Д.в.н. Тимченко Л.Д., д.в.н. Заерко В.И., аспиранты
Сизоненко М.Н., Романенко О.А.
Ставропольский
государственный университет, Ставрополь, Россия
ФГУП
«Ставропольская биофабрика», Ставрополь, Россия
Южный научный центр РАН, Ростов-на-Дону,
Ставрополь, Россия
Промышленный выпуск вакцин в Российской
федерации занимает одно из первых мест в индустрии производства бактериальных
препаратов. Огромные объемы производства требуют тщательного контроля и
соблюдения ТУ. Тем не менее, некоторые предприятия сталкиваются с определенными
затруднениями, связанными с производством вакцин, в частности, с уменьшением
объема наращиваемой бактериальной массы для производства препаратов, что
зачастую обусловлено снижением качества сырья для питательных сред [2]. Поэтому
постоянно ведется работа по усовершенствованию уже имеющихся сред путем поиска
новых питательных субстратов, в том числе для стимуляторов роста, добавление
которых является важным оптимизирующим фактором производственного процесса.
Традиционно в качестве стимуляторов роста
применяют сахарозу, солодовый сахар, мезоинозид, козимазу, аневрит, биотин,
настои из печени, а также отвары как дополнительные источники ростовых веществ,
содержащие никотиновую и парабензойную кислоты, витамины А, С, группы В., а
также комплекс микро- и макроэлементов,
непосредственно влияющий на рост, способствующий, при этом, значительному
накоплению культуры и приросту бакмассы микроорганизмов [5,7]. Микро- и
макроэлементы играют важную роль в активировании различных ферментативных
процессов. Для этого они необходимы микроорганизмам в небольших, а иногда и
следовых количествах [3]. Исходя из этого, важно знать как качественный, так и
количественный состав субстанций, выступающих в роли стимуляторов роста.
Использование стимуляторов роста имеет
большое значение как при выращивании трудно культивируемых микроорганизмов, так
и микроорганизмов, не отличающихся особой прихотливостью к питательным средам,
однако зачастую не демонстрирующих явный рост в первые сутки после посева и
стабильности объема полученной бакмассы за весь период культивирования, что
особенно важно при
производственном выращивании.
Стимуляторы роста обеспечивают
оптимальные условия для проявления физиологических особенностей микроорганизмов
[6]. В отличие от питательных добавок они вносятся в питательные среды в
минимальных дозах, не меняя их состава. Истинные стимуляторы роста выполняют чаще
всего роль катализаторов биохимических процессов [1] в сложнейших биохимических
реакциях, происходящих при культивировании микроорганизмов и обеспечивающих
увеличение скорости роста и высокое накопление общей биомассы. Однако, для каждого отдельного микроорганизма или для
нескольких одновременно, известен определенный спектр химических или
органических компонентов, являющихся стимуляторами их роста [5].
Химический состав стимуляторов
имеет большое значение и является показателем их качества. Поэтому подход к
выбору сырья определяется в соответствии с его качеством, экологической
чистотой и экономичностью, а также с питательными потребностями
микроорганизмов, Очень важно правильно выбрать и вид переработки сырья, который
позволит сохранить все питательные компоненты и донести их до микроорганизмов в
легкоусвояемой форме.
В связи с вышеизложенным, для приготовления стимуляторов роста
нами были отобраны следующие субстраты: яблоки, молоки лососевых рыб,
декоративное растение зебрина повислая (Zebrina pendula), хлебные дрожжи, пшеничные отруби, бананы,
перепелиная эмбрионально-яичная масса. По
нашему мнению, данное сырье не только удовлетворяет питательным потребностям
многих микроорганизмов, но и является доступным или легко культивируется в
лабораторных условиях.
Из яблок, молок лососевых рыб, зебрины
повислой, хлебных дрожжей, пшеничных отрубей и бананов были приготовлены
ферментативные гидролизаты по методике
Козлова Ю.А. [4] в собственной модификации, а из перепелиной
эмбрионально-яичной массы - фильтрат в разведении с водой 1:2.
В соответствии с литературными данными,
свидетельствующими о наиболее значимых для метаболизма микроорганизмов микро- и
макроэлементах, в двадцати пробах каждого гидролизата и фильтрата нами
определялись цинк, медь, железо, натрий, калий, марганец (табл.1).
