Защитная среда высушивания для получения симбиотического препарата

Авторы патента:


Защитная среда высушивания для получения симбиотического препарата
Защитная среда высушивания для получения симбиотического препарата
Защитная среда высушивания для получения симбиотического препарата
Защитная среда высушивания для получения симбиотического препарата

 


Владельцы патента RU 2571157:

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности Российской академии сельскохозяйственных наук (RU)

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано при промышленном производстве симбиотических препаратов. Защитная среда высушивания для получения симбиотического препарата содержит желатин, сахарозу, пищевой хитозан и калий фосфатный буфер в заданных соотношениях. Изобретение позволяет снизить потерю концентраций жизнеспособных Escherichia coli при сублимационном высушивании и повысить длительность сохранения биологических свойств симбиотического препарата до 12 месяцев. 1 ил., 3 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к биотехнологии и зоотехнике и может быть использовано при промышленном производстве симбиотического препарата на основе штамма Escherichia coli VL-613.

В настоящее время техническая микробиология является активно развивающимся научным направлением, использующим биотехнологические процессы при разработке и производстве широкого спектра биопрепаратов (вакцин, сывороток, диагностикумов, пробиотиков), биологически активных веществ (ферментов, антибиотиков, пребиотиков и др.), добавок к кормам (белков и аминокислот). Их применение в животноводстве и птицеводстве способствует повышению продуктивности животных и птицы, обеспечению ветеринарного благополучия хозяйств, гарантии качества, биологической и экологической безопасности как самой продукции, так и процесса ее производства.

В настоящее время активно развивается использование симбиотиков не только как антагонистов патогенной микрофлоры, но и как продуцента лизина - незаменимой аминокислоты, которая входит в состав структурных тканевых белков и белковых ферментов, является важным фактором биологически полноценного кормления, способствует улучшению пищеварения, играет важную роль в формировании костяка, повышении продуктивности сельскохозяйственных моногастричных животных (птицы и свиней). Такие симбиотики используются в качестве альтернативы дорогостоящему синтетическому лизину (моногидрохлорид лизина), в основном, импортного производства. Поэтому разработка новых препаратов такой группы и технологии их производства является актуальной проблемой.

Симбиотики - продукты биотехнологического производства, содержащие живые микроорганизмы, продуцирующие в желудочно-кишечном тракте животных и птиц аминокислоты (в том числе незаменимые), ферменты, витамины и таким образом способствующие повышению продуктивности.

Известен способ получения симбиотического препарата на основе Escherichia coli VL-613 (патент РФ №2450051 от 18.08.2010 г.), включающий засев штамма Escherichia coli VL-613, культивирование в жидкой питательной среде на основе перевара Хоттингера, концентрирование бактериальной суспензии с последующим смешиванием со стабилизатором, расфасовку и лиофилизацию препарата.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбрана технология получения симбиотического препарата «Пролизэр» на основе штамма Escherichia coli VL-613, при которой среда высушивания готовится по следующей прописи: концентрация основных компонентов имеет следующие значения: желатин - 2,0%; сахароза - 10,0%. В качестве растворителя - калий фосфатный буфер (Павленко И.В., Самуйленко А.Я., Еремец В.И. и др. Разработка технологии производства симбиотического препарата Пролизэр на основе Escherichia coli VL-613. Часть 2. Оптимизация условий сохранения жизнеспособности Escherichia coli VL-613 в симбиотическом препарате Пролизэр // Вестник Казанского технологического университета Т.16, - №9, - 2013, - стр. 176-181.)

Однако в данном случае защитная среда высушивания не оптимальна по своему составу, что не позволяет получить стабильную по биологическим свойствам культуру, и срок хранения препарата «Пролизэр» составляет 9 месяцев.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является разработка защитной среды, оптимизированной для процесса сублимационного высушивания и длительного хранения, при получении симбиотического препарата на основе штамма Е. coli VL-613, что позволит получить более стабильный по биологическим свойствам препарат и увеличить срок его хранения.

