kaz44Вестник Университета Шакарима. Серия технические наукиBulletin of Shakarim University. Technical Sciences2788-79953006-0524«Шәкәрім университеті» КеАҚ10.53360/2788-7995-2024-2(14)-13kaz44-779Research ArticleПИЩЕВАЯ ИНЖЕНЕРИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)FOOD ENGINEERING AND BIOTECHNOLOGY (ORIGINAL ARTICLE)ИЗУЧЕНИЕ ИММОБИЛИЗАЦИИ ПРОБИОТИЧЕСКОГО ШТАММА LACTOBACILLUS PARACASEI-010-K НА ПРИРОДНОМ СОРБЕНТЕ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ПТИЦЕВОДСТВЕSTUDY OF THE IMMOBILIZATION OF THE PROBIOTIC STRAIN LACTOBACILLUS PARACASEI-010-K ON A NATURAL SORBENT FOR USE IN POULTRY FARMINGhttps://orcid.org/0000-0002-1404-8852АбдигалиеваТ. Б.AbdigaliyevaT. B.

Тoлкын Бaкытoвнa Aбдигaлиевa – PhD, acc.прoфеccoр, кaфедрa «Пищевaя биoтехнoлoгия» 

 050012, Реcпубликa Кaзaхcтaн, г. Aлмaты, улицa Тoле би, 100 

Tolkyn Abdigalie⃰ – PhD, Associate Professor, Department of Food Biotechnology

 050012, Republic of Kazakhstan, Almaty, Tole bi st., 100 

tolkyn_07.08@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0004-6254-0296ТелицкаяГ. А.TelitskayaG. A.

Гaлa Aлекcaндрoвнa Телицкaя – мaгиcтрaнт, кaфедрa «Пищевaя биoтехнoлoгия» 

 050012, Реcпубликa Кaзaхcтaн, г. Aлмaты, улицa Тoле би, 100 

Gala Telitskaya – Master of degree student, Department of Food Biotechnology

 050012, Republic of Kazakhstan, Almaty, Tole bi st., 100 

Youjumping290@gmail.comАлматинский технологический университетКазахстанAlmaty Technological UniversityKazakhstan20242906202412(14)99105Copyright © Абдигалиева Т.Б., Телицкая Г.А., 20242024Абдигалиева Т.Б., Телицкая Г.А.Abdigaliyeva T.B., Telitskaya G.A.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/779

В статье представлены результаты по исследованию иммобилизации клеток пробиотического штамма Lactobacillus paracasei-010-К на природном сорбенте. Методы иммобилизации клеток позволяют повысить их стабильность, снизить летальное воздействие микроорганизмов на клетки во время их прохождения через желудочно-кишечный тракт, улучшить висцеральные показатели и клинические исходы по сравнению со свободными клетками. Для иммобилизации лактобацилл использовали минерал – вермикулит, который является продуктом местного производства. Для образца характерно высокое содержание макро и микроэлементов по сравнению с образцами вермикулитов других месторождении страны, так же он обладает высокой адсорбционной активностью (20-50% по объему). Для иммобилизации клеток штаммов минеральный адсорбент вермикулит добавляли в количестве 0,25%, 0,5%, 0,75% и 1,0% к молочнокислым бактериям, ежедневно культивируемым в питательной среде МRS с титрами от 1*107 КОЕ/мл. Процесс адсорбции-иммобилизации проводили при 37°C с перемешиванием в течение 24 часов. Жидкие препараты, содержащие клетки лактобацилл и адсорбент, хранились при температуре 4-6°С в течение 30, 60 и 90 дней для оценки стабилизирующего эффекта адсорбента и определения его оптимального количества. В ходе исследований по иммобилизации микроорганизмов на энтеросорбентах было установлено, что вермикулит не оказывает негативного влияния на биоактивность и жизнеспособность клеток молочнокислых бактерий. Более того, при внесении вермикулита в среду МRS в концентрации 0,5% титр молочнокислых бактерий увеличился до 1*109 КОЕ/мл. Полученный препарат, содержащий культуру молочнокислых бактерии, далее будет использован для введения в состав кормовых добавок для птицеводства.

