Субстраты для выделения бактериоцинов: обзор

Аннотация

Обоснование. В связи с увеличением спроса на рыбную продукцию, запас дикой рыбы непрерывно истощается. Это приводит к высокому уровню развития аквакультуры в мире. Высокое содержание микроорганизмов в воде, в том числе патогенных, может негативно сказываться на его качестве и безопасности. Особую опасность для объектов аквакультуры представляет сальмонелла. Гидробионты могут являться носителями данной бактерии, которая, при попадании в организм человека, вызывает острую кишечную инфекцию. Это особенно важно при потреблении в пищу сырой продукции – мидии, молюски, сырья рыба. В настоящее время для борьбы с патогенными микроорганизмами используют антибиотики, негативное влияние который доказано во всем мире. В связи с чем, существует острая необходимость в поиске эффективных решений, направленных на борьбу с негативным влиянием патогенных микроорганизмов на объекты аквакультуры. Перспективным считается использование бактериоцинов, вызывающих подавление роста и гибель патогенных микроорганизмов. Эффективность пробиоитческих препаратов и бактериоцинов можно повысить за счет использования полезных штаммов бактерий, присутствующих в естественной среде обитания животных. Такой подход позволит создавать специализированные линейки пробиотических препаратов разного спектра действия (антиоксидантные, антимутагенные, ферментативные и прочие), которые будут способствовать развитию животноводства и минимизировать использование антибиотиков для лечения заболеваний бактериального характера. Для создания эффективной кормовой добавки на основе бактериоцинов в борьбе с сальмонеллой необходимо подобрать оптимальные условия культивирования новых штаммов-продуцентов для максимального выхода бактериоцинов.

Цель. Обзор и выявление потенциальных питательных сред для выращивания штаммов бактерий, присутствующих в естественной среде обитания животных, продуцирующие бактериоцины направленного действия.

Материалы и методы. В ходе исследования был применен сравнительно-аналитический метод. Информационная база сформирована на основе анализа данных, представленных в открытых научных публикациях. Поиск литературных источников проводился в реферативных и информационных базах данных, включая eLibrary, Российскую государственную библиотеку, ScienceDirect, ResearchGate, Google Scholar, National MedLine, онлайн-библиотеку Wiley и другие. В качестве поисковых запросов использовались следующие ключевые термины: «Salmonella», «сальмонелла», «бактериоцин», «bacteriocin», «субстрат», «subiectum», «штамм бактерии», «bacterial iactatio», «пробиотик», «probiotic», «пребиотик», «prebiotic», «сальмонеллез», «salmonellosis» – как в отдельности, так и в различных комбинациях. Временные ограничения при поиске не устанавливались с целью охвата максимально репрезентативного массива публикаций.

Результаты. Универсальными добавками в питательные среды для выделения бактериоцинов являются дрожжевой экстракт, пептон и глюкоза. Эти компоненты встречаются практически во всех вышеперечисленных питательных средах, что указывает на их вероятную высокую эффективность в качестве источников углерода и азота. Применение патоки, соевого жмыха, пшеничных отрубей, ферментативный раствор из лигноцеллюлозных отходов показали себя достойными субстратами с точки зрения не только производительности самих бактериоцинов, но и с точки зрения экономической эффективности субстратов. Пшеничные отруби, лигноцеллюлозные отходы, соевый шрот, патока являются вторичным сырьем. Применение вторичных продуктов и продуктов растительного происхождения, имеющих пребиотические свойства (например, зерновой ворох пшеницы ранних фаз спелости), в качестве субстратов для выделения бактериоцинов является эффективным и направлен на ресурсосбережение.

Заключение. Применение новых штаммов бактерий, выделенных из естественных сред обитания, с целью получения бактериоцинов, в аквакультуре будут способствовать развитию животноводства и минимизировать использование антибиотиков для лечения заболеваний бактериального характера.

Информация о спонсорстве. Работа проведена в рамках выполнения проекта "Разработка персонифицированных кормов нового поколения с растительными и пробиотическими добавками для повышения выживаемости и улучшения здоровья рыб" (FZNE-2023-0003).

EDN: DOOMVZ