Exopolysaccharide activity of probiotic microorganisms under different fermentation conditions | Экзополисахаридная активность пробиотических микроорганизмов при разных режимах ферментации

Russian. Экзополисахариды (ЭПС) повышают адгезионную активность лакто- и бифидобактерий на слизистых поверхностях желудочно-кишечного тракта, способствуют формированию антиканцерогенных, противовирусных и иммуномодулирующих свойств пробиотических продуктов. Основное свойство ЭПС как технологических агентов – высокая влагосвязывающая способность. Синтез ЭПС пробиотиками активируется в условиях, неблагоприятных для роста биомассы. Исследованы биомассы консорциумов лактобактерий (Str. thermophilus, L. acidophilus, L. plantarum, L. fermentum) и бифидобактерий (Str. thermophilus, B. bifidum, B. longum, B. adolescentis) с микробным числом не ниже 10E9 КОЕ/мл, культивированных в диапазоне температур 30–36 град. С. В контрольном варианте консорциумы культивировали при оптимальной температуре 38 град. С. Активность синтеза ЭПС консорциумами пробиотических микроорганизмов оценивали по изменению содержания и соотношения различных форм связанной влаги. Состояние влаги в опытных образцах определяли методом дифференциально-термического анализа на приборе синхронного термического анализа с применением методов термогравиметрии, дифференциально-сканирующей калориметрии и неизотермической кинетики. Полученные результаты позволяют констатировать изменение экзополисахаридной активности у исследуемых консорциумов. Выявлено смещение диапазонов эндотермических эффектов, свидетельствующее о ступенчатом удалении влаги, при изменении форм и энергий ее связи с биополимерами опытных образцов. Дегидратация в опытных образцах, культивированных при пониженной температуре (30–33 град. С), происходит в более широком температурном интервале, что свидетельствует о повышении метаболической активности и содержания связанной влаги в системах в 1.74–2.43 раза и обусловлено более интенсивным синтезом ЭПС пробиотическими микроорганизмами. Сделан вывод, что с понижением температуры культивирования активность синтеза ЭПС возрастает, особенно у консорциума лактобактерий.

English. Exopolysaccharides (EPS) increase the adhesive activity of lacto- and bifidobacteria on the mucous surfaces of the gastrointestinal tract, contribute to the formation of anticarcinogenic, antiviral and immunomodulating properties of probiotic products. The main property of EPS as technological agents is their high water-binding power. The synthesis of EPS by probiotics is activated under adverse conditions for biomass growth. Biomass of consortia of lactobacteria (Str. thermophilus, L. acidophilus, L. plantarum, L. fermentum) and bifidobacteria (Str. thermophilus, B. bifidum, B. longum, B. adolescentis) with microbial number not lower than 10E9 CFU/ml cultured in the temperature range 30–36 deg. C was explored. In the control variant consortia were cultivated at an optimum temperature of 38 deg. C. The activity of EPS synthesis by consortia of probiotic microorganisms was estimated by the changes in the content and ratio of various forms of bound moisture. The moisture state in experimental samples was determined by differential thermal analysis using a synchronous thermal analysis device (methods of thermogravimetry), differential scanning calorimetry and nonisothermal kinetics. The results allow stating a change in EPS activity in consortia studied. A shift in the ranges of endothermic effects was revealed, indicating a stepwise removal of moisture, in accordance with changes in forms and energies of its connection with the biopolymers of the experimental samples. The dehydration process in experimental samples cultivated at low temperatures (30–32 deg. C) occurs in a wider temperature range, which indicates an increase in metabolic activity and the content of bound moisture in systems by 1.74–2.43 times and is due to more intensive synthesis EPS by probiotic microorganisms. It has been concluded that as the cultivation temperature reduces, the activity of EPS synthesis increases, especially in the lactobacterium consortium.