Таблица 1
|
Виды гидролизатов |
Микро- и макроэлементы (мкг/мл) |
|||||
|
Zn |
Cu |
Fe |
Na |
K |
Mn |
|
|
ФГиз молок лососевых рыб |
0,50±0,07 |
- |
1,10±0,13 |
411,0±5,5 |
1218,0±6,9 |
- |
|
ФГ из яблок |
5,60±0,19 |
- |
3,30±0,14 |
687,0±6,2 |
1276,0±8,5 |
0,50±0,07 |
|
ФГ из зебрины повислой |
0,30±0,06 |
- |
- |
359,0±7,0 |
1320,0±6,1 |
0,30±0,08 |
|
ФГ из бананов |
6,60±0,15 |
- |
2,40±0,18 |
529,0±6,9 |
1359,0±5,5 |
0,9±0,1 |
|
ФГ из пшеничных отрубей |
2,20±0,13 |
0,10±0,07 |
9,90±0,42 |
588,0±9,2 |
1500,0±6,2 |
19,80±0,72 |
|
ФГ из эмбриональной массы перепелов |
0,20±0,07 |
0,10±0,05 |
2,30±0,17 |
408,0±4,7 |
750,0±8,0 |
- |
|
Фильтрат из эмбриональной массы перепелов |
0,20±0,09 |
- |
1,60±0,11 |
353,0±4,2 |
516,0±5,4 |
- |
|
ФГ из дрожжей |
3,20±0,13 |
- |
- |
172,0±3,1 |
1016,0±7,2 |
- |
Из результатов исследований,
представленных в таблице, видны четкие различия количества изучаемых микро- и
макроэлементов в стимуляторах в зависимости от происхождения сырья
(растительное, животное, микробное). По общему количеству микро- и
макроэлементов гидролизаты из животного сырья, а также изготовленный фильтрат,
уступают гидролизатам из растительного сырья.
Все гидролизаты и фильтрат содержали цинк,
натрий и калий, а медь обнаружена только в ферментативных гидролизатах из
пшеничных отрубей и эмбрионально-яичной массы перепелов, в количествах 0,1±0,07
мкг/мл и 0,1±0,05 мкг/мл
соответственно. Наибольшее количество марганца наблюдалось в ферментативном
гидролизате из пшеничных отрубей (19,8± 0,72 мкг/мл), однако, в небольших
количествах он обнаружен и в гидролизатах из яблок, зебрины повислой, бананов.
Уровень цинка в гидролизате из бананов
(6,6±0,19 мкг/мл) и яблок (5,6±0,15 мкг/мл) существенного не различается,
превышая этот показатель во всех других гидролизатах и фильтрате.
Пшеничные отруби наиболее богаты железом
(9,9±0,42 мкг/мл), а наименьшие показатели этого элемента - в гидролизате из
молок лососевых рыб (1,1±0,13 мкг/мл) и фильтрате из эмбриональной массы
перепелов (1,6±0,11 мкг/мл). В ферментативных гидролизатах из зебрины повислой
и дрожжей, железа не обнаружено.
Меньше всего натрия выявлено в гидролизате
из дрожжей (172±3,1 мкг/мл), остальные гидролизаты и фильтрат имеют достаточно
высокие показатели по этому элементу. Калий же преобладает в гидролизатах из
пшеничных отрубей (1500±6,2 мкг/мл). Наименьший показатель калия имеет фильтрат
из эмбрионально-яичной массы перепелов (516±5,4 мкг/мл).
Установленные особенности микро- и
макроэлементного состава всех полученных гидролизатов и фильтрата обусловливают
у них потенциальные свойства стимуляторов роста микроорганизмов, что позволяет
прогнозировать их эффективность как при самостоятельном, так и при сочетанном
применении в процессе культивирования широкого спектра микроорганизмов.
Литература:
1. Галаев, Ю.В. Особенности обмена
дикарбоновых аминокислот и их амидов у микроорганизмов кишечной группы / Ю.В.
Галаев // ЖМЭИ. – 1974. - №6. – С. 23-26.
2. Геладзе, В.Ш. Изыскание универсальных питательных сред для культивирования
аэробных и анаэробных микроорганизмов / В.Ш. Геладзе и др. // Диагностика, лечение
и профилактика заболеваний сельскохозяйственных животных: Сб. науч. тр. /
Ставроп. ГСХА. – Ставрополь, 1998. – С. 30-31.
3. Кисленко, В.Н. Ветеринарная
микробиология и иммунология / В.Н. Кисленко, Н.М. Колычев. – М: «КолосС», 2006.
– Ч.1. – 183 с.
4. Козлов, Ю.А. Питательные среды в
медицинской микробиологии / Ю.А. Козлов. – М:
Медгиз, 1950. – 251с.
5.
Панова, Н.В. Разработка
нового стимулятора роста микроорганизмов и изучение его влияния на их
биологические свойства на примере некоторых вакцинных штаммов бактерий: дис. …
канд. биол. наук / Н.В. Панова. – Ставрополь, 2006. - 173 с.
6. Смирнова, Г.А. Состояние и
перспективы развития сырьевой базы производства питательных сред / Г.А.
Смирнова // Микробиол.- 1991.- №5. - С. 63-67.
7. Ткаченко, И.Н. Разработка и
оценка качества новых питательных сред и стимуляторов роста микроорганизмов на
основе активированных гидролизатов из молок лососевых рыб и вермикультуры: дис.
… канд. биол. наук / И.Н. Ткаченко. – Ставрополь, 2009. – 168 с.