kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2024-2(14)-18kaz44-1094Research ArticleПИЩЕВАЯ ИНЖЕНЕРИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)FOOD ENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ КУЛЬТУР МИКРООРГАНИЗМОВ В ЛИОФИЛЬНОВЫСУШЕННОМ СОСТОЯНИИASSESSMENT OF THE EFFECTIVENESS OF LONG-TERM STORAGE OF MICROORGANISMS CULTURES IN A LYOPHILE-DRIED CONDITIONhttps://orcid.org/0009-0006-5530-2374АльжановаГ. С.AlzhanovaG. S.

Гульжан Сержановна Альжанова – Магистр биотехнологии, и.о ВНС;, заведующая лабораторией в лаборатории прикладной биотехнологии  

021500, Республика Казахстан, г. Степногорск, 9 мкр, 4 

021500, Республика Казахстан, г. Степногорск, 6 мкр. 6 

Gulzhan Serzhanovna Alzhanova – acting as a leading researcher; head of the laboratory in the laboratory ofapplied biotechnology 

021500, Kazakhstan, Stepnogorsk city, 9 microdistrict 4 buildings 

021500, Kazakhstan, Stepnogorsk city, 6 microdistrict 6 buildings 

gulzhan-12@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8770-3160АнуарбековаС. С.AnuarbekovaS. S.

Сандугаш Сакеновна Ануарбекова – кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник 

021500, Республика Казахстан, г. Степногорск, 9 мкр, 4 

Sandugash Sakenovna Anuarbekova – is Candidate of Medical Sciences, Leading Researcher 

021500, Kazakhstan, Stepnogorsk city, 9 microdistrict 4 buildings 

sanuarbekova@rambler.ruhttps://orcid.org/0000-0001-5559-3403ХасеноваА. Е.KhasenovaA. E.

 Акмарал Есенбаевна Хасенова – руководитель филиала 

 021500, Республика Казахстан, г. Степногорск, 6 мкр. 6 

Akmaral Ertuganovna Khasenova – head of the branch 

021500, Kazakhstan, Stepnogorsk city, 6 microdistrict 6 buildings 

a.hasenova@biocenter.kzhttps://orcid.org/0000-0003-2062-9255СадыковА. М.SadykovA. M.

Азамат Мухамедьярович Садыков – и.о генерального директора

021500, Республика Казахстан, г. Степногорск, 9 мкр, 4 

Azamat Mukhamedyarovich Sadykov – Acting General Director  

021500, Kazakhstan, Stepnogorsk city, 9 microdistrict 4 buildings 

aza_sadykov@mail.ruТОО «Научно-аналитический центр «Биомедпрепарат»; Филиал ТОО «Национальный центр биотехнологии»КазахстанLLP «Scientific and Analytical Center «Biomedpreparat»; Branch LLP «National center for Biotechnology» in the city StepnogorskKazakhstanТОО «Научно-аналитический центр «Биомедпрепарат»КазахстанLLP «Scientific and Analytical Center «Biomedpreparat»KazakhstanФилиал ТОО «Национальный центр биотехнологии»КазахстанBranch LLP «National center for Biotechnology» in the city StepnogorskKazakhstan20242906202412(14)136145Copyright © Альжанова Г.С., Ануарбекова С.С., Хасенова А.Е., Садыков А.М., 20242024Альжанова Г.С., Ануарбекова С.С., Хасенова А.Е., Садыков А.М.Alzhanova G.S., Anuarbekova S.S., Khasenova A.E., Sadykov A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tech.vestnik.shakarim.kz/jour/article/view/1094

Развитие промышленной биотехнологии базируется на использовании ресурсов таких объектов, как культуры микроорганизмов. В коллекциях культур микроорганизмов находятся на хранении штаммы, которые используются в научно-исследовательской работе и прикладных разработках. Расширение ресурсов промышленных микроорганизмов, оптимизация способов их хранения и улучшения биопродуцирующих свойств является актуальной задачей коллекции микроорганизмов. В данной работе нами был изучен максимальный показатель жизнеспособности и морфо-культуральные характеристики коллекционных культур, заложенные на хранение более 10 лет методом лиофильного высушивания. Проводилось это с целью оценки эффективности данного метода хранения и используемых защитных сред. Объектом исследования были 32 штамма различных таксономических групп бактерий, грибов, дрожжей и актиномицетов. В итоге, нами получены следующие результаты: 2 культуры не дали рост после реактивации, 30 культур соответствуют свои паспортным характеристикам и имеют показатель жизнеспособности в допустимых для промышленных культур пределах, более 106 КОЕ/мл: 108-1010 КОЕ/мл. Полученные данные подтверждают эффективность хранения методом лиофилизации и применяемых защитных сред на желатине, сахарозе и обезжиренном молоке. Объекты исследования могут применяться в различных сферах жизнедеятельности человека.