Техническим результатом изобретения является снижение потерь концентрации жизнеспособных эшерихий при сублимационном высушивании и повышение длительности сохранения биологических свойств симбиотического препарата до 12 месяцев.

Указанная задача решается тем, что после культивирования штамма Escherichia coli VL-613 в жидкой питательной среде на основе перевара Хоттингера, концентрирования бактериальной суспензии, ее смешивают с защитной средой высушивания, состоящей из желатина - 1,5%; сахарозы - 10,0%; хитозана пищевого - 2%, в качестве растворителя - калий фосфатный буфер до 100%, с последующей расфасовкой и лиофилизацией препарата.

Эффективность технологии получения симбиотических препаратов зависит не только от состава питательной среды, режима культивирования, но и от соотношения концентраций компонентов защитной среды высушивания.

Известно, что повышению стабильности препаратов в процессе сушки и в процессе хранения способствуют различные соединения: это природные и синтетические высокомолекулярные соединения - полисахариды (декстран, декстрин, агароза), соли альгиновой кислоты, желатин и поливинилпирролидон. Они создают защитные барьеры для клеток в процессе сушки, после высушивания. В высоких концентрациях (исключая полисахариды) они ухудшают условия удаления влаги при высушивании. Тиомочевина и натриевые соли глутаминовой, лимонной и аскорбиновой кислот, легко окисляясь, блокируют свободнорадикальные и аммоно-карбонильные реакции в сухой биомассе.

Хитин и хитозан являются природными полимерами, относящиеся к природным полисахаридам.

Способ получения симбиотического препарата осуществляют следующим образом.

На основе полученного нами патента РФ №2450051, который является оптимальным по питательной среде и процессу культивирования, была получена бактериальная культура Escherichia coli шт. VL-613 с общей концентрацией по окончанию культивирования 16-30 млрд. м.к./см3.

Для этого в стерильный ферментер, который снабжен системой автоматического контроля и регулирования основных технологических параметров (температура, обороты мешалки, pH, рО2, еН), загружают жидкую питательную среду - бульон Хоттингера (приготовленный на основе перевара Хоттингера с содержанием 600-800 мг% аминного азота), приготовленную по следующей прописи, масс. %:

Перевар Хоттингера 8,0-22,0
Пептон 0,8-1,2
Натрий фосфорнокислый двузамещенный 0,7-0,9
Хлористый натрий 0,7-0,9
Глюкоза 0,15-0,25
Дрожжевой экстрат 0,4-0,6
Вода дистиллированная до 100,0

Готовая стерильная питательная среда должна содержать 160-180 мг% аминного азота и иметь pH 7,4-7,6 ед. pH.

В ферментер с питательной средой инокулируют 18-24-часовую матриксную культуру эшерихий (Escherichia coli шт. VL-613), выращенную в жидкой питательной среде по составу, аналогичному со средой культивирования, в соотношении 5-10% от объема питательной среды в ферментере, и культивируют при (37±1)°C в течение 4-7 часов. Общая концентрация эшерихий по окончанию культивирования составляет 16-30 млрд. м.к./см3.

Полученную бактериальную культуру концентрируют, осадок бакмассы после концентрирования смешивают с защитной средой высушивания. После тщательного перемешивания бактериальной суспензии до концентрации 10-14 млрд./см Е. coli в жидком препарате ее расфасовывают по 2 или 4 см с соблюдением условий асептики в стерильные флаконы объемом 10 или 20 см и проводят сублимационное высушивание.

Результаты испытания защитной среды высушивания с разными концентрациями компонентов представлены в табл. 1.

Анализируя полученные данные по оптимизации состава ЗС для процесса сушки эшерихий, можем считать опыт №7 (табл. 1) - лучшим.

Защитная среда высушивания готовится по следующей прописи: желатин - 1,5%; сахароза - 10,0%; хитозан пищевой - 2%. В качестве растворителя - калий фосфатный буфер до 100%.

