ВЛИЯНИЕ УРОВНЯ pН НА ПОКАЗАТЕЛИ ГЛУБИННОГО  КУЛЬТИВИРОВАНИЯ ПРОБИОТИЧЕСКИХ ШТАММОВ BACILLUS: ERQKFM

Иван Юрьевич  Евдокимов; Алена Николаевна  Иркитова; Ангелина Владимировна  Малкова; Дина Евгеньевна  Дудник; Максим Вячеславович  Ширманов

doi:10.25712/ASTU.2072-8921.2023.01.004

Авторы

Иван Юрьевич Евдокимов Алтайский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-6218-3151
Алена Николаевна Иркитова Алтайский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-2664-1995
Ангелина Владимировна Малкова Алтайский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-4053-036X
Дина Евгеньевна Дудник Алтайский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-2086-8144
Максим Вячеславович Ширманов Алтайский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-1628-2546

DOI:

https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2023.01.004

Ключевые слова:

Bacilluspumilus, Bacillustoyonensis, водородный показатель, глубинное культивирование, фер-ментация, пробиотики, биореактор, биопродукты.

Аннотация

При разработке биопрепаратов актуальной задачей промышленного производства является ускорение процесса ферментации, усовершенствование условий производства, а также наибольший выход целевого продукта за меньшее количество циклов. На глубинное культивирование бактерий влияют состав питательных сред, температура, время культивирования, доза инокулята, особенности штамма микроорганизма, кислотность среды и многие другие. Активная кислотность питательной среды влияет на скорость биохимических реакций в клетке, потребление субстратов и накопление биомассы. Установление оптимального для роста бактерий рН также позволяет скорректировать технологические условия промышленного глубинного культивирования в биореакторах и продлить период активного накопления биомассы. Цель исследования заключалась в определении оптимальной активной кислотности среды при глубинном культивировании бактерий B. pumilus B-13250 и B. toyonensis B-13249 для дальнейшего опытно-промышленного культивирования в условиях ферментеров.

Объектами исследования явились два штамма: B. toyonensis и B. pumilus, из коллекции ИЦ «Промбиотех» АлтГУ. Использовались стандартные среды для глубинного (L-бульон) и поверхностного (твердая L-среда) культивирования. Глубинное культивирование проводилось в шейкере-инкубаторе «Innova 44», в качалочных колбах. Для определения оптимального рН изучались варианты установок: 5,6, 6,2, 6,8, 7,4; температура культивирования – 37 ºС, скорость перемешивания – 250 об/мин, 24 ч – время культивирования.

В результате работ выяснено, что оптимальный показатель активной кислотности среды для культивирования обоих исследуемых штаммов составил 6,8. Оба штамма способны расти и развиваться при отклонениях от оптимума: в значениях рН от 5,6, до 7,4. Также стало понятно, что при использовании данных микроорганизмов в качестве основы пробиотиков есть возможность выбора большего диапазона условий жизни относительно кислотности внешней среды.

Библиографические ссылки

Пискаева А.И., Просеков А.Ю. Оптимизация параметров культивирования консорциума микроорганизмов – деструкторов кератина в биотехнологических целях // Известия Иркутского государственного университета. Серия «Биология. Экология». 2016. Т. 16. С. 53–61.

Оптимизация среды культивирования амидазосодержащих бактерий / Ю.Г. Максимова [и др.] // Вестник Пермского университета. Серия: Биология. 2017. № 2. С. 193–199.

Фирсова М.С., Евграфова В.А., Поте-хин А.В. Подбор питательной среды и оптимизация режима глубинного культивирования Avibacteriumparagallinarum // Ветеринария сего-дня. 2019. № 2. С. 12–16. https://doi.org/10.29326/2304-196X-2019-2-29-12-16.

Оптимизация технологии производства пробиотика на основе споровых бактерий Bacil-luspumilus B-13250 и Bacillustoyonensis B-13249 / И.Ю. Евдокимов [и др.] // Вестник биотехнологии и физико-химической биологии им. Ю.А. Овчинникова. 2022. Т. 18. № 3. С. 20–27.

Optimization of fermentation medium for acetoin production by Bacillus subtilis sf4-3 using statistical methods / Y. Tian [et al.] // Preparative Bio-chemistry and Biotechnology. 2014. Vol. 44. No 5. P. 529–543. https://doi.org/10.1080/10826068.2013.835731.

The optimization of fermentation conditions for producing cellulase of Bacillus amyloliquefa-ciensand its application to goose feed / M. Ye [et al.] // R. Soc. open sci. 2017. Vol. 4. 171012. http://dx.doi.org/10.1098/rsos.171012.

Подбор оптимальных параметров культивирования штаммов молочнокислых бактерий, перспективных в качестве стартерных культур при разработке закваски прямого внесения / Э. Нагызбеккызы [и др.] // International journal of ap-plied and fundamental research. 2019. № 7. С. 14–18.

Lincoln L., More S.S. Comparative evaluation of extracellular b-D-fructofuranosidase in sub-merged and solid-state fermentation produced by newly identified Bacillus subtilis strain // Journal of Applied Microbiology. 2018. No 125. P. 441–456. https://doi.org/ 10.1111/jam.13881.

Мартынова К.В. Бактериологическая идентификация бактерий Bacilluscoagulans, вы-деленных из томатов и томатосодержащих продуктов питания // Актуальные вопросы ветеринарной биологии. 2019. № 2. С. 9–13. https://doi.org/ 10.24411/2074-5036-2019-10019.

Effects of solution pH and Ions on suicidal germination of Bacillus subtilis spores induced by medium high temperature-medium high hydrostatic pressure treatment / K. Morimatsu [et al.]. // Biocontrol Science. 2019. Vol. 24. № 3. P. 167–172.

Optimization of Culture Conditions for Pro-tease Production using Three Strains of Bacillus. / C.J. Morabandza [et al.] // Journal of Pure and Ap-plied Microbiology. 2021. Vol. 15. No 2. P. 621–629. https://doi.org/10.22207/JPAM.15.2.05.

Xylanase from thermotolerantBacillus haynesiistrain, synthesis, characterization, optimiza-tion using Box‑Behnken Design, and biobleaching activity. / M.M. Bakry [et al.] // Biomass Conversion and Biorefinery. 2022. https://doi.org/10.1007/s13399-022-03043-6