This article presents the results of a study on the immobilization of cells of the probiotic strain Lactobacillus paracasei-010-K on natural adsorbents.Methods of cell immobilization can increase their stability, reduce the lethal effect of microorganisms on cells during their passage through the gastrointestinal tract, improve visceral parameters and clinical outcomes compared with free cells. The local mineral vermiculite was used to immobilize lactic acid bacteria. The sample is characterized by a high content of macro and microelements compared to samples of vermiculites from other deposits in the country and it has high adsorption activity (20-50% by volume). To immobilize the cells of the strains, the mineral adsorbent vermiculite was added in amounts of 0.25, 0.5, 0.75 and 1.0 (%) to daily cultures of lactic acid bacteria with titers of 1*107 CFU/ml in the MRS (de Man, Rogosa and Sharpe agar) nutrient medium. The adsorption-immobilization process was carried out at 37°C with stirring for 24 hours. Liquid preparations containing lactobacillus cells and adsorbent were stored at a temperature of 4-6°C for 30, 60 and 90 days to assess the stabilizing effect of the adsorbent and determine its optimal amount. In the course of studies on the immobilization of microorganisms on enterosorbents, it was found that vermiculite does not adversely affect the bioactivity and viability of lactic acid bacteria cells. Moreover, when vermiculite was introduced into the MRS medium at a concentration of 0.5%, the titer of lactic acid bacteria increased to 1*109 CFU/ml. The resulting preparations containing cultures of lactic acid bacteria are further used to introduce them into the composition of feed additives for poultry farming.