Количество жизнеспособных (ж/с) эшерихий в процессе длительного хранения определяли через 1, 3, 6, 9 и 12 месяцев хранения (табл. 2).

Пример 1. Контроль (защитная среда - прототип)

Контрольная среда высушивания готовится по следующей прописи: концентрация основных компонентов имеет следующие значения: желатин - 2,0%; сахароза - 10,0%. В качестве растворителя - калий фосфатный буфер до 100%.

Концентрация жизнеспособных клеток эшерихий перед сушкой 12,83 млрд/см3.

Пример 2. Разработанная защитная среда

Защитная среда высушивания готовится по следующей прописи: концентрация основных компонентов имеет следующие значения: желатин - 1,5%; сахароза - 10,0%; хитозан пищевой - 2%. В качестве растворителя - калий фосфатный буфер до 100%.

Концентрация жизнеспособных клеток эшерихий перед сушкой 12,4 млрд/см3.

В таблице 3 представлены данные по сохраняемости ж/с эшерихий на защитных средах высушивания: в прототипе (1), в предлагаемой среде (2) в процессе длительного хранения - с 1 по 12 месяц хранения.

Из данных таблицы 3 можно сделать вывод, что на разработанной защитной среде Е. coli лучше переносят процесс сублимационного высушивания и длительного хранения. При этом срок хранения препарата увеличивается до 12 месяцев, а сохраняемость жизнеспособных клеток выше на 15,34%, чем у прототипа.

На рисунке 1 показана зависимость выживаемости Е. coli в процессе длительного хранения препарата (срок наблюдения 12 месяцев).

Преимущества защитной среды высушивания для получения симбиотического препарата по разработанной технологи:

1. Использование оптимизированной защитной среды высушивания позволяет повысить выживаемость Е. coli штамма VL-613 в процессе сублимационного высушивания и длительного хранения препарата на 15-17% по сравнению с прототипом.

2. Срок хранения симбиотического препарата Escherichia, coli штамма VL-613 составляет 12 месяцев.

Защитная среда высушивания для получения симбиотического препарата на основе штамма Escherichia coli VL-613, содержащая желатин, сахарозу, калий фосфатный буфер, отличающаяся тем, что дополнительно содержит хитозан при следующем содержании компонентов, %:

желатин 1,5
сахароза 10
пищевой хитозан 2
калий фосфатный буфер до 100



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области биохимии. Способ определения токсичности среды включает определение показателей роста тест-культур в контроле и опыте.

Изобретение относится к биотехнологии и сельскохозяйственной микробиологии, в частности к получению бактериальных штаммов, обладающих фунгицидными и ростстимулирующими свойствами.
Изобретение относится к микробиологии и может быть использовано в фармакологии и медицине. Предложен штамм Lactobacillus rhamnosus, депонированный в ВКПМ под номером В-11816.
Способ относится к области вирусологии и касается способа очистки вирусных полиэдров. Изобретение включает гомогенизацию биомассы из погибших насекомых, центрифугирование и выделение осадка.

Изобретение относится к ветеринаринарной микробиологии. Питательная среда для выявления возбудителя некробактериоза содержит среду 199, сыворотку крови крупного рогатого скота и 40%-ный раствор глюкозы в заданных соотношениях компонентов.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ определения наличия в биологических жидкостях, окружающей среде и продуктах питания бактерий Escherichia coli штамма O157:Н7, включающий дезинтеграцию бактерий ферментативной обработкой и лизис неионным детергентом, адсорбцию на парамагнитных частицах при помощи специфического моноклонального антитела, детекцию антигена бактерий Е.coli O157:Н7 при помощи специфического биотинилированного моноклонального антитела, связывание полученного комплекса с нековалентным коньюгатом ДНК-матрицы с нейтравидином, диссоциацию твердофазного комплекса "антитело-антиген Е.coli O157:Н7 - биотинилированное антитело-коньюгат" добавлением раствора глицин - HCl рН 2.6, ПЦР-амплификацию ДНК-матрицы и выявление наличия бактерий Е.coli O157:Н7 по скорости нарастания флуоресцентного сигнала.