The development of industrial biotechnology is based on the use of resources from objects such as microbial cultures. Collections of microorganism cultures contain strains that are used in research and applied development. Expanding the resources of industrial microorganisms, optimizing methods for their storage and improving bioproducing properties is an urgent task for the collection of microorganisms. In this work, we studied the maximum viability rate and morpho-cultural characteristics of collection cultures stored for more than 10 years using the freeze-drying method. This was done to evaluate the effectiveness of this storage method and the protective environments used. The object of the study were 32 strains of various taxonomic groups of bacteria, fungi, yeasts and actinomycetes. In sum, we obtained the following results: 2 cultures did not grow after reactivation, 30 cultures corresponded to their passport characteristics and had a viability rate within the acceptable limits for industrial crops, more than 106 CFU/ml: 108-1010 CFU/ml. The data obtained confirm the effectiveness of storage by lyophilization and the protective media used on gelatin, sucrose and skim milk. Objects of research can be used in various spheres of human life.

Штаммхранениереактивациялиофилизациязащитные средыколлекцияжизнеспособностьStrainstoragereactivationlyophilizationprotective environmentscollectionviabilityReferencesВасильев Д.А. История микробиологии: Курс лекций / Д.А. Васильев, Н.А. Феоктистова, С.Н. Золотухин. – Ульяновск, 2007. – 74 с.Vasilev D.A. Istoriya mikrobiologii: Kurs lektsii / D.A. Vasilev, N.A. Feoktistova, S.N. Zolotukhin. – Ulyanovsk, 2007. – 74 s. (In Russian).Алмагамбетов К.Х. О создании коллекции микроорганизмов для биотехнологии / К.Х. Алмагамбетов, А.Р. Кушугулова, С.С. Ануарбекова // Биотехнология. Теория и практика. – 2001. – № 3-4. – С. 96-97.Almagambetov K.KH. O sozdanii kollektsii mikroorganizmov dlya biotekhnologii / K.KH. Almagambetov, A.R. Kushugulova, S.S. Anuarbekova // Biotekhnologiya. Teoriya i praktika. – 2001. – № 3-4. – S. 96-97. (In Russian).Коскараева Ш.С. Основы распространенных методов хранения культур микроорганизмов (обзор) / Ш.С. Коскараева, С.С. Ануарбекова // Вестник ЕНУ им. Л.Н. Гумилева. – 2017. – Часть 2. – С. 133-141.Koskaraeva SH.S. Osnovy rasprostranennykh metodov khraneniya kul'tur mikroorganizmov (obzor) / SH.S. Koskaraeva, S.S. Anuarbekova // Vestnik ENU im. L.N. Gumileva. – 2017. – Chast' 2. – S. 133-141. (In Russian).Robert J. Heckly. Preservation of Bacteria by Lyophilization / Robert J. Heckly. // Advances in Applied Microbiology. – 1961. – Vol. 3. – P. 1-76.Robert J. Heckly. Preservation of Bacteria by Lyophilization / Robert J. Heckly. // Advances in Applied Microbiology. – 1961. – Vol. 3. – P. 1-76. (In English).Effect of cryopreservation and lyophilization on viability and growth of strict anaerobic human gut microbes / Lea Bircher, Annelies Geirnaert, Frederik Hammes et al // Microb Biotechnol. – 2018. – Vol. 11(4). – Р. 721-733.Effect of cryopreservation and lyophilization on viability and growth of strict anaerobic human gut microbes / Lea Bircher, Annelies Geirnaert, Frederik Hammes et al // Microb Biotechnol. – 2018. – Vol. 11(4). – R. 721-733. (In English).Preservation of micro-organisms by drying; A review / C.A. Morgan, N. Herman, P.A. White, G. Vesey // Journal of Microbiological Methods. – 2006. – Vol. 66, Issue 2. – P. 183-193.Preservation of micro-organisms by drying; A review / C.A. Morgan, N. Herman, P.A. White, G. Vesey // Journal of Microbiological Methods. – 2006. – Vol. 66, Issue 2. – P. 183-193. (In English).Похиленко В.Д. Методы длительного хранения коллекционных культур микроорганизмов и тенденции развития / В.Д. Похиленко, А.М. Баранов, К.В. Детушев // Известия ВУЗ. Поволжский регион. Медицинские науки. – 2009. – № 4(12). – С. 99-121.Pokhilenko V.D. Metody dlitel'nogo khraneniya kollektsionnykh kul'tur mikroorganizmov I tendentsii razvitiya / V.D. Pokhilenko, A.M. Baranov, K.V. Detushev // Izvestiya VUZi. Povolzhskii region. Meditsinskie nauki. – 2009. – № 4(12). – S. 99-121. (In Russian).Руководство к практическим занятиям по микробиологии // Под ред. Н.