пробиотикпребиотикиммобилизациясорбентбиопрепаратштамммолочнокислые бактерииprobioticprebioticimmobilizationsorbentbiological productstrainlactic acid bacteriaReferencesIsolation, characterization, and assessment of lactic acid bacteria toward their selection as poultry probiotics / R.C. Reuben et al // BMC microbiology. – 2019. – Vol. 19. – Р.1-20. https://doi.org/10.1186/s12866-019-1626-0.Isolation, characterization, and assessment of lactic acid bacteria toward their selection as poultry probiotics / R.C. Reuben et al // BMC microbiology. – 2019. – Vol. 19. – Р.1-20. https://doi.org/10.1186/s12866-019-1626-0.Ignatovich L.S. Netradicionnye kormovye dobavki zhivotnogo proiskhozhdeniya / L.S. Ignatovich // Pticevodstvo. – 2018. – № 6. – Р.33-38.Ignatovich L.S. Netradicionnye kormovye dobavki zhivotnogo proiskhozhdeniya / L.S. Ignatovich // Pticevodstvo. – 2018. – № 6. – Р.33-38.Sarao L.K. Probiotics, prebiotics, and microencapsulation: A review / L.K. Sarao, M. Arora // Critical reviews in food science and nutrition. – 2017. – Vol. 57. – №. 2. – Р. 344-371. https://doi.org/10.1080/10408398.2014.887055.Sarao L.K. Probiotics, prebiotics, and microencapsulation: A review / L.K. Sarao, M. Arora // Critical reviews in food science and nutrition. – 2017. – Vol. 57. – №. 2. – Р. 344-371. https://doi.org/10.1080/10408398.2014.887055.Zhantlesova S.D. Immobilizaciya kletok probioticheskih mikroorganizmov dlya razrabotki funkcional'nyh produktov pitaniya / S.D. Zhantlesova // MNIZH. – 2021. – № 3-2(105). – Р. 23-28. https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.105.3.028.Zhantlesova S.D. Immobilizaciya kletok probioticheskih mikroorganizmov dlya razrabotki funkcional'nyh produktov pitaniya / S.D. Zhantlesova // MNIZH. – 2021. – № 3-2(105). – Р. 23-28. https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.105.3.028.Suvorova A.V. Issledovanie sootnosheniya nositelya i bakterial'noj massy pri izgotovlenii veterinarnogo probiotika / A.V. Suvorova // Aktualnye problemy infekcionnoj patologii I biotekhnologii. – 2017. – S. 138-140.Suvorova A.V. Issledovanie sootnosheniya nositelya i bakterial'noj massy pri izgotovlenii veterinarnogo probiotika / A.V. Suvorova // Aktualnye problemy infekcionnoj patologii I biotekhnologii. – 2017. – S. 138-140.Probiotics in food systems: Significance and emerging strategies towards improved viability and delivery of enhanced beneficial value / А. Terpou et al // Nutrients. – 2019. – Vol. 11., № 7. – Р. 1591. DOI:10.3390/nu1107159.Probiotics in food systems: Significance and emerging strategies towards improved viability and delivery of enhanced beneficial value / А. Terpou et al // Nutrients. – 2019. – Vol. 11., № 7. – Р. 1591. DOI:10.3390/nu1107159.Adsorbciya probioticheskih bakterij na cellyuloznyh sorbentah / I.V. Larionov, O.V. Rybalchenko, O.G. Orlova et al // Sorbcionnye i hromatograficheskie processy. – 2011. – T. 11(6). – S. 792-798. https://pure.spbu.ru/ws/files/51162579/elibrary_17092573_35144631.pdf.Adsorbciya probioticheskih bakterij na cellyuloznyh sorbentah / I.V. Larionov, O.V. Rybalchenko, O.G. Orlova et al // Sorbcionnye i hromatograficheskie processy. – 2011. – T. 11(6). – S. 792-798. https://pure.spbu.ru/ws/files/51162579/elibrary_17092573_35144631.pdf.Potekhina. N.V. Tejhoevye kisloty aktinomicetov i drugih grampolozhitelnyh bakterij / N.V. Potekhina. // Potekhina Uspekhi biologicheskoj himii. – 2006. – № 46. – S. 225-278. https://www.fbras.ru/wp-content/uploads/2017/10/potekhina.pdf.Potekhina. N.V. Tejhoevye kisloty aktinomicetov i drugih grampolozhitelnyh bakterij / N.V. Potekhina. // Potekhina Uspekhi biologicheskoj himii. – 2006. – № 46. – S. 225-278. https://www.fbras.ru/wp-content/uploads/2017/10/potekhina.pdf.Application of cell immobilization technology in microbial cocultivation systems for biochemicals production / J. Lu et al. // Industrial & Engineering Chemistry Research. – 2020. – Vol. 59, № 39. – P.17026-17034. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.0c01867.Application of cell immobilization technology in microbial cocultivation systems for biochemicals production / J. Lu et al. // Industrial & Engineering Chemistry Research. – 2020. – Vol. 59, № 39. – P.17026-17034. https://doi.org/10.1021/acs.iecr.0c01867.Stolbova M.G. Razrabotki lekarstvennyh form probiotikov na osnove immobilizovannyh kletok: dis / M.G. Stolbova. – Perm: Avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenoj stepeni kandidata farmacevticheskih nauk, 2018. https://www.pfa.ru/wsupp/images/stories/Diss/info_o_zash_2018.Stolbova M.G. Razrabotki lekarstvennyh form probiotikov na osnove immobilizovannyh kletok: dis / M.G. Stolbova. – Perm: Avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenoj stepeni kandidata farmacevticheskih nauk, 