ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ BACILLUS

ИЗУЧЕНИЕ СОСТАВА ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ КУЛЬТИВИРОВАНИЯ
BACILLUS SUBTILIS ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОЙ ПРОБИОТИЧЕСКОЙ
ДОБАВКИ
Оразова Н.Ш.,Маметова А.З.
Южно – Казахстанский Государственный университет имени М.Ауэзова г. Шымкент,
Казахстан
STUDY OF NUTRITIONAL MEDIA COMPOSITION FOR CULTIVATION OF BACILLUS
SUBTILIS TO OBTAIN PROBIOTIC FODDER ADDITIVE
N.S. Orazova, A.Z. Mametova
M. Auezov South-Kazakhstan State university, Shymkent, Kazakhstan
Аннотация: В статье приведены результаты по изучению состава питательной среды для
культивирования бактерий рода Bacillus subtillis для получения пробиотика направленного
на лечение дисбактериоза сельскохозяйственных животных. Предложена питательная среда с
использованием
нетрадиционных источников сырья (пивной дробины) как основного
компонента.
Перспективным направлением экологизации сельского хозяйства является внедрение в
практику животноводства биопрепаратов на основе различных видов микроорганизмов [1].
Одними из наиболее перспективных являются препараты на основе высокоактивных
штаммов Bacillus subtilis, которые не только защищают животных от патогенных
микроорганизмов [2].
Разработка и внедрение в практику ветеринарии новых высокоэффективных препаратов
для лечения и профилактики желудочно-кишечных болезней животных представляет собой
актуальную задачу. Это объясняется ростом заболеваемости животных, несвоевременной
диагностикой болезней в условиях ухудшающейся эпизоотической и экологической
обстановки, а также недостаточной эффективностью существующих лечебнопрофилактических средств [1, 2].
В настоящее время ведется поиск дополнительных источников белка в виде новых
кормовых продуктов, применение которых бы позволило повысить биологическую ценность
и продуктивность действия комбикормов, а также эффективность их использования
животными и птицей. Следует отметить, что отечественная наука и промышленность
решают
проблемы расширения ассортимента кормовых добавок с использованием
нетрадиционных источников сырья [3].
Отходы пивоваренной промышленности, например пивная дробина, большая часть
которых представляет собой водянистые, скоропортящиеся продукты, используются
нерационально. Сырая пивная дробина в сыром виде использовалась животноводами для
скармливания домашним животным как молокогонный высокобелковый корм. Как правило,
пивную дробину используют как корм для жвачных животных, однако ее можно
скармливать и другим животным, применяя специальные методы обработки дробины [4].
Среди таких кормовых добавок разработана комплексная добавка «Пробиоцел». Пивную
дробину смешивают с отрубями и сбраживают специально выделенными микроорганизмами
(Bacillussubtillis). Бактерии частично перерабатывают клетчатку в легко усваиваемые сахара.
В смесь добавляют микроэлемент селен. После ферментации полученную массу
высушивают, в таком виде она может храниться не меньше года. Если телята едят пищу с
новой добавкой, то болеют гораздо реже животных из контрольной группы, а вес набирают
быстрее (в среднем на 16%) [5].
В настоящее время для повышения биологической активности микроорганизмов все
чаще используют дешевые питательные среды, на основе которых разрабатывают более
совершенные технологии в целях значительного повышения продуктивности бактериальных
культур [6].
Для проявления полезных свойств микроорганизмы нуждаются в определенном наборе
питательных веществ. Из-за создания неблагоприятных условий среды: понижения рН,
накопление вредных продуктов обмена, исчерпания запасов одного из питательных веществ,
находившегося в минимуме, рост и размножение клеток могут прекратиться[7].
Микроорганизмы видов В. subtilis могут развиваться набелковыхи синтетических
питательных
средах с аммонийными солями или нитратами. Кбактериям,
восстанавливающим нитраты, относят многиештаммыВ. licheniformis. Основным
источником азотного питания для В. subtilis и В. licheniformis, как и для
другихнепатогенныхаэробных спорообразующих бактерий, является белковое сырье, в
частности: пептон, соя, казеин, горох и некоторое другое [8].
Для того чтобы при культивировании микроорганизмы получали полноценное питание
(азотистые соединения, углеводы, микро - и макроэлементы и другие биологически активные
вещества) необходимо на основании их индивидуальных особенностей проводить
исследования по подбору питательных сред [9].
Поэтому наши исследования, при разработке глубинного способа культивирования
бактериальных культур Bacillus subtilis АМК -122 были направлены на разработку более
дешевой, полноценной и сбалансированной питательной среды и создание оптимальных
условий ведения процессабиосинтезас целью усовершенствования технологии получения
пробиотической добавки. Важнейшей стадией в производстве бактериальных препаратов
является получение максимума биомассы их компонентов за минимальное время
культивирования с достижением максимального экономического эффекта. Таким образом,
вопрос оптимизации условий культивирования бактерий является актуальным.
Объектом служила спорообразующая аэробная культура Bacillussubtilis АМК -122.
Культивирование осуществляли в ферментере вместимости до 4 л, позволяющей получать
требуемое количество биомассы.