С. Егорова. – М.: Московский Университет, 1995. – 220 с.Rukovodstvo k prakticheskim zanyatiyam po mikrobiologii // Pod red. N.S. Egorova. – M.: Moskovskii Universitet, 1995. – 220 s. (In Russian).Лабинская А.С. Микробиология с техникой микробиологических исследований / А.С. Лабинская. – М.: Медицина, 1978. – 392 с.Labinskaya A.S. Mikrobiologiya s tekhnikoi mikrobiologicheskikh issledovanii / A.S. Labinskaya. – M.: Meditsina, 1978. – 392 s. (In Russian).Phillips Th. How Lyophilization Preserves Biological Material [Electronic resource] / Th. Phillips. – 2020: thoughtco.com/lyophilization-preserving-biological-material-375590.Phillips Th. How Lyophilization Preserves Biological Material [Electronic resource] / Th. Phillips. – 2020: thoughtco.com/lyophilization-preserving-biological-material-375590. (In English).Хоулт Дж. Определитель бактерий Берджи: в 2-х т., пер. с англ. / под ред. Дж. Хоулта, Н. Крига, П. Снита и др. – М.: Мир, 1997. – 800 с.Khoult Dzh. Opredelitel' bakterii Berdzhi: v 2-kh t., per. s angl. / pod red. Dzh. Khoulta, N. Kriga, P. Snita i dr. – M.: Mir, 1997. – 800 s. (In Russian).Improving survival and storage stability of bacteria recalcitrant to freeze-drying: a coordinated study by European culture collections / J. Peiren et al // Appl Microbiol Biotechnol. – 2015. – Vol. 99. – P. 3559-3571. https://doi.org/10.1007/s00253-015-6476-6.Improving survival and storage stability of bacteria recalcitrant to freeze-drying: a coordinated study by European culture collections / J. Peiren et al // Appl Microbiol Biotechnol. – 2015. – Vol. 99. – P. 3559-3571. https://doi.org/10.1007/s00253-015-6476-6. (In English).Kupletskaya M.B. Viability of lyophilized microorganisms after 50-year storage / M.B. Kupletskaya, A.I. Netrusov // Microbiology. – 2011. – Vol. 80 – P. 850-853. https://doi.org/10.1134/S0026261711060129.Kupletskaya M.B. Viability of lyophilized microorganisms after 50-year storage / M.B. Kupletskaya, A.I. Netrusov // Microbiology. – 2011. – Vol. 80 – P. 850-853. https://doi.org/10.1134/S0026261711060129. (In English).Жураева Р.Н. Влияние длительного хранения на сохранность пробиотических свойств молочнокислых бактерий / Р.Н. Жураева, Л.И. Зайнитдинова, Р.Б. Эргашев / Мат. Междунар. н.-практ. конф. «Фундаментальные и прикладные аспекты микробиологии в науке и образовании». – Рязань, 2022. – С. 18-20.Zhuraeva R.N. Vliyanie dlitel'nogo khraneniya na sokhrannost' probioticheskikh svoistv molochnokislykh bakterii / R.N. Zhuraeva, L.I. Zainitdinova, R.B. Ehrgashev / Mat. Mezhdunar. n.- prakt. konf. «Fundamental'nye i prikladnye aspekty mikrobiologii v nauke i obrazovaniI». – Ryazan', 2022. – S. 18-20. (In Russian).Отработка условий лиофильного хранения азотфиксирующих микроорганизмов / Э. Нагызбеккызы и др. // Новости науки Казахстана. – 2014. – № 3(121). – С. 97-106.Otrabotka uslovii liofil'nogo khraneniya azotfiksiruyushchikh mikroorganizmov / EH. Nagyzbekkyzy i dr. // Novosti nauki Kazakhstana. – 2014. – № 3(121). – S. 97-106. (In Russian).Dietrich S. Optimization of a freeze-drying process for the biocontrol agent Pseudomonas spp. and its influence on viability, storability and efficacy / S. Dietrich, A.-P. Matos Da Silva, I.L. Bisutti // Biological Control. – 2016. – Vol. 94. – Р. 74-81. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2015.12.004.Dietrich S. Optimization of a freeze-drying process for the biocontrol agent Pseudomonas spp. and its influence on viability, storability and efficacy / S. Dietrich, A.-P. Matos Da Silva, I.L. Bisutti // Biological Control. – 2016. – Vol. 94. – R. 74-81. https://doi.org/10.1016/j.biocontrol.2015.12.004. (In English).A strategy to promote the convenient storage and direct use of polyhydroxybutyrate-degrading Bacillus sp. JY14 by lyophilization with protective reagents / S.H. Kim et al // Microbial Cell Factories. – 2023. – Vol. 22, Article number: 184. https://doi.org/10.1186/s12934-023-02173-4.A strategy to promote the convenient storage and direct use of polyhydroxybutyrate-degrading Bacillus sp. JY14 by lyophilization with protective reagents / S.H. Kim et al // Microbial Cell Factories. – 2023. – Vol. 22, Article number: 184. https://doi.org/10.1186/s12934-023-02173-4. (In English).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.