2018. https://www.pfa.ru/wsupp/images/stories/Diss/info_o_zash_2018.Effects of vermiculite-based additives on macroscopic lung lesions, carcass traits and meat quality in finishing pigs / R. Consigliere et al // Large Animal Review. – 2018. – V. 24, I.5. – P. 195-199. https://www.cabidigitallibrary.org/doi/pdf/10.5555/20193044893.Effects of vermiculite-based additives on macroscopic lung lesions, carcass traits and meat quality in finishing pigs / R. Consigliere et al // Large Animal Review. – 2018. – V. 24, I.5. – P. 195-199. https://www.cabidigitallibrary.org/doi/pdf/10.5555/20193044893.Gejsun A.A. Efektivnіst zastosuvannya kormovoї dobavki vermikulturi pri viroshchuvannі fazana mislivskogo / A.A. Gejsun, L.M. Stepchenko // Tekhnologіya virobnictva і pererobki produkcії tvarinnictva: zb. nauk. prac Bіlocerkіvskogo nacіonal'nogo agrarnogo unіversitetu. BіlaCerkva. – 2018. – № 1(141). – S.38-45.Gejsun A.A. Efektivnіst zastosuvannya kormovoї dobavki vermikulturi pri viroshchuvannі fazana mislivskogo / A.A. Gejsun, L.M. Stepchenko // Tekhnologіya virobnictva і pererobki produkcії tvarinnictva: zb. nauk. prac Bіlocerkіvskogo nacіonal'nogo agrarnogo unіversitetu. BіlaCerkva. – 2018. – № 1(141). – S.38-45.EFSA Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed (FEEDAP) et al. Safety and efficacy of vermiculite as a feed additive for pigs, poultry, bovines, sheep, goats, rabbits and horses // EFSA Journal. – 2020. – V. 18, № 6. – P. e06160. https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.2903/j.efsa.2020.6160.EFSA Panel on Additives and Products or Substances used in Animal Feed (FEEDAP) et al. Safety and efficacy of vermiculite as a feed additive for pigs, poultry, bovines, sheep, goats, rabbits and horses // EFSA Journal. – 2020. – V. 18, № 6. – P. e06160. https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.2903/j.efsa.2020.6160.Ferdous M.J. Adsorption of Antibiotics by Vermiculite / M.J. Ferdous // Master of Science. The City College of the City University of New York. – 2016. – Р. 42. https://academicworks.cuny.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1605&context=cc_etds_theses.Ferdous M.J. Adsorption of Antibiotics by Vermiculite / M.J. Ferdous // Master of Science. The City College of the City University of New York. – 2016. – Р. 42. https://academicworks.cuny.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1605&context=cc_etds_theses.Wang W. Vermiculite nanomaterials: Structure, properties, and potential applications / W. Wang, A. Wang // Nanomaterials from Clay Minerals. – Elsevier. – 2019. – Р. 415-484. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814533-3.00009-0.Wang W. Vermiculite nanomaterials: Structure, properties, and potential applications / W. Wang, A. Wang // Nanomaterials from Clay Minerals. – Elsevier. – 2019. – Р. 415-484. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-814533-3.00009-0.Paramonova E.Y. Analiz vodouderzhivayushchej sposobnosti prirodnyh i sinteticheskih sorbentov / E.Y. Paramonova, L.F. Sherbakova, P.V. Naumov // Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk. – 2011. – T.13, № 1-5. – S. 1277-1279. file:///C:/Users/user/Downloads/analiz-vodouderzhivayuschey-sposobnosti-prirodnyh-isinteticheskih-sorbentov.pdf.Paramonova E.Y. Analiz vodouderzhivayushchej sposobnosti prirodnyh i sinteticheskih sorbentov / E.Y. Paramonova, L.F. Sherbakova, P.V. Naumov // Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk. – 2011. – T.13, № 1-5. – S. 1277-1279. file:///C:/Users/user/Downloads/analiz-vodouderzhivayuschey-sposobnosti-prirodnyh-isinteticheskih-sorbentov.pdf.Shtamm molochnokislyh bakterij Lastobasillus parasasei 010K, ispol'zuemyj dlya polucheniya probioticheskogo preparata, prednaznachennogo dlya profilaktiki i lecheniya zheludochnokishechnyh zabolevanij sel'skohozyajstvennyh zhivotnyh, ptic i ryb / F.Ғ. Sagymbek, T.B. Abdigalieva, K. Mahmaden et al // Patent RK. – 2022. – № 7343.Shtamm molochnokislyh bakterij Lastobasillus parasasei 010K, ispol'zuemyj dlya polucheniya probioticheskogo preparata, prednaznachennogo dlya profilaktiki i lecheniya zheludochnokishechnyh zabolevanij sel'skohozyajstvennyh zhivotnyh, ptic i ryb / F.Ғ. Sagymbek, T.B. Abdigalieva, K. Mahmaden et al // Patent RK. – 2022. – № 7343.Ispolzovanie makroporistyh sorbentov dlya usileniya i stabilizacii probioticheskih svojstv kormovyh sinbiotikov / A. Chizhaeva, G.N. Dudikova M.T. Velyamov i dr. // Mezhdunarodnyj zhurnal prikladnyh i fundamentalnyh issledovanij. – 2019. – № 3. – S.71-75.Ispolzovanie makroporistyh sorbentov dlya usileniya i stabilizacii probioticheskih svojstv kormovyh sinbiotikov / A. Chizhaeva, G.N. Dudikova M.T. Velyamov i dr. // Mezhdunarodnyj zhurnal prikladnyh i fundamentalnyh issledovanij. – 2019. – № 3. – S.71-75.

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