Для выращивания Bacillus subtilis АМК - 122 использовали питательные среды
следующего состава:
1) стандартная среда Гаузе №2:
панкреатический гидролизат соевой муки (общий азот 120-140 мг/%; аминный азот 20 мг/%);
MgSO4 - 0,1 г·дм-3
NaCl - 1,0 г·дм-3
CaCl - 7,5 мг/%
FeSO4 - 0,001 г·дм -3
глюкоза - 20,0 г·дм-3
дистиллированная вода - до 1,0 дм3
2) жидкая питательная среда, состоящая изг/л:
Мелассы10-30,
кукурузный экстракт 1-3,
глютена0,05-0,10,
сульфата магния0,07-0,11,
двузамещенного фосфорнокислого калия0,20-0,24
хлористого кальция0,12-0,22, [10]
3) модифицированная среда на основе пивной дробины, г/л:
пивная дробина 10 - 30
кукурузный экстракт 1 - 3,
меласса 10-18,
сульфата магния 0,07-0,11,
двузамещенного фосфорнокислого калия 0,20-0,24
хлористого кальция 0,12-0,22
Культивирование бактериальных клеток BacillussubtilisАМК – 122 проводили
глубинным способом на качалке (120 об·мин при 37±1°С) в течение 48±4 ч. Посевной
материал готовили в концентрации не менее (1-5·10 9 КОЕ/см-3). В колбы вносили
питательную среду, после чего добавляли посевной материал и помещали на качалку, что
соответствует окончанию стационарной фазы роста, процесс биосинтеза прекращали,
культуральную жидкость охлаждали до температуры (12±3)°С.
Показано, что при культивировании Bacillussubtilis АМК – 122 на изучаемых средах
различного состава бактерии проявляли различную ростовую активность. На стандартной
среде Гаузе наблюдали интенсивный рост Bacillussubtilis АМК – 122. Максимальное
содержание клеток в среде после 48 часов культивирования составляло 5·10 9КОЕ/см-3.
Однако компоненты данной среды являются дорогостоящими для наработки биомассы в
производственных условиях. Поэтому было предложено использование мелассная среды для
культивирования бацилл и последующее добавление пивной дробины позволило повысить
накопление клеток до 7 ·109 КОЕ/см-3.
Более оптимальной является среда мелассная с добавлением пивной дробины, которую
бактерии могут использовать в качестве основного источника углерода и белка.
Исследования ростовой активности Bacillussubtilis АМК – 122 на средах с различным
содержанием пивной дробины (10,0; 20,0; 30,0 г/л) в течение 48 часов показали, что
наибольшую удельную скорость роста Bacillussubtilis АМК – 122 (0,37 ч-1) наблюдали после
36 часов выращивания содержащей 10,0г/л пивной дробины. При этом численность клеток
составила 7 ·109 КОЕ/см-3.
Рисунок 1 – Рост Bacillussubtilis АМК-122 на питательных средах различного состава
В вариантах сред содержащих пивную дробину в концентрациях 20,0; 30,0 г/л удельная
скорость роста составила соответственно 0,29 ч-1; 0,2ч-1, численность клеток 5 ·109 КОЕ/см-3.
Таким образом, в результате полученных данных, содержащая пивную дробину в
концентрации 10,0 г/л была взята за основную для проведения дальнейших исследований.
Литература
1. Панин А.Н., Биотехнологические аспекты изготовления сухих пробиотических препаратов
//Научные основы пр-ва вет.биол.препаратов. – Щелково. – ВНИТИБП, 2000. – С. 343-345.
2. Смирнов В.В., Резник С.Р., Сорокулова И.Б. и др. Дискуссионные вопросы создания и
применения бактериальных препаратов для коррекции микрофлоры теплокровных
//Микробиол. журн. – 1992. – Т. 54, № 6. – С. 82-94.
3. Лиморенко А. П., Разработка технологии глубинного способа культивирования
микроорганизмов B. subtilis и B. licheniformis для производства пробиотиков. Автореф.
кандид. диссер.,2002. –С. 124
4. Леснов А.П., Никитин С.И., Лазаревич А.Н. Современные биотехнологии переработки
пивной дробины высокобелковые экологически безопасные корма. //"Природообустройство"
научно-практический журнал №4 2011 г., Москва, -С. 26-31.
5. Свиридов Д.А., Использование свежей пивной дробины в кормлении животных. Аграрная
тема // 1(30) 2012, -С. 44-45
6. Потебня Г.П., Танасиенко О.А., Черемшенко Н.Л., Коваленко Э.А., Гетьман Е.И.
Закономерности биосинтеза цитотоксических лектинов культурой BacillussubtilisB- 7025 при
выращивании на разных питательных средах.// Микробиол.журн. 2011,т № 9. - с.18-20.
7. КудрявцевВ.А., Сафронова Л.А., Осадчая А.И.,КозачкоИ.А. Подбор состава среды для
оптимизации аминосинтетической активности аэробныхбацилл// Микробиол.журн. 1991,
т.53, № 4. - с.68-72.
8. ОсадчаяА.И., Прокопченко С.Ф., Михновская И.Д. Влияние некоторых минеральных
солей на рост и развитие штаммаBacillusthuringiensis Н14 266/2-1 // Микробиол.журн. 1989. т.51, № 5 -с.26-28.
9.Лиепиньш Г.К. Сырье и питательные субстраты для промышленной биотехнологии
/Лиепиньш Г.К., Дунце М.Э.- Рига: Технология.- 1986.-С. 212
10. Равилов А.З. Микробиологические среды /Равилов А.З., Гильмудинов Р.Я.,
ХусаиновМ.Ш.- Казань: ФЭП. 1999. –С. 87