методом (ГОСТ 9225-84) на плотной питательной среде (МПА) с использованием бумажных цилиндров.

Для определения чувствительности тест-культур к молочнокислым микроорганизмам, на чашки Петри с подсушенной средой - МПА засевали культуры сплошным газоном. Рассев осуществляли с помощью шпателя Дригальского. Стерильным пинцетом на агар плотно накладывали бумажные цилиндрики (4 шт.), на равном расстоянии друг от друга и на расстоянии около 2,5 см от центра чашки. Засеянные чашки с заполненными соответствующими штаммами лактобактерий цилиндриками термостатировали при температуре 37⁰С в течение суток.

Оценку результатов проводили с учетом наличия или отсутствия зоны задержки роста, размеров стерильности вокруг цилиндра (таблица 2). Отсутствие зоны задержки роста бактерий свидетельствует о нечувствительности их к данному виду лактобактерий.

Чем больше зона задержки роста тест – культур, тем выше их чувствительность к данным молочнокислым микроорганизмам. Зона задержки до 15 мм является показателем малой чувствительности, зона в 15 – 25 мм указывает на достаточную чувствительность тест – культур к воздействию молочнокислых бактерий.

Таблица 2. Антагонистическая активность штаммов лактобактерий

Штамм	Зона стерильности, мм
	Тест-микроб
	Moraxella catarrhalis	Pseudomonas aeruginosa	Proteus vulgaris
Ent. durans ВКПМ В-8731	22	23	19
Ent. hirae ВКПМ В-9069	15	23	18
Ent. hirae ВКПМ В-10090	18	16	20
Str. thermophilus ВКПМ В-10089	15	25	17
Lb. casei ВКПМ В-8730	24	18	23
Lbm. gallinarum ВКПМ В-10131	23	22	29

Анализ данных таблицы 2 свидетельствует о том, что лактобактерии обладают неодинаковой способностью ингибировать рост Moraxella catarrhalis, Pseudomonas aeruginosa и Proteus vulgaris, что необходимо учитывать при подборе пробиотических препаратов для профилактики и лечения некоторых болезней.

Наибольшей антагонистической активностью по отношению к Moraxella catarrhalis обладают штаммы Lbm. gallinarum ВКПМ В-10131, Ent. durans ВКПМ В-8731 и L. casei ВКПМ В-8730 с зоной стерильности 22-24 мм. Более низкая чувствительность наблюдалась у данного представителя патогенной микрофлоры к Enterococcus hirae ВКПМ В-9069, Enterococcus hirae ВКПМ В-10090 и Streptococcus thermophilus ВКПМ В-10089.

Наиболее активными антагонистами Pseudomonas aeruginosa (зона стерильности 22-25 мм.) оказались штаммы Ent. durans ВКПМ В-8731, Lbm. gallinarum ВКПМ В-10131, Streptococcus thermophilus ВКПМ В-10089 и Enterococcus hirae ВКПМ В-9069. Штаммы лактобактерий L. casei ВКПМ В-8730 и Enterococcus hirae ВКПМ В-10090 проявляли меньшую антагонистическую активность.

Высокой степенью антагонизма по отношению к Proteus vulgaris обладает штамм Lbm. gallinarum ВКПМ В-10131, образующий зону подавления роста 29 мм. Остальные штаммы имели зону стерильности 17-23 мм.

Полученные результаты исследования антагонистических свойств разных штаммов, позволяют считать возможным использование чистых культур молочнокислых микроорганизмов селекции НИИ биотехнологии ФГБОУ ВПО «Горский ГАУ» для приготовления пробиотических препаратов и кисломолочных продуктов функционального назначения с целью профилактики и комплексного медикаментозного лечения некоторых заболеваний.

Литература

1. Ганина В.И., Ананьева Н.В., Борисова Л.А., Жаркова Е.Ю. Изучение стабильности свойств молочнокислых бактерий. Молочная промышленность, 2006. – № 10. – С. 39.

2. Самойлов В.А. Продукты лечебно-профилактического назначения, БАД и лекарственные препараты на основе компонентов молока. Молочная промышленность, 2004. – № 2. – С. 41.

3. Самойлов В.А., Нестеренко П.Г., Суюнчев О.А. Молочные продукты профилактической направленности. Молочная промышленность, 2007. – № 7. – С 45.

4. Стеффен Т. Защитные культуры компании DANISCO для производства ферментированных кисломолочных продуктов. Молочная промышленность, 2005. – № 8. – С. 66.

5. Фумиаки Абэ. Критерии выбора пробиотика. Молочная промышленность, 2010. – № 5. – С. 21.

6. Черныш А.Ю. Антагонистическое действие пробиотических лактобактерий в отношении патогенных стрептококков различных серологических групп. Автореф. дис. на соискание ученой степени канд. мед. наук. – Санкт-Петербург, 2008. – С.12.