Изобретение относится к биотехнологии, микробиологии. Штамм Trichoderma harzianum Rifai ВКПМ F-180 применяется в качестве продуцента ингибитора Mycoplasma hominis и может быть использован при лечении микоплазменных инфекций.

Изобретение относится к биотехнологии. Способ предусматривает последовательное осуществление стадий культивирования биомассы микроводорослей на питательной среде в течение 8 суток и создания стрессовых условий в течение 3 суток.

Изобретение относится к области биотехнологии. Штамм Komagataeibacter xylinus депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) под регистрационным номером ВКПМ В-12068.

Изобретение относится к сельскохозяйственной микробиологии. Предложен штамм клубеньковых бактерий Bradyrhizobium japonicum ВКМ B-2629D для изготовления бактериального удобрения под сою.

Изобретение относится к биотехнологии и сельскохозяйственной микробиологии, в частности к получению бактериальных штаммов, обладающих фунгицидными и ростстимулирующими свойствами.
Изобретение относится к микробиологии и может быть использовано в фармакологии и медицине. Предложен штамм Lactobacillus rhamnosus, депонированный в ВКПМ под номером В-11816.

Представленная группа изобретений касается штаммов Bifidobacterium longum и их применений в качестве пробиотиков в виде различных составов и композиций. Изолированные штаммы Bifidobacterium longum BL1207 (PTA-9608), AH121A (NCIMB 41675), AH1714 (NCIMB 41676) экспрессируют экзополисахарид и индуцируют соотношение [IL10]:[IL12], равное, по меньшей мере, 10, по результатам анализа ко-инкубированием с мононуклеарными клетками периферической крови (РМВС), при концентрации бактерий 1×107 КОЕ/мл.

Изобретение относится к ветеринаринарной микробиологии. Питательная среда для выявления возбудителя некробактериоза содержит среду 199, сыворотку крови крупного рогатого скота и 40%-ный раствор глюкозы в заданных соотношениях компонентов.

Изобретение относится к области биотехнологии. Штамм Komagataeibacter xylinus депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов (ВКПМ) под регистрационным номером ВКПМ В-12068.

Изобретение относится к сельскохозяйственной микробиологии. Предложен штамм клубеньковых бактерий Bradyrhizobium japonicum ВКМ B-2629D для изготовления бактериального удобрения под сою.

Изобретение относится к промышленной микробиологии. Биопрепарат содержит гидролизат, содержащий продукт анаэробной ферментации смеси листьев растений, свекольной или тростниковой мелассы и воды, взятых в заданных соотношениях, и культуральную жидкость, образованную в процессе получения микробной массы аборигенных углеводородокисляющих микроорганизмов при заданном соотношении компонентов.

Изобретение относится к области медицинской микробиологии. Изобретение представляет собой питательную среду для визуального выявления Ureaplasma urealyticum, содержащую питательную основу, стимуляторы роста, мочевину, селективные компоненты, лошадиную сыворотку, pH индикатор и дистиллированную воду.

Изобретение относится к микробиологии. Штамм бактерий Staphylococcus aureus 113, обладающий антилизоцимной активностью, депонирован в Государственной коллекции микроорганизмов нормальной микрофлоры ФБУН «МНИИЭМ им.
Изобретение относится к биотехнологии. Штамм Streptococcus salivarius М-11, обладающий высокой антагонистической активностью, депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под регистрационным номером ВКПМ В-11174 и может быть использован при производстве кисломолочных продуктов.
Изобретение относится к микробиологии и может быть использовано в фармакологии и медицине. Предложен штамм Lactobacillus rhamnosus, депонированный в ВКПМ под номером В-11816.
Наверх