Effect of cultivation temperature on exopolysaccharide synthesis by microbial probiotic consortium | Влияние температурных режимов процесса культивирования на синтез экзополисахаридов консорциумом пробиотических микроорганизмов

English. Natural polysaccharides are waste products of probiotic microorganisms formed during biomass synthesis. They have good prospects as ingredients for sustainable and functional food production. Polysaccharides increase the adhesive activity of lacto- and bifidobacteria on the mucous surfaces of the gastrointestinal tract. In addition, they improve the anticarcinogenic, antiviral, and immunomodulatory properties of probiotic products. Conditions that are unfavorable for microbial biomass growth are known to stimulate the synthesis of moisture-binding metabolites by probiotic microorganisms. This research featured the activity of exopolysaccharide synthesis by a probiotic consortium, which involved Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium bifidum, B. longum, B. adolescentis, B. breve, Lactobacillus acidophilus, L. plantarum, L. fermentum. The temperature modes combined stages of optimal and non-optimal conditions for microbial development at (47 ± 2) deg. C or (32 ± 2) deg. C, which intensified the synthesis of moisture-binding polysaccharide metabolites. The optimal concentration of probiotic microorganisms was 108 CFU/g: it resulted in an effective concentration of lactic acid, which ensured acid coagulation of proteins in the cultivated mix. The optical density was 632–643 A while the concentration of exopolysaccharides was 87.5–89.5 mcg/mL. The maximal synthesis of moisture-binding metabolites corresponded to a two-stage cultivation process at (32 ± 2) deg.C for 4–5 h and (40 ± 2) deg.C for 4–5 h, followed by cooling to (4 ± 2) deg. C.

Russian. В развитии пищевых технологий актуально расширение возможности применения естественных полисахаридов – продуктов жизнедеятельности пробиотических микроорганизмов, образующихся в процессе синтеза биомассы. Они повышают адгезионную активность лакто- и бифидобактерий на слизистых поверхностях желудочно-кишечного тракта и способствуют формированию антиканцерогенных, противовирусных и иммуномодулирующих свойств пробиотических продуктов. Cинтез влагосвязывающих метаболитов пробиотическими микроорганизмами активируется при неблагоприятных условиях для роста биомассы. Проведены экспериментальные исследования активности синтеза экзополисахаридов консорциумом пробиотических микроорганизмов на основе Streptococcus thermophilus, Bifidobacterium bifidum, B. longum, B. adolescentis, B. breve, Lactobacillus acidophilus, L. plantarum, L. fermentum. Изучены температурные режимы культивирования на основе комбинирования этапов оптимальных и неоптимальных условий для развития микроорганизмов, соответствующих варьированию температуры в диапазоне более высоких (47 ± 2) град. С или более низких значений (32 ± 2) град. С, с целью интенсификации синтеза влагосвязывающих метаболитов полисахаридной природы. Установлена возможность достижения концентрации молочной кислоты, достаточной для кислотной коагуляции белков культивируемой смеси, концентрации пробиотических микроорганизмов на уровне не менее 10E8 КОЕ/г. Приведены результаты исследований оптической плотности в диапазоне 632–643 А и концентрации экзополисахаридов для образцов биомасс консорциума лакто- и бифидобактерий в пределах и 87,5–89,5 мкг/мл (соответственно 273–277 А и 37,5–38,5 мкг/мл в контрольном образце). Максимальная активность синтеза влагосвязывающих метаболитов соответствует двухстадийному процессу культивирования при температурных воздействиях (32 ± 2) град. С (4–5 ч), (40 ± 2) град. С (4–5 ч) с последующим охлаждением до (4 ± 2) град. С.